利用物探技术解决煤矿生产地质问题

地质是保障煤矿高效安全生产的前提，在解决矿区地质问题的若干手段中物探方法以其精度高、成本低、速度快的优势而成为主要手段。根据物探特性可探明矿区煤厚、断层、沟造水、压煤等地质问题。针对当前煤矿生产的实际需要，结合实例介绍了煤矿安全生产中解决地质问题的物探方法，这些实例对今后利用物探技术手段保障煤矿安全生产具有借鉴意义。     

“含煤系统”地质要素分析及描述

在构建＂含煤系统＂及子系统的基础上,分析了＂含煤系统＂的主要地质要素以及＂含煤系统＂中各地质作用类型。研究表明：＂含煤系统＂的构建关键是系统边界的确定,由于＂含煤系统＂具有特定的地区、地层与时代范围,因此可以通过研究煤系形成时代、展布范围等基本地质要素进行分类和描述。     

新疆西天山智博铁矿床地球化学及同位素特征

智博铁矿位于新疆西天山阿吾拉勒铁成矿带东段,矿体以层状、似层状、透镜状产出于下石炭统大哈拉军山组玄武质安山岩中。智博铁矿成矿作用主要划分为岩（矿）浆期和热液期2个成矿期次,包括3个成矿阶段：磁铁矿+透辉石阶段、磁铁矿+绿帘石+钾长石阶段和石英+硫化物+碳酸盐阶段。智博铁矿地球化学特征表明,其成矿构造背景为早石炭世南天山洋向伊犁板块俯冲形成的岛弧环境;火山岩与磁铁矿石具有相同的物质来源,均来源于受俯冲带流体交代的亏损地幔楔部分熔融形成的玄武质岩浆。智博铁矿为岩浆（主要）-热液（次要）复合型矿床,受俯冲流体交代的亏损地幔楔部分熔融形成富铁的玄武质岩浆,岩浆沿深大断裂上侵形成早期火山岩,上侵过程中由于物理化学条件的改变在不混溶作用下形成铁矿浆,铁矿浆侵入早期火山岩地层形成岩浆期磁铁矿体;后期富铁的岩浆或矿浆热液使围岩发生矿化与蚀变,形成热液期磁铁矿体。     

兖州煤田顶板构造特点及其稳定性

煤层顶板断裂构造是煤层顶板稳定性影响因素中最重要的因素,以兖州煤田鲍店煤矿为例,分析了兖州煤田顶板断裂构造特点,探讨其对煤层顶板稳定性影响,分析了小断裂对煤层顶板的稳定性影响,断裂密集区的煤层顶板最易垮落,特别是交错断裂区更易产生顶板垮落式冒顶.     

山东范家庄金矿床Ｓ、Ｐｂ同位素组成及对成矿物质来源的示踪

范家庄金矿床是胶东地区牟乳金成矿带新近发现的一个金矿床。通 过 Ｓ、Ｐｂ同位素的对比与分析,对 范家庄金矿床的成矿物质来源进行了探讨和研究。研究结果表明,范家庄金矿床矿石硫化物δ３４Ｓ值总体为９．８‰～１２．３‰,极差为２．５‰,平均值１０．９‰,具有岩浆热液硫的特征,且与其伴生的中基性脉岩相近,说明范家 庄 金 矿床的矿石硫主要来自于岩浆热液,并与其伴生的中基性脉岩具有相应的继承性。硫 化 物 矿 石 铅２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１７．１１０～１７．６００,２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１５．４４４～１５．５３２,２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝３７．５７８～３７．９８６,将数据投影到铅构造模式图上,成分点均落在地幔铅与造山带铅平均演化带之间,显示范家庄金矿床铅具有壳幔混合来源特征。硫、铅同位素反映范家庄金矿床的成矿物质来源于地壳和地幔的混合,且以地幔物质为主。      

