地面高精度磁法在新疆哈密地區(qū)煤礦火燒區(qū)圈定中的應(yīng)用

■賀李

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司陜西西安710024）

地面高精度磁法在新疆哈密地區(qū)煤礦火燒區(qū)圈定中的應(yīng)用

■賀李

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司陜西西安710024）

利用WCZ-1型總場(chǎng)（T）質(zhì)子磁力儀，對(duì)新疆哈密地區(qū)某煤礦進(jìn)行了1：1萬高精度磁法測(cè)量。對(duì)所得磁測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行正、反演解釋驗(yàn)證，最終圈定煤礦的火燒區(qū)分布范圍、深度及燃燒情況。

地面高精度磁法火燒區(qū)

0　引言

新疆地處內(nèi)陸，氣候干旱，降水量少，相對(duì)濕度小，高溫、干旱、少雨、多風(fēng)沙的干熱氣流，這些因素加快了出露煤層吸熱氧化自燃的速度，煤層經(jīng)過燃燒后，頂?shù)装寮捌鋳A矸受到強(qiáng)烈的高溫作用后形成燒變巖體，頂?shù)装逯械蔫F質(zhì)多數(shù)是赤鐵礦 （Fe2O3）、黃鐵礦（FeS）、菱鐵礦（FeCO3）、褐鐵礦（Fe2O3？H20）。隨著燒變巖的形成它們大部分轉(zhuǎn)變成磁性礦物。

1　地球物理特征

工區(qū)巖性標(biāo)本所做磁化率（K）和剩余磁化強(qiáng)度（Jr）等磁物性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)：

由統(tǒng)計(jì)結(jié)果看來，巖石磁性不均勻，一方面不同巖性之間磁性差異較大，磁化率在0-4360（SI）之間波動(dòng)；另一方面是同一巖性的磁化率也起伏較大，如燒變巖極值在79-4360.6之間變化。巖礦石磁化率由高到低的排列依次為燒變巖、第四系、砂巖與泥砂巖，砂巖與泥砂巖磁性很小，接近無磁性。剩余磁化強(qiáng)度的變化也是比較大的，燒變巖剩余磁化強(qiáng)度最大，達(dá)到789，第四系次之，砂巖與泥砂巖最弱。由表可見，工作區(qū)內(nèi)燒變巖磁性最強(qiáng)，磁化率與剩余磁化強(qiáng)度均高于其他巖石，第四系磁性較弱，具有微弱的干擾因素。綜上所述，經(jīng)火燒后的燒變巖體與其周圍出露圍巖有明顯的磁性差異，具備開展磁法測(cè)量等物探工作手段，達(dá)到尋找煤田火燒區(qū)的地球物理前提。

2　數(shù)據(jù)處理與解釋成果

本次地面高精度磁測(cè)工作采用利用WCZ-1型總場(chǎng)（T）質(zhì)子磁力儀，比例尺1:1萬，線距100米，點(diǎn)距10米，先對(duì)取得的原始磁測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行日變改、正常梯度改正、高度改正、基點(diǎn)改正等，計(jì)算磁異常強(qiáng)度，取得71條剖面數(shù)據(jù)。高精度磁異常△T計(jì)算：

△T=Tc-T0+△Tr+△Th

△T—磁異常值；

Tc—實(shí)測(cè)磁場(chǎng)值；

T0—總基點(diǎn)正常磁場(chǎng)值；

△Tr—日變改正值

本次解釋工作主要用金維、Surfer軟件進(jìn)行正、反演成圖分析解釋。本次工區(qū)磁異常特征分為三類。A類：磁異常梯度變化較大，幅值較大的正負(fù)異常，可能為燒變巖或構(gòu)造；B類：構(gòu)造及燒變巖引起的疊加磁異常，梯度變化相對(duì)較小，幅值較小的正負(fù)異常。C類：構(gòu)造破碎帶磁異常雜亂無章，呈鋸齒狀跳躍，燒變巖引起的梯度變化較小，幅值較小的負(fù)異常。

根據(jù)磁異常特征（梯度、正負(fù)伴生關(guān)系、走向、形態(tài)、分布范圍等）和異常分布區(qū)的地質(zhì)情況，并給合物探工作的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行異常分類。首先在區(qū)內(nèi)劃分出了區(qū)域磁異常2條斷裂構(gòu)造帶F1和F2，在此基礎(chǔ)上進(jìn)而劃分出局部磁異常火燒區(qū)三個(gè)塊段，分別為1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)燃煤段。

