利用前人地質資料 完成地質工作任務

王頔

摘要：工程地質的工作任務主要是是通過槽探、鉆探、地球物理勘探等方法查明地質條件，進而對這些問題進行定性或定量評價，必要時進行地質過程演化分析和地質過程機制分析，弄清工程地質問題發展趨勢，評價其對工程建設的影響程度，從而為工程建設提供建議和依據。上述勘察方法都需要用到大量的人力物力。筆者認為在前人地質資料健全的場地，只需要進行數據整理，即可完成地質工作任務。筆者結合“河南省東濮凹陷巖鹽礦普查”項目對該方法進行驗證。

關鍵詞：地質工作方法；前人資料；東濮凹陷巖鹽礦

引言

利用前人地質成果，是地質工作重要的方法。在開展地質工作之前，必須系統收集相關資料和綜合分析、研究，根據目的任務制定“方案”編寫“設計”，這已經是地質工作的必須程序。筆者在2011年至2013年有幸利用假期參加了一個地質工作項目的全過程，從資料搜集和整理，再到報告的編寫，盡管對地震數據的處理和地震資料的解譯還一知半解，但還是感到受益匪淺，對地質工作有了感性認識，學到了一些地質工作方法，特別是通過這次實踐，還發現如果前期地質工作比較充分，完全可以利用前人的工作成果，完成地質工作的任務。

一、項目概況

1.本項目為“河南省東濮凹陷巖鹽礦普查”項目的地震勘探專項工作，是河南省2012年度地質勘查基金項目，工作區由文留地區擴大為濮陽地區東濮凹陷，根據河南省國土資源廳《關于下達2008～2012年度部分存在資金缺口及新增工作量省地質勘查基金項目任務書的通知》（豫國土資發[2012]140號），河南省地礦局第一地質環境調查院承擔了該項工作。

2. 地質任務

按照《河南省東濮凹陷巖鹽礦普查設計》規定的地質任務及《石油天然氣地震勘探規范》、《鹽湖和鹽類礦產地質普查規范》（ DZ/T 0212-2002）等規范要求，確定本次地震普查的地質任務為：（1）大致了解普查區新近系底板埋深及變化情況；（2）大致查明普查區上部含鹽巖層即古近系沙一段頂、底板埋深及變化情況；（3）大致查明普查區沙一鹽頂、底板埋深及變化情況，為鉆孔定位提供依據；（4）大致了解普查區地質構造的分布特征。

3.普查區位置與范圍

普查區位于河南省濮陽地區中—南部，涉及濮陽市華龍區、濮陽縣、范縣、清豐縣，區內交通以106國道、S101省道為骨干，面積約1000km2。區內縣道及油田道路交織成網，四通八達，鐵路有湯濮臺鐵路從普查區北部穿過。此外，普查區還緊鄰大廣、濮鶴高速，交通十分便利（見圖1-1 普查區交通位置示意圖）。

4. 自然地理

普查區地處黃河沖積平原，微地貌類型屬于黃河早期泛流平地，全區均為第四系覆蓋，地勢平坦，地形簡單。地面平均海拔標高50m左右，南北自然坡降1/5000～1/6000，東西自然坡降1/6000～1/8000。

普查區位于整個東濮凹陷內，受北東向活動斷裂影響，該斷陷自晚第三紀以來以強烈沉降為主，范縣—濮城一帶伴有地震發生，據歷史記載濮城1502年10月27日曾發生6.5級地震。1978年東明一帶地震波及王濮陽市王助村，產生地裂縫三條，長100～300m，寬尺許， 并造成多處房屋損壞。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），普查區地震動峰值加速度0.15g，地震基本烈度為Ⅶ度，地震設防烈度為7度。區域穩定性屬較不穩定區。

普查區內油氣資源豐富，區內分布大量中原油田的采油井，除油氣采掘、煉化業外，區內無其它支柱工業企業。

二、 地質概況與地震地質條件

1.區域地質背景

東濮凹陷東側以聊蘭斷裂與魯西隆起為界，西側超覆于內黃隆起上，南隔蘭考凸起與開封坳陷相望，北以馬陵斷層與莘縣凹陷相連。凹陷的形成和演化，整個古生代屬于華北地臺的一部分，燕山運動后隨著華北大陸的解體，產生了一系列以北北東向左旋剪切斷層為主的斷裂，同時發育有北西西和近東西向兩組斷裂，控制著前第三系的沉積厚度和分布。新生代喜山運動該區受北北東向蘭聊、長垣、黃河等斷裂及近東西向斷層的聯合作用，形成了東陡西緩的箕狀裂谷盆地。經歷了從沉降到抬升兩大沉積旋回（EK—ES2下，ES2上—ED）和六個發展階段，即初期裂谷（EK—ES4）、強烈裂陷（ES4—ES3）、萎縮（ES2）、穩定下沉（ES1）、收縮（ED）、坳陷（N-Q）等，完成了東濮凹陷的整個發育歷史。

