高精度磁测在陕北煤田火烧区的应用.pdf

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1、镑{雪第31卷第2期GEOLOGYOFSHAANXI2013年12月文章编号：1001---6996(2013)O2—0076—05高精度磁测在陕北煤田火烧区的应用陈小龙，任金礼(陕西省地矿局物化探队，西安710043)摘要：通过对陕北某井田实测地面高精度磁测异常的解译，总结利用高精度磁测有效圈定煤层自燃边界的方法和经验，并通过钻孔加以验证，为以后此类工作提供了借鉴。关键词：磁测；煤田火烧区；热剩磁；煤层自燃边界中图分类号：P618．11／P631．2文献标识码：B1前言据调查，陕北煤层自燃从出露

2、部位向里燃烧伸展达到1～2km，这部分煤层的缺失直接影响到储量的估算及后期开采，习一所以在煤田勘探工作中查明火烧区的范围是很有必要的。、椰一一～2火烧区磁法勘探原理煤层正常区煤层半燃烧区{过渡带l煤层完全嚣烧区煤层自燃过程中，煤层及围岩中铁、磷等物质发生复杂的化学变化，煤层顶底板随着煤层燃烧以后温度的降低，冷却以图I煤层自燃后磁场特征图后形成烧变岩，烧变岩温度降低后保留了Fig．1Magneticsignatureafter较强的热剩磁，其烧变岩和正常围岩具有selfcombustionofcoa

3、lbeds了明显的磁性差异，磁法勘探正是利用这一明显的磁性差异，来解决煤层自燃后火烧范围的。煤层自燃后地表观i见0到的磁场特征如图1所示3应用实例收稿日期：2O13—O7—11作者简介：陈小龙，男，39岁，物探工程师，主要从事物探工作，曾发表多篇论文。第2期陈小龙等：高精度磁测在陕北煤田火烧区的应用77在榆林市城东北方向某井田，地处毛乌素沙漠与陕北黄土高原接壤地带。构造形态为一向北西缓倾的单斜构造，倾角小于1。，区内无较大断层和褶皱，无岩浆活动痕迹，构造简单。井田内延安组单孔含煤8～14层，可采煤

4、层4层，其它均为不可采煤层。其中3号煤层为井田主要可采煤层，厚度大、层位稳定，可是在东部地区煤层大都自燃或出露。先期阶段布设了一定工作量的二维地震，划分自燃边界效果并不明显。由于煤层顶底板中的铁质多是铁的氧化合物，随着烧变岩的形成它们大部分转换为磁性矿物。根据烧变岩热剩磁特征，确定煤层自燃区域，划定的火烧边界。通过对确定的边界进行钻孔验证，结果准确可靠。4测区地球物理特征通过对测区出露地表或钻孔得到的火烧岩、红色粘土、砂岩、砂泥岩进行磁参数测定，得到了该区磁物性参数资料(表1)。表1区内磁物性参数

5、测定统计表Tab．1Statisticsofparametricmeasurementofmagneticpropertiesinthisarea磁化率(单位：仃×10SI)剩余磁化强度(单位：l0。A／m)岩性标本块数采集位置变化范围平均值变化范围平均值火烧岩579．0—4360．61379．488．O～1894．7789．0SH2孔、SH4孑L红色粘土2040．0—2120．01oo1．O42．0～1003．0580．0出露地表砂岩、砂泥岩50．O～215．3133．5O．O～117．877．

6、1$403、s502井田地表绝大部分被第四系中更新统离石组(Q：1)黄土覆盖，北部局部地段被全新统(Q)风成沙覆盖，较大支沟中分布新近系上新统静乐组(N：j)红色黏土，无基岩出露，通过物性标本参数测定，新近系上新统静乐组(Nj)红色粘土具一定磁性，由于在沟谷中出露地表，成为本次磁测工作的主要干扰源。煤层顶板为厚度8～20m的中细粒长石砂岩(即“真武洞砂岩”)，大部分地段有0．12—2．45m的泥岩、泥质粉砂岩伪顶。煤层底板一般为细砂岩、粉砂岩与泥岩互层，偶见炭质泥岩(根土岩)。煤层与顶底板为明显接

7、触，局部为微冲刷接触。砂岩、泥岩本身磁性微弱，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，使其磁性变强，这是识别边界的重要特征。因此，利用磁测技术对勘查区燃烧边界进行勘探具备物理前提和条件。5野外数据获取采用大致1km的测线间距进行控制性工作，通过长线的控制，大致确定煤层自燃区域，然后加密测线。共布设长线控制剖面10条，每条长1200m，点距10m。加密线线距一般控78陕西地质第31卷制在100m左右，共布

8、设短剖面29条，每条长6OOm，点距10m。．仪器采用捷克产的PMG—l磁测仪器。野外测点观测时要减小地面不均匀磁性的随机干扰，要求所有工作人员工作过程中全身‘‘去磁”，磁测干扰较强区域，如大型建筑物、村镇、高压线等，可适当偏移设计点位。通过野外实测，共得到三千多个磁测△T数据。质量检查按照同点位、不同仪器、不同人、不同天的“一同三不同”方法对测地工作和磁测进行了质量检查，测地工作平面精度、高程精度和磁测精度均满足要求。磁测实达总精度和各项分精度均符合要求，说明野外观测数据质量可靠