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近年來，伊寧英也爾鄉火龍洞煤礦區，已發現有多處煤田自燃區，為了利用這一地熱資源；本文主要利用物探磁測和TEM測深勘探方法查證煤層自燃區的分布地段。

1煤礦區的地質物探特征

1．1礦區位置

工作區位于伊寧市西北19km、218國道北側、鐵廠溝西側的白云山上，屬伊寧市管轄。英也爾鄉火龍洞位于預選區的東部偏北部位，其直角坐標為X=4879266，Y=14515609，地理坐標為東經81。1141．2”，北緯44。0255．7”。區內有簡易公路通往各鄉鎮，交通便利。

1．2礦區地質特征

1．2．1地層

工作區內出露地層以下侏羅統(J)地層為主，包括下侏羅統八道。灣組(Jb)和下侏羅統三工河組(Js)，南側局部存在中侏羅統西山窯組(J2X)，而第四系全新統一上更新統(Q沖洪積砂、風成黃土，與下部侏羅系(J)地層呈不整合接觸，覆蓋面約占全區面積的2／3。工作區位于蘇勒馬提河背斜構造及鐵廠溝向斜構造之間，各地層相對較穩定，產狀緩慨傾向南南西，傾角一般為25o～30~。該地層均為含煤層，厚約740～820m共含10層煤，包含下侏羅統八道灣組(JiDB1、B2、B3、B4、Bs和B6煤層、下侏羅統三工河組(JLs)B7煤層及下侏羅統西山窯組O2x)c1、c2和c3煤層。

1．2．2構造

工作區位于鐵廠溝向斜構造北翼單斜地層區，構造簡單，僅在北東側邊緣存在規模很小的西山背斜構造，中部存在一北東向張性斷裂。

1．3地熱資源概況

1．3．15-作區地熱資源的形式和主要特征

鐵廠溝一界梁子一帶熱汽資源由煤層在地下自燃形成。英也爾鄉火龍洞附近有11處煤層火燒區，形成了相應的熱氣泉口，溫度大都在100c(=以上。初步調查顯示，這些煤層的火燒區大多與21～23號煤有關，分布在鐵廠溝向斜北翼的單斜地層中，有一部分已經達到西山背斜的軸部，甚至延續至西山背斜的北翼。在其中一個巖洞中，熱汽溫度應該在200℃以上，將一只小紙團扔進洞里’／J、紙團就會燃燒起來，見圖1。煤田勘查資料顯示，分布在淺表的B7號煤層為勘查區內主要的自燃煤層，地表所見到的火燒層，大多以燒變巖的形式存在。圖1中巖洞周圍的巖性即是這種燒變巖。

1．3．2煤層的自燃趨勢

在煤田勘查中，對煤在氧化一還原條件下的燃點做了專門測試，最終計算出不同煤層自燃趨勢評價參數△值。已有資料表明，英也爾鄉地區B組煤層△Tc值在31．0～53．0℃之間，均屬于自燃傾向較高的煤層，在高壓、氧化條件下，它們極易自燃。從這個角度講，煤層的自燃趨勢可能成為該區“地熱資源”的源源不斷的補給源。但是從另一個角度講，“煤層自燃”卻是煤田資源的破壞因素。

1．4煤礦區巖礦石的物性特征

現場踏勘結果顯示，分布在踏勘剖面300號點的48號火燒區有明顯的地球物理異常顯示，局部磁力高值異常和相對低值的電阻率異常，見圖2。火龍洞附近區域在冬季從來沒有積雪的情況，這一現象表明這里的地溫也相對較高。在英也爾鄉火龍洞地區，煤層在燃燒中產生的高溫導致菱鐵礦燒變為赤鐵礦和少量的磁鐵礦，在地面形成明顯的地溫異常和磁力異常。火燒區的磁力異常表現為局部的、范圍不規則的高值和低值異常，有時以低值異常為主。這些不規則的異常疊加在較大范圍高磁異常背景之上。對工作初期的踏勘剖面利用切線法作反演計算，火燒區地質體埋藏深度在28m左右；在TEM電磁測深剖面的Ps擬斷面中，13號煤層(相當于B2煤層的分布空間)視電阻率出現幅值在一20％左右的低值異常，其埋藏深度為30m左右。根據實測數據顯示，煤層燒變后其密度由原來的2550km／m降低至2200～2300km／m，咆括泥巖在內)。當燒變巖燒變巖向下蔓延的深度達到60～100m時，就可以在地面產生(0．5～1．o)×10m／s的重力異常。綜上所述，煤層火燒區在地表可以產生明顯的地球物理異常，這一命題在我們的踏勘資料中已經得到證實(圖3)。在2005年的勘查中，我們進一步測定了該區巖礦石的物性數據，對該區巖礦石的物性特征有了進一步的了解，見表1。

1．5煤礦區巖礦石的物性特征

根據區域水文地質調查的煤田地質勘查所獲資料，該區地下含水層不發育，多以裂隙水的形式存在。由于上游地下水的徑流補給條件很差，工作區內穩定地下水位埋藏深度在100m以上。正是這個原因，本區熱氣泉表現為干熱氣體為主的特征。

