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摘要：在地震勘探中经常遇到各种各样的陷落柱，在资料解释过程中有时会漏解释或者解释错误，本文总结了陷落柱在地震勘探数据体上的不同反映，提出在解释工作中对陷落柱的认识规律，从而对地震勘探解释提供了依据。
关键词：地震勘探；陷落柱；问题；认识。
中图分类号：P631 文献标识码：A
0引言
陷落柱是在煤层开采过程中遇到的最大安全威胁之一，由于陷落柱是岩溶形成的，因此陷落柱往往和水的关系密切，而水是煤矿生产的一大危害。地震勘探中解释陷落柱也就成为很重要的一项地质任务。在三维地震勘探过程中我们经常遇到陷落柱，但是地震勘探解释的过程中经常会出现漏解释或者解释错误的现象，本文从实际生产中的实例来分析不同的陷落柱在地震数据体上的不同反映，从而对陷落柱的解释起到指导作用。
1、陷落柱的形成及特征
陷落柱主要是由于煤层下伏的灰岩中的岩溶发育，随着岩溶发育的程度不断加强最终形成溶洞，上方的岩层受重力影响而垮塌填充到溶洞中而形成。陷落柱在华北、华东和西北等地的煤矿中普遍存在，煤矿开采过程中也经常遇到陷落柱，有的陷落柱给煤矿开采生产造成了很大困难，有的直接造成了淹井的灾害性事故。陷落柱在井下揭露来看其内部岩性及其杂乱，有的能够有层状结构但是倾角与围岩也有较大差距。依据陷落柱的形态分可以分为：圆锥状、桶状、斜歪状、不规则状陷落柱（见图1、图2），在平面上大部分陷落柱呈现椭圆状或不规则状形态。
图1不同形状的陷落柱示意图
图2 地震勘探实见的不同形态陷落柱
2、陷落柱在时间剖面上的特征
由于陷落柱内往往有一些杂乱无章的不同种类的填充物，比如泥土、角砾岩、水，地震波在这些填充物中的传播速度比在正常围岩中的传播速度有差异，往往是地震波在填充物中的传播速度要低于在正常围岩中的传播速度，这样就会在陷落柱的顶端或周围产生波阻抗，从而在地震勘探中会产生一些异于正常地层产生的地震波，因此在时间剖面上陷落柱的反映会有一些特殊的现象，总结起来有如下几种：
2.1地震波同相轴缺失或紊乱
由于塌陷后陷落柱内被杂乱无章的砾石或者粘土所充填，陷落柱内的煤层被破坏，从而形成杂乱的地震波。这种形态和波形是陷落柱的典型特征，也是在地震勘探解释中比较容易辨认的特征（见图3）。
图3陷落柱中地震波同相轴缺失和紊乱现象
2.2地震波下陷
陷落柱内由于下方的灰岩溶蚀，造成上方的煤层和围岩塌陷，但是有的地区其塌陷的幅度较小，塌陷过程中煤层或围岩并没有发生非常严重的破坏，因此会在陷落柱内有比较完整的煤层存在从而形成煤层反射波，但是会形成凹陷的同相轴，有的同相轴并未断开，这种陷落柱的判断主要由其上下的辅助波和煤层的反射波共同确定陷落柱，这也是煤炭勘探中常遇到但是比较容易漏解释的，在山西部分地区这种现象比较常见（见图4）。
图4陷落柱内地震波同相轴凹陷现象
2.3地震波“戴帽子现象”
由于陷落柱内填充物的速度往往比其围岩低，因此在陷落柱上方围岩和下方填充物之间存在较强的波阻抗，也就会产生一小段非常强的同相轴，这种现象我们称之为“戴帽子”现象（见图5）。这种特征也是判断陷落柱的一种特殊现象，在解释中应该重视。
图5陷落柱内产生的“戴帽子”现象
2.4特殊波发育
有些陷落柱其邊缘周围断裂清晰，在地震勘探过程中在边棱处会形成散射或绕射，其中绕射波是边棱处最容易产生的，地震勘探中虽然经过归位处理但是有些波也不能完全归位准确，完全收敛的。因此一些特殊波的产生也是判断陷落柱的标志（见图6）。
