徐偉瑜

（河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，河南 鄭州 450009）

為指導(dǎo)河南洛陽市某煤礦深部探礦工程布設(shè)以及查明構(gòu)造對含煤層位的破壞程度，本文結(jié)合礦區(qū)實施的三維地震勘查成果，總結(jié)了礦區(qū)含煤層位的特征，分析了三維地震數(shù)據(jù)解譯的構(gòu)造、含煤層底板以及厚度變化趨勢，為進一步布設(shè)深部探礦工程提供可靠的依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

礦區(qū)出露地層依次為：①奧中陶統(tǒng)馬家溝組（O2m）灰、青灰色厚層狀石灰?guī)r；②上石炭統(tǒng)本溪組（C2b）下部為淺灰色鋁質(zhì)泥巖，上部為具鮞狀或豆狀結(jié)構(gòu)的灰色鋁質(zhì)巖，局部夾薄層砂巖；③上石炭統(tǒng)太原組（C2t）由石灰?guī)r夾砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，含灰?guī)r2～5層及薄煤2～8層［1］；④下二疊統(tǒng)山西組（P1sh）二1煤層底板砂巖底至砂鍋窯砂巖（Ss）底，厚51～90 m，平均66.04 m，含煤5層，為本礦區(qū)主要含煤地層；⑤下二疊統(tǒng)下石盒子組（P1x）砂鍋窯砂巖（Ss）底至田家溝砂巖底，厚244～324 m，含三―六共四個煤段地層［2］；⑥上二疊統(tǒng)上石盒子組（P2s）田家溝砂巖底至平頂山砂巖底，淺部缺失，一般厚24.6～230 m，不含可采煤層；⑦第四系（Q）由表土和卵石組成，厚0～21.95 m，角度不整合于煤系地層之上。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于華北板塊南緣華熊臺緣拗陷的澠池—確山陷褶斷束北西部，發(fā)育褶皺和斷裂［3］。其中，礦區(qū)位于區(qū)域性近東西向展布的向斜構(gòu)造北西段，為一寬緩向斜，北翼傾角平緩，一般6°～14°，地層出露完整；南翼由于斷層切割破壞，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。同時，礦區(qū)位于區(qū)域性斷裂帶的東側(cè)，斷層走向NW，傾向NE，傾角70°，落差50～200 m。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)地表未見巖漿巖出露，已施工的鉆孔中也未揭露深部巖漿巖。

2 含煤地層特征

礦區(qū)含煤地層較發(fā)育，從石炭系—二疊系均有分布，含煤地層主要包括上石炭統(tǒng)太原組（C2t）、下二疊統(tǒng)山西組（P1sh）、下石盒子組（P1x）和上二疊統(tǒng)上石盒子組（P2s），含煤地層累計厚度可達553.30 m，共劃分為8個煤段，含煤9層。其中，上石炭統(tǒng)太原組（C2t）一煤段含煤6層，分別為一2、一3、一4、一6、一7和一9煤層；下二疊統(tǒng)山西組（P1sh）二煤段含煤2層，為二1和二4煤層；七煤段含煤1層（七煤），煤層平均總厚度為5.94 m。研究區(qū)主要可采煤層為下二疊統(tǒng)山西組（P1sh）二煤段的二1煤層，煤層厚0.84～10.06 m，平均厚5.36 m。

3 三維地震勘查

3.1 地震地質(zhì)條件

（1）地表條件。礦區(qū)地表屬于低山丘陵地區(qū)，地勢起伏較大，山脈走向大致由西南向北東方向延伸。礦區(qū)北部地勢較高，為農(nóng)田及林區(qū)，西部山脊以西地區(qū)地勢較低，中部與東部為農(nóng)田。較適合于地震勘查技術(shù)的條件。

（2）淺層地震地質(zhì)條件。礦區(qū)淺層地震地質(zhì)條件分為三類：基巖、坡積物和黃土。其巖性變化較簡單，為地震勘查的野外施工以及后期反演提供了便利。