2.地層

早古生代時期，本區受到廣泛的海侵，沉積了以碳酸鹽巖為主的寒武系、中下奧陶統地層，在長期的抬升作用之后，華北地臺整體下沉，在中奧陶統的侵蝕面之上沉積了海陸交互相的中上石炭統和陸相沉積的上下二疊統。燕山運動之后，華北盆地開始形成，沉積了巨厚的新生界地層，其中古近系為裂谷型沉積，新近系為盆地沉積。受河、湖沖湖積作用的影響，第四系平原組松散沉積十分發育，廣泛覆蓋于新近系之上。根據鉆孔所揭露的地層由老到新分述如下：

① 古近系：東濮凹陷在古近紀時期屬裂谷型沉積，由于斷裂的持續活動，凹陷快速下沉，快速補償，沉積了巨厚的古近系，其沉積厚度最大可達7000m。由老到新古近系劃分為孔店組、沙河街組和東營組。

② 新近系：新近系是在古近系剝蝕夷平面的基礎上，為區域性坳陷型河湖相沉積，在區域上自北而南，地層由薄變厚，沉積了一套以砂質巖為主的正韻律層剖面組合；在工作區內厚度較為穩定。由下而上分為館陶組和明化鎮組。

③ 第四系：第四系厚300m左右，下部為灰黃色含礫砂層；中部為褐黃色粘土層和粉砂質粘土層；上部為褐黃、灰黃色粘土層與灰色粉、細砂層組成下粗上細的韻律層；頂部為淺褐黃色表土層。

3.構造

普查區內斷層較多，按其切割的深度和規模分為深大斷裂和局部斷裂兩種類型。其中深大斷裂主要有長垣斷裂、聊蘭斷裂、黃河斷裂。對本區有影響的局部斷裂主要為五星集斷裂、石家集斷裂、馬寨斷裂、柳屯斷裂和胡狀集斷裂。均為張性斷裂，

4. 地震地質條件

① 地表條件

本區為第四系全掩蓋區，地面海拔50m左右，地形平坦，交通便利，潛水位一般為3～10m，為地震施工的有利條件。但區內村莊、油井較多，且有果園、河流分布，影響測線布設，為地震施工不利條件。

② 淺層地震地質條件

本區淺部地層由黃土、耕植土、砂質粘土等組成，局部有流沙層。流沙層的存在影響成孔效率；由于其透水性較強，要求炮孔深度較大。表層巖性和速度縱橫向變化較大，從整個工區表層調查成果看，區內低降速帶在300～1200m/s之間變化，厚度在3～9m之間變化。

③ 中、深層地震地質條件

從以往所獲得的地震資料看：中、深層一般為泥巖、砂巖互層，粉砂巖，局部發育巖鹽、油頁巖、鈣質泥巖等。各類泥巖與砂巖、巖鹽與泥巖密度和速差異大，是產生地震反射波的良好條件。沙河街組沙一段鹽層底部的T3反射波能量較強，波形突出，一定范圍內相位穩定。中、深層地震條件總體較好。本區中、深層地震反射波主要有：（1）T0波。是來自于新近系明化鎮組底界面的反射波。（2）T1波。是來自于新近系館陶組底界面的反射波。（3）T2波。產生于古近系沙河街組與東營組分界面的反射波（沙一段頂）。（4）T3波。產生于古近系沙河街組沙一段底界面的反射波。（5）T4波。產生于古近系沙河街組沙二上亞段底界面的反射波。（6）T5波。產生于古近系沙河街組沙二下亞段底界面的反射波。（7）T6波。產生于古近系沙河街組沙三上亞段底界面的反射波。

三、以往地質勘探工作

1.區域基礎地質工作

在區域基礎地質工作方面，做過不同比例尺的地質調查工作，積累了豐富的成果資料，主要的成果有：（1）勞子強等，《1∶50萬河南省地質圖說明書》，河南省地質局，1981年；（2）河南省地質礦產局，《河南省區域地質志》，地質出版社，1989年；（3）河南省基巖地質圖說明書（前新生界）；（4）華北石油局第四物探隊，《華北盆地南部重力面積普查報告》，1985年；（5）河南省地礦局物探隊，《河南省1/20萬般空磁力（ΔT）圖說明書》，1986年；（6）河南省地礦局物探隊，《河南省區域重力報告》，1987年。