2物探勘探方法

2．1磁法勘探方法

采用美國GeoMetric公司生產的G一856型質子磁力儀，預查區按250m×50m的網度進行面積性測量，勘查區按50mX20m的網度進行面積性測量，測量靈敏度0．1nT，觀測總精度-I-3nT。為了保證總的觀測精度，選擇一致性較好的儀器3臺，建立固定基點，進行日變、儀器零點和磁場水平的單項改正計算，按要求進行質量檢查。野外作業按《地面高精度磁測技術規程>(ozrroo71—93)執行。

2．2TEM測深方法

TEM電磁測深適合于探測對象埋藏深度<500m的條件，而直流電阻率測深的探測深度可以稍微大些，但是綜合考慮它們的優缺點，還是采用TEM電磁測深開展工作。TEM電磁測深剖面布置在熱氣泉或高溫異常分布區，剖面長度大于熱氣泉或高溫異常的平面寬度。使用儀器為加拿大GEONICS公司生產的PROTEM，應用軟件為TEMIXXL。按現行《瞬變電磁測深工作規范》執行。

3物探勘查成果

3．1地面磁力異常特征

3．1．1磁力異常的總體特征

勘查區內地面磁力異常可以劃分為兩大類，第一類為連續性較好的、范圍較大的、以正異常為主的面狀異常。這類異常與測區內的磚紅色含褐鐵礦砂巖相對應。第二類為連續性較差的、范圍較小的、以負異常為主的局部異常，見圖3。這類異常與勘查區內的火燒區相對應，其直接原因是含鐵質的燒變巖，我們將它們稱為“燒變巖異常”。

3．1．2燒變巖磁異常的特征

煤層在自燃過程中，所含的菱鐵礦燒變成磁鐵礦和赤鐵礦。這種熱變質作用的過程大都發生在一個范圍不大的區域內。同時又受到周圍巖石磁性影響，因而均勻性很差，且多發生反磁化的特征。正是這種特定的地質條件決定了燒變巖異常的特定形態，見圖4。圖4中的“l#”，即2m地溫測量發現的l#高溫異常，該異常與火龍洞地熱點相對應，地面磁力表現為明顯的鋸齒狀低值異常，疊加在一個寬緩的高值異常之上，同時又有較明顯的低阻異常和低值重力異常與之對應。圖4中的“2#”，即2m地溫測量發現的2#高溫異常。該異常的特征與1群異常相同，但更為明顯，鋸齒狀低磁異常的幅值約1000nT’是一個典型的火燒區異常。所述2#地溫異常的另一條剖面，即45線見圖4。在該剖面上對應于2#地溫異常的位置上出現了明顯的鋸齒狀低磁異常，幅值達1400nT，重力異常的低值特征表現得也十分清晰。在其它地溫異常點上地能夠看到類似的鋸齒狀低磁異常的出現。

3．2TEM電磁測深成果資料的成果

勘查共完成了8條TEM電磁測深剖面，其剖面的布置參數和剖面上出現低阻異常的部位，我們只列舉50線、52線剖面數據的成果，見圖5、圖6。在勘查區內發現并圈定出11處與火燒區相關的低阻異常。為了說明這些低阻異常在地熱勘查中的特殊效果，我們將50線和52線作為典型剖面進行詳細的解釋。火龍洞地熱點分布在50線的1090～1210點區問，相當于1異常，對應有明顯的低阻異常顯示。在50線地面磁測的鋸齒狀低磁異常分布1150～1250點之間，相對于低阻異常要偏北約40m。這一現象與火燒區地層向南傾斜有關。重力異常表現為低值特征，現象也十分明顯。52線TEM電磁測深pa斷面圖的上半段的紅色高阻異常區，反映了一個明顯的向斜構造，下部綠色的低阻異常區，則反映了以泥巖為主要巖性的向斜構造的底板。該向斜構造的范圍較小，賦存在鐵廠溝向斜的北翼，為該區的一個次一級構造，以西山背斜為其南界，見圖6。我們將該次級構造稱為“火龍洞向斜”。在火龍洞向斜北翼上半部出現兩處明顯的低阻異常，與1#和2#地溫異常相對應。在50線這兩處異常仍然清晰可見。這兩處低阻異常即是由火燒區所引起。不同的是，在52線上，1#和2#低阻異常表現為規模不大，且互不相連的特點，而在5O線上1#、2#異常不僅相連，而且向南、向下具有較大的延深趨勢，原本連續、完整的低阻異常已經被分割成為兩大塊，其間的寬度約100Ill。該低阻異常帶反映了火燒區向下蔓延的趨勢。

4結論

綜合本文所敘，主要獲得如下認識和結論：

(1)對煤田燃燒區的勘查利用物探磁測和TEM測深方法可以準確確定煤層自燃區的位置及埋深、產狀等特征。

(2)可以根據推斷的煤層自燃點的分布特征推測煤礦的地質成礦構造特征。

(3)物探勘探的推斷成果對于煤礦熱力資源利用具有實際重要的參考價值。