胶东范家庄地区晚侏罗世低镁埃达克质花岗岩成因及构造背景

胶东地区广泛发育一系列晚侏罗世岩浆作用产生的埃达克质岩,其成因机制及构造背景研究为揭示胶东地区中生代构造演化提供了重要证据.选取出露于胶东苏鲁地区的范家庄花岗岩进行锆石U-Pb年龄、全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素组成分析,探讨了岩石成因及成岩构造背景.锆石U-Pb年龄结果表明范家庄花岗岩侵位于晚侏罗世（161±2 Ma）.岩石主微量数据具有富硅（SiO₂=68.94%~71.00%）、高铝（Al₂O₃>15.17%）、低镁（MgO=0.32%~0.41%）;高Sr、低Y、Yb含量以及高（La/Yb）_N（>38.59）比值的特点,同位素测试结果显示相对高的（87Sr/86Sr）_i比值（0.709 28~0.711 41）、相对较低的ε_Nd（t）值（-20.5~-14.1）和高放射性Pb同位素组成（206Pb/204Pb）_t=16.853~17.207,（207Pb/204Pb）_t=15.436~15.495,（208Pb/204Pb）_t=37.340~37.629.综合分析认为,范家庄岩体属于低镁埃达克质岩,产于增厚下地壳部分熔融,源区以扬子板块下地壳组分为主,混合有华北板块下地壳成分.晚侏罗世伊泽奈奇板块俯冲形成的弧后拉张环境诱发重力不稳定或者岩石圈伸展造成加厚的造山带垮塌,软流圈上涌的导致加厚地壳部分熔融可能是形成胶东范家庄低镁埃达克岩的地球动力学背景.      

黄河北煤田10号煤煤层气储层物性及特征研究

煤层气是一种备受国家重视和开发利用的非常规清洁能源,煤层气储层物性的研究对煤层气资源的评价与开发具有重要意义。以黄河北煤田煤层气开发资料为基础,结合区域地质特征,应用煤层气地质理论对煤田内10号煤煤层气储层物性特征进行了研究。研究发现:10号煤层宏观煤岩类型以半亮煤为主,煤中有机显微组分以镜质组为主,无机显微组分以黏土为主;煤的变质程度比较高,整体进入成熟阶段;10号煤层储层孔裂隙发育、渗透率较低;10煤层对甲烷的吸附能力较强;10号煤层储层压力为2.16~4.20MPa,压力梯度为0.418~0.797MPa/100m,为低压储层至常压储层;黄河北煤田呈单斜构造,10号煤层埋藏深度较深,含水性较好,有利于煤层气保存。     

胶西北金矿控矿断裂深部特征及对找矿的启示——来自地球物理探测的证据

【研究目的 】胶东是全球著名的金成矿区,金矿床主要受断裂构造控制,该区尚有很多断裂是无矿的,以往对断裂的深部形态及赋矿断裂与无矿断裂的区别特征缺乏深入研究。【研究方法 】本文通过在胶东西北部实施重、磁、电长剖面和穿越主要金矿集区的广域电磁剖面、反射地震剖面,揭示了断裂深部特征,为赋矿断裂和无矿断裂的识别提供了重要证据。【研究结果 】地球物理探测表明,胶西北地区的断裂构造有陡倾角的深断裂、缓倾角的铲式断裂和陡倾角的小断裂,其中控矿的三山岛、焦家和招平断裂均是铲式断裂。结合对金矿床的研究发现,矿床主要赋存于缓倾角断裂中,矿体呈阶梯分布特征,陡倾角的深断裂中未见明显的金矿化蚀变,现今金矿床赋存的最大深度在5 km左右。【结论 】综合分析认为,低角度拆离断层和连续性不好的高角度小断层有较好的物理圈闭条件,有利于矿化富集;而产状平直、陡倾的深断裂不具备物理圈闭的条件,不利于成矿。胶东型金矿的找矿方向应集中于缓倾角的铲式断裂及其派生、伴生的陡倾角小断裂附近。     

发挥物探作用提高勘探效果

在煤田地质勘探中,钻探、地震、测井等多种勘查手段有机结合,提交综合研究成果,是山东省煤田地质局走出的综合勘探的成功道路.发挥物探的作用是取得最佳勘探效果的关键.本文系统总结了煤田综合勘探方法,分析了物探方法的应用.以中日合作勘探实例阐明了发挥物探作用,提高构造勘探精度,开拓岩性勘探领域,促进勘探方法改革,取得显著的经济效益和社会效益的新型勘探道路.     

基于小波与分形理论的地震异常检测

为了提高地震异常检测精度,探讨了小波与分形结合的地震异常检测方法.首先采取功率谱密度对地震波的分形性质进行分析,得出其具有且仅在几个高频段具有自仿射分形性质,这为分形的合理应用提供了依据并揭示了现有单一综合分形维方法的不足;继而提出了频率、时间有序的无次采样小波包变换(FOTO-NWPT),该算法为地震波分形分析创造了优良平台.基于前两者,提出了小波与分形优势结合的地震异常检测方法：由FOTO-NWPT将地震波分解在若干尺度上,依据尺度关联维分析构建地震剖面分形参数空间,参数奇异标志了地震异常.工程实验证明,该方法比现有方法的科学性和实用性更强,为实现度量参数化精细地震勘探提供了一条新的思路.