2.濮陽地區地質工作

自七十年代以來，濮陽地區相繼開展過區域地質、供水水文地質普查、石油普查，鹽礦資源評價等工作，為本次工作的開展提供了基礎地質數據?，F將主要成果簡述如下：1970以來，中原油田在區內開展了大量的油氣探采工作，施工了大量井孔，并對地層進行了較詳細的描述，并對鹽巖的分布和質量進行了初步研究，為本次工作積累了豐富的資料；1982年，河南省地礦局水文一隊開展了1：20萬鄆城幅綜合水文地質普查，涵蓋普查區，提供了區域性的地質、水文地質數據；1996年，河南省地礦局水文一隊在濮陽市五縣一區進行地質環境監測工作，涵蓋普查區，為本次工作提供了較為詳細的地質環境資料；1997年，河南省地礦局水文一隊完成了《河南省濮陽縣及市區區域水文地質調查》，基本查明了濮陽縣及市區區域水文地質條件及地下水的運動規律，并對地下水資源的利用進行了較為合理的規劃；1997年中原油田等單位對本區鹽礦資源進行了評價工作；2000年以來，濮陽地區的巖鹽開發逐漸有所發展，至2008年，濮陽地區共有三個區塊設立了巖鹽探礦權，分別為范縣金牙頭區塊，濮陽縣胡狀鄉后杜莊區塊，清豐縣雙臺區塊；2009年-2012年，河南省地礦局水文一隊、河南省地質調查院等單位先后在文留、梨園、瓦屋頭等地區開展巖鹽礦普查工作，并取得了一定的成果。

綜上所述，本區過去進行的基礎地質、石油地質、水工環、鹽礦的調查研究等工作，為本次工作提供了地質、構造、航磁、重力等數據，取得了可靠的地質資料。特別是普查區內已做過高精度的三維地震普查工作，在考慮到盡量不做重復工作量的原則下以及結合當地油井、村莊較多，地方群眾關系復雜難以協調等實際困難，本次地震勘探工作完全可以在收集石油系統的三維成果資料的基礎上，重新分析解釋來完成承擔的地質任務。

四、地震資料處理和解釋

1.資料處理

河南濮陽文留地區三維地震勘探資料的處理工作是在三維地震施工單位資料處理中心的SunBLADE2000工作站進行的，使用資料處理軟件主要是法國引進的CGG地震數據處理系統。

① 原始資料分析。該區原始資料主要目的層在800ms以下，其資料品質相對較好。 通過對原始資料頻率掃描進行分析，頻帶范圍為：1000ms以上有效頻寬為10～70Hz左右，1000～2000ms有效頻寬為10～50Hz左右，2000～3000ms有效頻寬為10～40Hz左右，3000～5000ms有效頻寬為10～30Hz左右。原始資料頻率掃描分析見圖2-1。

② 干擾波類型分析。噪音分析和剔除是地震資料處理的重要基礎工作，噪音直接影響處理精度、波組特征和成像效果。該地區主要存在面波，干擾分布于全區，主要能量分布在20Hz以下；隨機噪音干擾的特點是隨機性無一定方向。圖2-2為原始單炮顯示，由此可以看出主要干擾波的類型。

③ 處理流程。原始數據解編→置道頭→疊前去噪→能量補償→速度分析→剩余靜校正→常規疊加→疊后去噪→三維偏移→提高分辨率處理→剖面顯示。

④ 資料處理總結。河南省東濮凹陷地區三維資料處理基本實現了預定的目標，通過了解工作區的地震地質條件，針對處理的目的和要求，分析地震波特征，確定了有針對性的技術思路和方法。通過試驗處理選擇了合適的處理流程和參數，取得了較好的試驗效果，本區時間剖面目的層次較齊全，反射波連續性較好，波組特征比較突出，層次清楚，斷層、斷點顯示較清晰。偏移后的疊加時間剖面總體質量良好。

2.資料解釋

資料解釋是將地震勘探成果轉變成地質成果的關鍵環節，解釋質量的高低直接影響地震勘探成果的精度。資料解釋的關鍵在于如何把地震數據中所蘊藏的豐富地質信息提取出來，并正確利用已知的各種物性參數對地震時間剖面進行綜合分析，做出正確的地質解釋。本次地震資料解釋以鉆孔資料、地震資料為基礎，利用鉆孔地層分層數據和鹽巖層深度、厚度數據標定地震時間剖面為出發點，開展構造解釋和鹽巖層的識別。構造解釋以識別標準波為橋梁，解析中、深層的地質層位和斷層，充分利用已知資料進行速度、鹽層賦存形態、厚度及平面展布分析。

① 確定反射波的地質屬性。結合本區地質資料，進行時間剖面對比，將測區主要反射波與地質層位對應起來，確定所要追蹤的反射波同相軸。通過制作合成地震記錄，精細對比沙一段巖鹽層在地震時間剖面上的位置。

