胡家河煤矿古河道演化特征研究

孙文华 柯 纬 杨艳萍

（1、陕西省煤田物探测绘有限公司，陕西 西安710000 2、国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室，陕西 西安710000）

1 概况

胡家河井田位于陕西彬长矿区中北部的泾河东侧，井田内大部为黄土所覆盖，基岩出露甚少。侏罗系中统延安组是本区主要含煤地层，假整合于三叠系胡家村或侏罗系下统富县组之上。由于受古地貌及构造运动的影响，其沉积厚度变化较大，在古地貌的低洼区，其沉积厚度较大。煤矿开采过程中，发现4 号煤局部存在煤层被冲刷的痕迹，煤层厚度变化较大，对煤矿开采造成了较大的影响，本次主要对侏罗纪时期该地区古河流的演化特征进行分析研究。

2 延安组沉积相

勘探区延安组均为陆相沉积，主要发育河流-湖泊三角洲沉积体系。

延安组的湖泊为小型的浅水覆水湖泊，湖泊整体较浅，延一段分布广泛。延二段湖泊退缩，湖泊的退缩与三角洲的进积相辉映，整体湖泊面积逐渐减小，直到延三段地层抬升湖泊消亡。延安组一段以滨湖沉积为主，当地层抬升，水流退去，在温热、潮湿的气候条件下，淹没在水中的植物尸体经过泥炭化作用形成泥炭沼泽。延安组的主要含煤岩层就是这时期的泥炭沼泽形成的，由于沉降稳定，成煤作用得以持续进行，形成了稳定的厚煤层。延安组二段发育三角洲相沉积，以三角洲平原相为主，以河流为主要控制条件。根据区内钻井揭露的分流河道相主要发育在延二段，岩性多为粗砂岩、中砂岩，粒度较粗以石英为主，分选中等，次圆状，基底具冲刷面，底部有零星的砾石。区内煤层冲刷变薄为该时期河道冲刷所致。

3 地震属性优选

根据胡家河401 盘区实际揭露的煤层冲刷情况，利用地震属性技术，通过以往的解释经验，认为频率体对煤层冲刷有较好的反映。对地震数据进行频谱分解，通过对比不同的频率体，延煤层顶板切取频率切片，可以看到7Hz 频率数据体对古河道的反映最为清楚，符合地质规律。延煤层顶板切取频率切片，对应深度为钻孔H40501 顶板，岩性为砾岩和含砾粗砂岩。对应钻孔H40506 深度处岩性为含砾粗砂岩。地震响应特征为红黄-蓝紫色异常，岩性与地震响应特征匹配，因此，可以认为该异常是砾岩和含砾粗砂岩的地震响应特征，可以用该异常解释煤层顶板砾岩分布范围，即4 煤顶板冲刷范围（图1）。

4 古河道演化过程

4.1 侏罗系早期

利用前面所选的7Hz 频率体，延煤层上下切取不同地质时期的切片，可以直观的反映出古河流的冲刷范围，如图2 所示，为侏罗世早期沉积时期，可以看到，河道在勘探区西南部发育，该处为三叠系沉积基底隆起位置，延安组地层沉积缺失，河道直接冲刷三叠系沉积基底，主河道为2 条，为下图中紫红色区域。

图1 砂砾岩地震响应特征

图2 侏罗世早期河道形态

4.2 延安组二段早期

在煤层顶板附近切取切片，如图3 所示，反映的是延安组二段早期时期古河道的发育形态及范围，可以看出，河道进一步向区内延伸，主河道为2 条，向北延伸出勘探区外。在勘探区西南部水动力条件较强，河道较宽，水流对煤层冲刷较重，在H40501钻孔附近煤层冲刷厚度约为3m。北部水动力条件变弱，河道变窄，河流对煤层的冲刷较弱。

4.3 侏罗世晚期

在侏罗世晚期切取切片，如图4 所示，反映的是侏罗世晚期古河道的发育形态及范围，可以看出，随着地层抬升，河道逐渐向西南方向退缩，勘探区内河流消失。

5 结论

图3 延安组二段早期河道形态

图4 侏罗世晚期河道形态

本次研究利用频谱分析技术，对侏罗世时期古河道的演化特征进行了分析研究，在侏罗世早期，河道在研究西部，河道直接冲刷三叠系沉积基底。到侏罗世中期，随着地层沉降，河道进一步向区内延伸，贯穿整个研究区，在北部水动力条件变弱，河道变窄，河流对煤层的冲刷较弱。到侏罗世晚期，随着地层的抬升，河道逐渐向西南方向退缩，勘探区内河流消失。