古志文++賈建超++譚章坤

【摘 要】隨著世界形勢的變化，中國經濟進入新常態(tài)，去產能、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展成為趨勢，煤炭及鋼鐵行業(yè)首當其沖，成為去產能的首要行業(yè)；與此同時，本文論及煤礦因緊鄰重慶市西南方向，近年來城區(qū)已快速擴建至煤礦礦區(qū)，如繼續(xù)保持生產，將對城市建設造成一定影響。因此，發(fā)展地下煤層氣化產業(yè)，走清潔能源的道路，已成為必然的選擇。通過對音頻大地電磁法在重慶市某煤礦煤層氣探測方面應用及效果的闡述，探討了物探方法在急傾斜構造煤層氣勘探方面的應用效果

【關鍵詞】煤層氣 急傾斜構造 音頻大地電磁法 頁巖氣勘探

重慶市某礦為年產60萬噸的中型煤礦，煤層主要賦存于背斜二疊系龍?zhí)督M地層之中。背斜是煤礦的主體構造，屬緊湊型直立褶曲，背斜軸線走向N10°E～S10°W，略呈弧形扭曲，平面上似一“S”型構造，背斜中段隆起較高，形似一覆舟，背斜中段兩翼基本對稱，傾角一般65～70°。南北兩端背斜兩翼不對稱，北端西緩（40°）東陡（70°），南端西陡（70°）東緩（40°）。軸部附近地層較為平緩，一般傾角15～40°。總體特征而言，中梁山背斜所賦存煤層屬于急傾斜近距離薄煤層群。

近年來，隨著世界形勢的變化，中國經濟進入新常態(tài)，去產能、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展成為趨勢，煤炭及鋼鐵行業(yè)首當其沖，成為去產能的首要行業(yè)；與此同時，煤礦因緊鄰重慶市西南方向，近年來城區(qū)已快速擴建至煤礦礦區(qū)，如繼續(xù)保持生產，將對城市建設造成一定影響。因此，發(fā)展地下煤層氣化產業(yè)，走清潔能源的道路，已成為必然的選擇。

相關企業(yè)、地勘單位近年來在中梁山地區(qū)開展了一些列工作，對煤層向深部方向延伸的趨勢做了進一步的勘探工作，已取得一些進展，本文以下對在礦區(qū)開展音頻大地電磁法勘探工作及其效果進行闡述。

1 地質及地球物理特征

1.1 地層

勘查區(qū)范圍內出露最老地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M地層的頂部，最新地層為三疊系上統(tǒng)須家河組，山間或低洼處分布有少量第四系棕黃色和紫紅色表土圖1所示。

1.2 構造

中梁山背斜屬新華夏系川東褶皺帶華鎣山帚狀褶皺群，該褶皺群的主體——華鎣山復式背斜經三匯壩向南后即分為呈帚狀散開的觀音峽、溫塘峽、瀝鼻峽三個背斜和其間的寬闊向斜。觀音峽背斜北起溪口，向南延伸經三度起伏，形成首尾相接的三個菱形背斜，即北部為龍家灣背斜，中部為天府背斜，南部為中梁山背斜。礦井位于中梁山背斜的南部，該背斜走向近南北，與西面的溫塘峽背斜，東面的南溫泉背斜大致平行見圖2所示。

綜上所述，區(qū)域構造面貌是典型的“隔擋式”構造，即寬闊的向斜之間為緊湊的背斜，背斜兩翼傾角較陡，軸線扭曲，主背斜與大斷裂伴生，一般情況下背斜北西翼較陡，構造較簡單，南東翼較緩，構造較復雜，斷層發(fā)育，切割強烈。

1.3 地球物理特征

從勘查區(qū)物性測試工作成果（表1）可以看出，灰?guī)r地層（飛仙關組、長興組、茅口組）與粘土及砂巖層（第四系、龍?zhí)督M地層）的電性特征差異明顯?；?guī)r的視電阻率均值為2563Ω·m，而砂巖、泥巖等巖性的視電阻率均值為335Ω·m及以下，不同巖性之間存在一定的電性差異。使本工區(qū)具備開展電磁法的地球物理勘探條件。

2 采用物探方法

音頻大地電磁法是利用天然的大地電磁場作為場源，來測定地下巖石的電性參數，并通過研究地電斷面的變化來達到解決地質問題的一種地球物理勘探方法，一般用于探測較深地質構造（3km以淺）、巖溶及暗河等地質體圖3所示。

3 應用效果

3.1 地質特征

中梁山背斜兩翼依次發(fā)育嘉陵江組、飛仙關組、長興組、龍?zhí)督M及茅口組地層，從北至南地層層序正常，背斜兩翼基本對稱。根據以往資料，中梁山地區(qū)電性地質剖面如圖4所示。

3.2 音頻大地電磁法成果

音頻大地電磁法工程布置基本平行于地質剖面布設，以探測構造、地層的空間展布特征為目的，取得成果見圖5所示。

對于音頻大地電磁法反演剖面，可以取得如下幾點認識：

（1）整體規(guī)律：主體構造中梁山背斜電性特征反映明顯，在電性剖面上反應的背斜兩翼產狀與地質資料相對應。背斜核部為茅口組（P1m）灰?guī)r，對應了剖面中部的高阻電性。剖面整體的灰?guī)r背景值范圍為910～6300Ω·m，對應了該地區(qū)主要地層巖性（灰?guī)r）的中高電性值。（2）該剖面內主要斷層特征明顯。F11、F15斷層在AMT反演斷面中均有顯示，隱伏斷裂f121亦與低視電阻率異常在深部相應位置的擴大延展現象對應。（3）背斜西翼視電阻率比東翼視電阻率明顯偏低，在標高100～-100m區(qū)間內，背斜西翼存在一圈比的低視電阻率異常，其視電阻率值低于100Ω·M，劃分為低視電阻率異常區(qū)D1。從電性劃分的地層看，低阻異常D1位于長興組地層與龍?zhí)督M地層兩套地層中，此低阻異常區(qū)推斷為長興組含水地層和龍?zhí)督M隔水層所致。從區(qū)域資料看，長興組地層巖溶較發(fā)育，是該區(qū)的主要含水層；而龍?zhí)督M頂板層隔水層主要巖性為低阻的泥巖、砂巖，加上受到強力的構造擠壓力，導致地層裂隙發(fā)育后地表水通過這些裂隙下滲，綜合導致該低視電阻率異常區(qū)。（4）剖面整體電性變化均勻（低阻異常D1除外），反映了整體地層較連續(xù)，并未發(fā)現地層較明顯的錯動和缺失。在標高約140～-200m區(qū)間內，主體背斜西翼雖有一個低電阻率異常區(qū)D1，但從電性形態(tài)看未發(fā)現地層明顯錯動和缺失，存在隱伏斷裂的電性反映不明顯（f121除外）。

4 結語

根據本次音頻大地電磁法成果，從電性上劃分了主要地層，控制了主要構造中梁山背斜，其產狀和深度與已知地質成果較對應；控制了斷層F11、F15的發(fā)育形態(tài)，隱伏斷裂f121與在物探剖面中深部相應位置的低視電阻率形態(tài)擴大、延伸現象互相印證，也說明了音頻大地電磁法的有效性。

近年來，頁巖氣勘探開發(fā)越來越得到重視，在尋找頁巖地層及相關的構造方面，本次勘探成果亦能取得較好的參考作用。

參考文獻：

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