② 解釋流程。資料解釋遵循從已知到未知，由簡單到復雜的原則，由剖面到平面，平剖結合的解釋原則，利用SGI工作站地震解釋軟件進行地震合成記錄制作和構造解釋，提高了解釋精度。資料解釋以測區地質資料、地震偏移時間剖面為基礎。圖2-3為資料解釋流程圖。

五、 地質成果

1.新近系地層厚度控制

普查區內新近系地層厚度穩定，地層傾角較小，一般2～4°，西部、東部邊緣在斷層影響下較大，最大9°左右，在古地形及斷層的影響下，總體由東北向西南方向傾斜。區內新近系底界埋深一般在1500～3000m之間，最淺處埋深位于東北部濮城鎮南后李海村附近，最深處位于普查區南部習城鄉宋樓村及郎中鄉晁安頭附近。

2.沙一鹽層的賦存情況

① 普查區內沙一段巖層的分布。根據本次地震資料解釋結果以及區內鉆孔資料，對古近系沙河街組沙一段巖層有了基本控制，以區域東部斷層蘭聊斷裂和西部石家集斷裂為主的九條斷層，造成部分地段沙一段巖層的缺失。沙一段巖層在普查區內的厚度約為200～400m，凹陷中部沉積中心處較厚。其頂界埋深為-1600～-3750m，最淺處位于西北部普查區邊界柳屯鎮西李信村附近，最深處位于東南部習城鄉東候寨村附近，其底界埋深為1850～4000m?？傮w上由西北部向東南部傾斜。

② 普查區內沙一鹽的分布。根據本次地震資料解釋的新近系沙河街組沙一段巖層，巖鹽在時間剖面上的表現（見圖3-1），及鉆孔資料揭露的巖鹽層的埋深和厚度，在地震地質剖面上沙一段下部圈出了沙一鹽層的范圍（見圖3-2），通過將剖面上沙一鹽的埋深和厚度投影到平面上，繪制了沙一鹽在平面上的展布范圍。

本次地震對于普查區內沙一鹽的分布有了初步控制。區內沙一鹽的分布主要受斷層控制，區內以東部蘭聊斷裂、中部文東斷裂、西部石家集斷裂為主的斷裂構造帶，造成沙一段巖層的缺失，使工作區內邊緣部分地區無沙一鹽層分布。普查區大部分地區均有沙一鹽層分布，總面積約700km2。普查區內沙一鹽總體特征是以西北部斷層帶（隆起區）為界分別向東、東南方向埋深逐漸加深，鹽層傾角一般在15°左右，最小3°，最大21°。頂板埋深1750～3250m，底板埋深2000～3400m。埋深最淺處位于普查區西北部柳屯鎮北部衛城一帶，最深處位于東南部梨園鄉一帶沉積中心。厚度約在200m左右（含夾層）。

③ 普查區內沙二鹽的分布。沙二鹽普遍分布于沙二地層當中，本次工作對沙二段底板進行了控制。沙二段底板總體埋深1700～4400m，與沙一段分布類似，最淺處位于西北部普查區邊界柳屯鎮西李信村附近，最深處位于東南部習城鄉東候寨村附近。

3.斷層控制情況

文留地區巖鹽礦普查區內斷層構造復雜，斷層較多，有15條斷層，主要集中在C4800線與C5400之間區域，斷層均為正斷層。東濮凹陷巖鹽礦普查區內斷層構造復雜，有9條斷層均為正斷層。

結論

在本次地震資料解釋中，使用了大量的鉆井資料，方法得當，解釋成果可信，達到了預期的目的和效果。

1.本次收集利用的三維地震勘探資料，野外工作方法、采集參數選擇合理，資料采集質量優良。

2.收集利用的時間剖面主要目的層反射波能量強，波組突出，連續性好，信噪比高，剖面總體質量良好，符合規范要求。

3. 解釋、繪制文留地區巖鹽礦普查區內地質剖面12條，其中主測線6條，聯絡測線6條，根據鉆孔資料和地震相預測了鹽巖層在剖面上的位置。解釋、繪制東濮凹陷巖鹽礦普查區內地質剖面11條，其中主測線8條，聯絡測線3條，根據鉆孔資料和地震相預測了鹽巖層在剖面上的位置。

4. 繪制了新近系底板、沙一段頂底板、沙一段巖鹽層頂底板、沙二段巖鹽層底板等高線平面圖，大致了解了新近系底界的埋深及變化情況；大致查明了普查區沙一段和沙二段含鹽地層的分布范圍，解釋了主要可采鹽層的深度，為鉆孔定位提供了依據。

5. 解譯斷層情況為文留地區15條、東濮凹陷大型9條及小型數條，全部為正斷層，大致查明了控制沙一段地層斷層的性質、特點及延展情況。

6. 完成了預期的地質任務，取得了較好的地質效果，為下一步鉆孔施工位置的確定提供了依據。