劉濤

摘要：在煤田地質(zhì)構(gòu)造中，巖漿巖侵入是影響煤層完整性的重要原因，會使原本完整的煤層被分割。由于巖漿巖往往質(zhì)地堅硬，對采面布置、巷道掘進以及頂板管理等都會帶來影響，因此在確定開采煤層以及采面布置、巷道掘進施工前，必須要對煤田地質(zhì)中巖漿巖侵入情況進行探測，查明其侵入特點及空間分布。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)構(gòu)造;物探;巖漿巖

在煤田地質(zhì)構(gòu)造中，巖漿巖侵入是影響煤層完整性的重要原因，會使原本完整的煤層被分割。由于巖漿巖往往質(zhì)地堅硬，對采面布置、巷道掘進以及頂板管理等都會帶來影響，因此在確定開采煤層以及采面布置、巷道掘進施工前，必須要對煤田地質(zhì)中巖漿巖侵入情況進行探測，查明其侵入特點及空間分布。目前比較常用的探測巖漿巖侵入的物探方法主要有重力勘探、磁法勘探等。本文結(jié)合郭二莊礦煤田地質(zhì)勘探實際，針對礦區(qū)巖漿巖侵入體，分析了巖漿巖的密度、磁化率等物理特征，以及重力、磁力異常條件下引起的物探異常。對重力勘探、磁法勘探的操作及其在巖漿巖侵入物探探測中的應用進行了探討。

一、物探方法探測煤層巖漿巖侵入的前提條件

1、探測巖漿巖侵入的必要性

巖漿巖又成為火成巖，是地質(zhì)活動中由巖漿冷卻后形成的堅固巖體。比如花崗巖、玄武巖、流紋巖等都是比較常見的火成巖類型。巖漿巖的侵入會使原本完整連續(xù)的煤層被分割成段，而且由于其質(zhì)地堅硬所以給采面布置和掘進開采帶來很大的限制和影響。郭二莊煤田受火成巖侵入影響較大，區(qū)內(nèi)巖漿巖呈層狀大面積侵入9#煤上部。其中一層構(gòu)成9#煤直接頂板，局部地段存在巖株、巖脈狀侵入煤層，破壞了9#煤層的完整性，由于閃長巖侵入體凹凸不平，不易垮落，給采面頂板管理造成不利影響。部分煤層也因巖漿巖侵入而無法開采。為了合理布置采面和安排巷道掘進，需探明煤田區(qū)域內(nèi)火成巖的侵入情況。

2、探測巖漿巖侵入的物探條件

物探方法探測巖漿巖侵入主要有兩項基礎因素：一是巖漿巖與周圍巖體的物性差異，比如重力、磁力等差異，這種差異越明顯則探測結(jié)果越準確;二是巖漿巖的產(chǎn)態(tài)，比如巖漿巖的產(chǎn)狀、分布規(guī)律等，這既有利于判斷巖性，也有利于掌握其侵入體分布。常見的侵入煤層的巖漿巖，多屬于脈巖或淺成巖類，但巖性復雜。密度方面，巖漿巖較煤層要更加堅硬、致密，密度更大;磁性方面，侵入巖磁性比較復雜，剩余磁化強度的方向、大小均變化很大，而沉積巖則是無磁或弱磁狀態(tài)，磁性變化也不大。根據(jù)磁性的不同可將侵入性的巖漿巖與煤體和其它沉積性巖體加以區(qū)分;電性方面，煤體等沉積巖具有顯著的低電阻率，通過對巖體電阻率的探測，既可判斷不同巖體的分布，也可了解煤體的煤化程度，區(qū)分煤種。

3、巖漿巖侵入體的產(chǎn)態(tài)

煤層中巖漿巖侵入主要分為層狀巖床和脈狀巖墻兩種。層狀巖床主要是巖漿沿煤層方向侵入所形成，可分為層狀、似層狀、樹枝狀等形態(tài)分布。巖漿巖侵入?yún)^(qū)域煤層采區(qū)的頂?shù)装寮词怯纱朔N層狀巖床構(gòu)成;巖墻則主要是巖漿沿早期裂隙侵入含煤地層而形成，往往成組、成排出現(xiàn)，并與主要斷裂走向一致，寬度不一，傾角較大。

二、物探方法探測巖漿巖侵入的可行性分析

巖漿巖作為一種侵入性堅固巖體，其物性、巖性等與煤體和其它沉積行巖體都有很大的區(qū)別，這也為我們采用物探方法探測巖漿巖侵入提供了條件。巖漿巖物性、巖性的異常特征主要體現(xiàn)在以下方面：一是重力差異。由于密度不同，因而同等體積的煤體與巖體存在顯著的重力差異，在地質(zhì)物探中可表現(xiàn)為重力異常。巖漿巖巖床在延深和寬度不變的情況下，重力異常會隨頂面埋深h的增大而減小。二是磁異常。巖漿巖可表現(xiàn)為顯著的磁異常，可通過磁法勘探了解巖漿巖構(gòu)造，并判斷巖墻、巖床分布。雖然磁法勘探精度在一定程度上受巖體埋深、酸堿性影響，用觀測精度為±1nT的磁力儀是可以發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模巖墻和巖床的。三是電性差異。巖漿巖具有較高的電阻率，在埋深不大，地表地質(zhì)條件良好的條件下，可觀測到顯著的電性異常。但對于埋深較大且規(guī)模較小的侵入體，則難以從干擾背景中進行識別，加之測量裝備比較笨重，因而限制了其使用。

三、物探方法的觀測要求及應用

1、重力勘探

重力勘探是利用各種巖礦體的密度差異所引起的重力變化而進行地質(zhì)勘探方法。只要勘探地質(zhì)體有一定的剩余質(zhì)量，且埋深、地形等符合探測條件，即可使用重力儀測出重力異常。然后根據(jù)探測數(shù)據(jù)和相關(guān)地質(zhì)資料，對重力異常進行定性或定量解釋，繼而推斷出地層中不同巖體和礦體的埋深、位置、構(gòu)造形態(tài)等地質(zhì)信息。勘探前首先布置好探測網(wǎng)，被研究區(qū)域應在測區(qū)中央，測點間距應小于異常寬度的1/3，側(cè)線間距應不大于侵入體在地面投影長度的1/3，如需進行定量分析，則應將精測剖面點距加密至5m;然后根據(jù)布格重力異常分配表進行總精度和誤差分配，通過實測各測點的平面坐標和高程對重力觀測結(jié)果進行修正。使用精度較高的微伽重力儀進行探測，對探測資料進行整理、計算和校正后，制作相應的重力異常圖，繼而完成對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)礦巖體的定位和定量分析。

2、磁法勘探

磁法勘探是利用地下礦巖體磁性的不同，對其進行的定位和定量探測。測網(wǎng)布置與重力勘探基本相同，有時為了提高勘測精度，還可在同一測網(wǎng)中同時采用重力和磁力兩種方法進行探測。總精度根據(jù)目標地質(zhì)體的異常特征、干擾水平等來確定。目前使用的高精度磁力儀主要為銫光泵磁力儀和質(zhì)子磁力儀。按照規(guī)范要求對觀測資料進行整理后，制作相應的磁力異常圖，從而分析出地下礦巖體的分布情況。

參考文獻：

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