磁法2.5D反演在火区勘探中的应用

磁法 2.5D反演在火区勘探中的应用

卿上坤 徐晓星

（新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局，乌鲁木齐，新疆）

摘要：采用二度半多边形截面棱柱体重磁正反演公式计算磁性体模型正演理论曲线，然后与实测异常曲线进行对比，使理论曲线拟合实测曲线，以达到模拟异常体形状的效果。

关键词：反演；火区勘探；燃烧深度

1、前言

火区燃烧深度的确定，燃烧体形状、范围的确定是煤田火区勘探最重要的工作之一，磁法一直是一种重要的确定燃烧体深度的方法，在以往的工作中，磁法数据的解释主要是依照经验，将磁异常数据中的异常数据与正常场的数据界线位置作为确定燃烧体深度的依据，也有部分将最大异常值的1/3作为确定燃烧体深度的依据。这种方法存在很大的争议，主要是它完全依照部分火区的经验而确定的，缺乏理论依据，它也不能反映高温体的形状。为此，我们需要探索一条更为准确的确定火区燃烧深度和形状的方法。本文将磁法2.5维（又名2.5D）反演技术引入火区勘探中，并将其与其他方法做简单比较。

2、火区的磁性特征

烧变岩体顶底板中的铁质多数是赤铁矿、黄铁矿等，随着烧变岩的形成，大部分转变成磁性矿物 ，岩石在地磁场作用下从高温至居里点降到常温，形成烧变岩强磁性体。根据我们在煤田火烧区多年的工作经验，结合实测资料分析，正常煤层从自燃到熄灭过程中，存在着一个熄灭带，在熄灭带上观测到的异常最强，从熄灭带到燃烧带观测到的磁异常逐渐减弱，在挥发物涌出带和吸附水蒸发带上面观测不到磁异常，用磁法探测火区实际上主要是反映的是熄灭带的范围，燃烧带较之略深一些，这给磁法准确划分煤层自燃边界带来一定难度。在解释工作中，一般是将实际解释煤层自燃边界位置由理论解释点向未烧区偏移，偏移量要视煤层厚度而定。

图1 简单火区模型示意图

3、2.5维反演原理

2.5维反演是一种针对剖面数据的人机联合反演方法，它采用二度半多边形截面水平棱柱体（即模型的长度有限但远远大于横截面的宽和高）重磁正反演公式计算磁性体模型正演理论曲线，然后与实测异常曲线进行对比，使理论曲线拟合实测曲线。由于所选模型为水平有限长的棱柱体，截面为任意多边形，在剖面反演中其任意组合可以逼近任意形态的地质体，因此此方法适合于任意起伏地形条件。

本文所使用的反演软件要求在进行反演前，需对磁法数据进行相关校正，进行圆滑、滤波预处理。根据磁场的曲线形态，可在计算机屏幕上直观地建立模型，动态地修改模型，且能同时看到其重磁场与实测场的拟合情况，并根据模型快速直观地反演模型的物性。

4、2.5维反演的应用

图2为某火区的磁异常曲线反演模型图，该地区煤层厚度为11.5米，其中间有夹矸层约0.7米，该剖面所对应的剖面方向为21 ，磁倾角为62 ，磁偏角为-3.46 ，所使用的模型长度为200米。在设定相应参数后，通

图2 2.5D反演模型与数据

过 反演我们确定磁异常体磁化强度为94.8×0.01A/m，深度为42.5米，模型厚度为11.2米，拟合误差为4.1nT，按照燃烧区比模型深的原则，结合以往的经验，推断着火点深度约47米。如果按照以往的经验解释来推断则深度为59米，根据实际地质钻孔资料显示，该处着火点深度为49-50米之间。并接合其他地区资料分析可知，2.5维反演较经验解释，精度有了一定的提升。

5、结论与建议

磁法2.5维反演对于确定煤田火区的深度比经验解释获得的结果更为准确，可以作为煤田火区着火点的依据，2.5维反演也能很好的解决地形复杂的问题。但同时发现反演模型的煤层厚度较实际煤层厚度偏小，对此需要进一步研究。

参考文献：

[1]、张秀山，新疆煤田火烧区特征及防治对策，新疆地质，第l9卷第2期，2001年6月。

[2]、朱晓颖，于长春，熊盛青，陈斌，磁法在煤火探测中的应用，物探与化探，第31卷第2期，2007年4月。

[3]、管志宁，地磁场与磁力勘探，地质出版社，P121-125，2007年7月。