地面高精度磁测在煤田勘探中的应用.pdf

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1、磅他鹭第27卷第1期GEOLOGYOFSHAANXI2009年6月文章编号：1001-6996(2009)O1一OO62一O6地面高精度磁测在煤田勘探中的应用陈敏，邵伟(陕西省地矿局第二综合物探大队，西安710016)摘要：针对陕北煤田勘探中煤层自燃区自燃边界的确定，采用了地面高精度磁测的方法技术，通过求△T垂向一阶导数，来突出异常体边部影响，提高相邻异常体异常迭加的分辨率，认为该方法是解决煤层自燃区(火烧区边界)的一种行之有效的方法。关键词：高精度磁测；磁异常；煤层自燃；分辨率中图分类号：P618．110．8／P631．221文献标识码：B1引

2、言在陕北煤田勘探中，经常会遇到可采煤层自燃的情况，由于主要可采煤层的自燃会直接影响整个井田煤炭储量计算和井田的开发利用，因此在井田的煤炭资源勘探中查明煤层自燃区的边界及分布情况是一项重要地质工作。2井田概况该井田位于榆林城东北方向。井田地表以风沙滩地貌为主，下伏的主要地层有第四系、第三系、白垩系、侏罗系和三叠系。本井田含煤地层为侏罗系延安组。3号煤层厚度较大，埋深较浅。煤层在东南部沿沟边出露区段大部分自燃。本次工作采用地面高精度磁测方法配合钻探验证，确定本井田煤层自然边界，为本井田煤炭储量计算及井田建设提供可靠依据。3工作方法根据井田内3号煤层自

3、燃情况分布特征，垂直自燃边界的走向方向，按100m线距，1Om点距，布设了长度为500~3000m剖面35条。使用仪器GSM一19T数字式质子磁力仪进行野外数据采集。收稿日期：2009一O4—15作者简介：陈敏，女，45岁，毕业于成都地质学院地震专业，一直从事物化探勘查工作。曾发表论文数篇。第1期陈敏等：地面高精度磁测在煤田勘探中的应用634磁异常分析解释本井田岩性主要为延安组的砂岩、泥岩，岩石本身磁性微弱，甚至无磁性。当煤层自燃时，受高温作用的影响，使煤层顶底板岩石受热变质，形成了含暗色铁磁性矿物较多的烧变岩，温度降低后保留了较强的热剩磁，使其

4、磁性变强。由本工区某钻孔烧变岩磁参数测定的结果(图1)表明，以熔融带(相当于煤层自燃位置)烧变岩剩余磁化强度最大，高达8839．7圈曰囫，团t×10一A／m，次为上下烘烤带，影响带磁性较弱，正常带几乎无磁性，仅为100×1oA／m图1某钻孔烧变岩磁参数测定成果左右(表1)。Fig．1Determinationofmagneticparametersofburntrockinaborehole表1地层(岩性)磁参数统计表Tab．1Magneticparametersofstrata(1ithology)烧变岩岩性磁化率变化范围(10一×4·SI)平

5、均磁化率(10×4r~·SI)平均剩磁10一。×A／m)粉砂岩162．3～1847．6834．7113O．9中粗砂岩80．5～1858．7687．64496．42泥岩126．9～3264．4937．561383．5粘土398．3～591．2485．3373．6煤渣2160．1～18662．27362．78839．7结合本次施工的35条磁测剖面成果，认为本工区内主要是以砂岩、泥岩为主的沉积岩磁性相对较弱，所反映的磁异常应为区内3号煤层自燃后所形成的相对较高的磁异常，因此异常形态较客观地反映了其烧变岩赋存特征和自燃边界的异常特征。总体剖面所反映的磁异

6、常特征，可分为以下三种类型：A类：梯度变化较大，幅值较大的正负异常(图2)；B类：梯度变化较小，幅值较大的负异常(图3)；C类：梯度变化较小，幅值较小的正负异常(图4)。在研究测区磁场变化规律的同时，结合井田内钻孑L及磁测成果对测线CF14进行了正、反演计算(图5)，实测曲线与理论曲线拟合的比较好。且经过ZK1863、M706和M707钻孔验证表明：ZK1863孔3号煤7．7m厚，未燃烧；M706孔3号煤4．56m厚，有烧变岩；陕西地质第27卷图2A类Fig．2A—type图3B类Fig．3B-type图4C类Fig．4C-typeM707孔无3

7、号煤，有烧变岩。说明煤系地层燃烧后残余物磁性较强，同时也反映其验证结果与正反演解释结果基本一致，可以作为本次解释的主要依据。火烧边界分析及确定根据本井田内钻探及烧变岩露头情况，3号煤层自燃后所形成的烧变岩体基本呈水平板状体分布，在斜磁化条件下形成的负异常较强，由于煤层埋深、厚度及烧变岩形态、范围及铁磁性矿物含量的不同，使磁异常形态强弱不同。由于煤层在自燃过程中通风供氧条件存在着较大的差异，因此造成了煤层的火烧带宽度和磁异常梯度变化的不同。因此对本工区内的磁测剖面进行了分类解释。(1)在剖面图上：A、B类异常3号煤层开始燃烧点多为平稳场与正(负)异

8、常的拐点；燃尽点多为负异常的最低点处(图6)。第1期陈敏等：地面高精度磁测在煤田勘探中的应用65图5CF14磁测剖面反演拟合成果图Fig