（3）深層地震地質(zhì)條件。二1煤層結(jié)構(gòu)簡單，具有速度低、密度低的特點，與高速度、高密度圍巖相比具有顯著的波阻抗差異，具有形成強反射波的良好條件，在人工波場作用下可產(chǎn)生波形穩(wěn)定、能量強的反射波T2波（即二1煤層反射波），對該方法有利。

3.2 構(gòu)造解譯

根據(jù)三維地震數(shù)據(jù)，本次共解譯出正斷層14條，其中落差不小于5 m的斷層4條，落差小于5 m的斷層9條（表1）。其中，DF1斷層位于礦區(qū)西部，走向近NW，傾向近NE，傾角60°，落差0～30 m，區(qū)內(nèi)延展長度800 m，錯斷明顯，斷點較清晰可靠（圖1a）；DF11斷層位于礦區(qū)東部，為本次勘探新發(fā)現(xiàn)斷層，走向近NE，傾向近NW，傾角55°，落差0～8 m，延展長度480 m，斷點在時間剖面上錯斷明顯，斷點清晰可靠（圖1b），綜合評定該斷層為一控制可靠斷層。

表1 三維地震數(shù)據(jù)解譯斷層特征一覽表

圖1 DF1和DF11斷層在時間剖面上的特征

3.3 煤層底板形態(tài)解譯

根據(jù)三維地震數(shù)據(jù)解譯成果（圖2）可知：礦區(qū)內(nèi)主要煤層為二1煤，其底板形態(tài)總體為一走向NEE，傾向近SSE的單斜構(gòu)造，傾角5°～13°。此外，傾角全區(qū)相對較穩(wěn)定，未見大于15°的區(qū)段。區(qū)內(nèi)二1煤層底板標高在－240～－30 m，煤層底板賦存最淺部位于礦區(qū)的北部邊界，標高約為－30 m，最深部位于礦區(qū)南部邊界處，標高為－240 m。此外，煤層底板形態(tài)為一平緩的向斜，褶皺構(gòu)造簡單，區(qū)內(nèi)基本沒有斷裂構(gòu)造，對煤層破壞程度較弱。

圖2 二1煤層在礦區(qū)不同部位時間剖面上的特征

3.4 二1煤層厚度解譯

煤層厚度解譯是深部鉆孔工程布設(shè)的主要依據(jù)，也是評價礦區(qū)煤炭資源潛在資源量的重要指標，同時也是分析礦區(qū)煤層資源分布規(guī)律的前提。因此，本文以三維地震數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)已有的少量鉆孔信息，將鉆孔中已揭露的煤層厚度作為約束條件，對礦區(qū)內(nèi)的二1煤層的厚度進行了解譯，并繪制了二1煤層厚度變化趨勢圖（圖3）。由圖3可知，礦區(qū)內(nèi)二1煤層的厚度介于1～13 m之間，絕大部分區(qū)域的煤層厚度大于2 m，總體上煤層?xùn)|側(cè)厚，普遍大于5 m，南側(cè)煤層相對較薄，普遍小于5 m。

圖3 二1煤層厚度變化趨勢圖

4 結(jié)束語

綜上所述，三維地震勘查技術(shù)在煤礦找礦勘查中具有良好的應(yīng)用效果，具體表現(xiàn)在：①煤炭資源具有良好的成層性，而地震對深部層狀體的解譯具有良好的優(yōu)勢，因此使用該方法對深部含煤層位的識別具有重要意義；②構(gòu)造對深部煤層的影響較大，而三維地震勘查技術(shù)在識別深部構(gòu)造方面具有明顯的優(yōu)勢。通過本次勘查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)二1煤層厚度較穩(wěn)定，且在空間上具有東厚西薄的特征；煤層傾角較小，根據(jù)三維地震解譯成果可知，含煤層位傾角小于15°。本研究成果為進一步深部探礦工程的布設(shè)提供了可靠的依據(jù)。