在研究測(cè)區(qū)磁場(chǎng)變化規(guī)律的同時(shí)，對(duì)典型測(cè)線WT-35、WT-13、WT18線進(jìn)行了正、反演計(jì)算，制作了典型測(cè)線磁測(cè)推斷解釋圖。結(jié)果得出1號(hào)燃煤段磁異常特征屬于A類，煤層燃燒深度在20-60米；2號(hào)燃煤段磁異常特征屬于B類，煤層燃燒深度在30-70米；3號(hào)燃煤段磁異常特征屬于C類，煤層燃燒深度在30-70米。

F1斷層呈條帶狀分布，北西走向，沿走向貫穿整個(gè)測(cè)區(qū)，其磁異常特征為：斷層南西側(cè)表現(xiàn)為正磁異常，北東側(cè)出現(xiàn)明顯的負(fù)磁異常；F2斷層僅位于工區(qū)西部，條帶狀分布，北西走向，正負(fù)磁異常半生。結(jié)合在地表地質(zhì)，F(xiàn)1斷層表現(xiàn)明顯，在多處可以見到F1斷層的存在。

F1斷層在空間位置上處于本區(qū)煤層下盤，與煤層出露線相距約50-200米，在東南段相距較遠(yuǎn)，西北段相距較近。從磁異常特征來看，斷層北側(cè)的負(fù)磁異常與煤層火燒區(qū)產(chǎn)生的正磁異常相互抵消，這一方面給劃分燃煤區(qū)造成了一定困難，另一方面這一特征也成為本礦區(qū)劃分燃煤區(qū)的依據(jù)。

劃分的1號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)西段，WT-30號(hào)測(cè)線以西，為1號(hào)煤層在當(dāng)時(shí)出露地表時(shí)所燃燒的區(qū)域，燃燒面積約為0.031km2。2號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)中部，WT-17至WT-9線之間，燃燒范圍約為0.046 km2。3號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)東南部，WT17線以東，燃燒面積約為0.098km2。

根據(jù)磁異常特征，按照火燒剩磁規(guī)律分析，3個(gè)燃煤段中1、2號(hào)燃煤段為已熄滅區(qū)，3號(hào)燃煤段異常較弱，分布較雜亂，顯示正處于燃燒階段。其成果見高精度磁測(cè)ΔT平面等值線圖解釋成果圖

從延拓圖來看，當(dāng)ΔT等值線做向上延拓50米后，火燒區(qū)正磁異常的影響迅速減小，斷層特征逐漸清晰，說明火燒區(qū)范圍向下延伸很小，與調(diào)查結(jié)果吻合較好，一般小于30～60米，具體到西區(qū)的1號(hào)燃煤區(qū)15號(hào)勘探線附近燃燒深度約55米，中部2號(hào)燃煤區(qū)3號(hào)勘探線附近燃煤深度40米左右，東部3號(hào)燃煤區(qū)8號(hào)、12號(hào)勘探線附近燃煤深度40米左右。隨著向上延拓高度的繼續(xù)增加，一方面火燒區(qū)異常特征消失，另一方面斷層的磁異常特征仍然存在，表明斷層向深部延伸較大。

結(jié)合地表調(diào)查及鉆探工程可知，已完工的最淺鉆孔并未發(fā)現(xiàn)火燒現(xiàn)象；劃分的1、2、3號(hào)燃煤段開始燃燒邊界與地表發(fā)現(xiàn)的燒變巖體基本吻合；1號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)西南部WT-30～WT-40線，燃煤段未封閉，各個(gè)測(cè)線均有微弱的磁異常反映，與地表調(diào)查吻合，為古火區(qū)；2號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)中部WT-9～WT-17線，各個(gè)測(cè)線均有微弱的磁異常反映，與地表調(diào)查吻合，為古火區(qū)；3號(hào)燃煤段位于測(cè)區(qū)東南部WT17～WT30線，燃燒段未封閉，雖WT17、18、28、30線幾乎無磁異常，但地表調(diào)查發(fā)現(xiàn)火燒，推斷可能為燃燒帶或熄滅帶到燃燒帶過度地段，磁異常微弱，其余各線均有強(qiáng)度不等的磁異常，該段部分地段正處于燃燒階段。

3　結(jié)論

此次磁測(cè)工作基本圈定了礦區(qū)火燒區(qū)的分布范圍、深度及燃燒情況，在熄滅帶（古火燒區(qū)）上觀測(cè)到的異常最強(qiáng)；從熄滅帶到燃燒帶觀測(cè)到的磁異常逐漸減弱；在揮發(fā)物涌出帶和吸附水蒸發(fā)帶上面觀測(cè)不到磁異常，因此時(shí)正處于磁疇排列混亂狀態(tài)。因此用磁法探測(cè)火燒區(qū)實(shí)際上它反映的是從發(fā)火帶到熄滅帶的范圍。

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P631.2［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-255-2