图6陷落柱边缘绕射波发育特征
3、资料解释中还需要注意的问题
以上总结了陷落柱在地震勘探资料中的具体显示以及认识的方法，但是不同地区陷落柱的发育情况不完全相同，因此在地震资料解释中要总结勘探区内构造的特征，依据整体特征进行判断解释，比如山西就有很多同相轴不断但是有凹陷的陷落柱。另外有些小的陷落柱很容易被忽视或被解释为小断层，这也是地震勘探多解性的属性导致的必然结果，最好在叠加数据体和偏移数据体上综合判断特殊波的发育情况进行解释。
4、结论
本文以实际生产中的实例说明了煤田地震勘探中的陷落柱的形成及形态分类，进而阐述了如何在资料解释过程中认识陷落柱，提出了在地震勘探解释陷落柱中需要注意的问题。希望能为地震勘探解释和煤矿开采提供一些有意义的贡献。
参考文献
[1] 陆基孟. 地震勘探原理[M]．北京：石油大学出版社，2001
[2] 刘杰烈主编．地震资料采集理论与实践[M]．北京：石油工业出版社，2009
[3] 尹成明, 王财富, 马寅生等. 柴达木盆地石炭系地球物理特征及解释[J]. 地球物理学进展, 2013,28(4): 1869-1876.
[4] 马晓东, 黄薇漪, 卢占武. 三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用[J]. 地球物理学进展, 2013,28(4): 1925-1934.
作者简介：
牛小军：男，1975年生，1999年毕业于中国矿业大学，应用地球物理专业，毕业后一直从事物探工作，现任河北省煤田地质局物测地质队物探副总工程师，职称：物探高级工程师。
关键词：地震勘探；陷落柱；问题；认识。
中图分类号：P631 文献标识码：A
0引言
陷落柱是在煤层开采过程中遇到的最大安全威胁之一，由于陷落柱是岩溶形成的，因此陷落柱往往和水的关系密切，而水是煤矿生产的一大危害。地震勘探中解释陷落柱也就成为很重要的一项地质任务。在三维地震勘探过程中我们经常遇到陷落柱，但是地震勘探解释的过程中经常会出现漏解释或者解释错误的现象，本文从实际生产中的实例来分析不同的陷落柱在地震数据体上的不同反映，从而对陷落柱的解释起到指导作用。
1、陷落柱的形成及特征
陷落柱主要是由于煤层下伏的灰岩中的岩溶发育，随着岩溶发育的程度不断加强最终形成溶洞，上方的岩层受重力影响而垮塌填充到溶洞中而形成。陷落柱在华北、华东和西北等地的煤矿中普遍存在，煤矿开采过程中也经常遇到陷落柱，有的陷落柱给煤矿开采生产造成了很大困难，有的直接造成了淹井的灾害性事故。陷落柱在井下揭露来看其内部岩性及其杂乱，有的能够有层状结构但是倾角与围岩也有较大差距。依据陷落柱的形态分可以分为：圆锥状、桶状、斜歪状、不规则状陷落柱（见图1、图2），在平面上大部分陷落柱呈现椭圆状或不规则状形态。
图1不同形状的陷落柱示意图
图2 地震勘探实见的不同形态陷落柱
2、陷落柱在时间剖面上的特征
由于陷落柱内往往有一些杂乱无章的不同种类的填充物，比如泥土、角砾岩、水，地震波在这些填充物中的传播速度比在正常围岩中的传播速度有差异，往往是地震波在填充物中的传播速度要低于在正常围岩中的传播速度，这样就会在陷落柱的顶端或周围产生波阻抗，从而在地震勘探中会产生一些异于正常地层产生的地震波，因此在时间剖面上陷落柱的反映会有一些特殊的现象，总结起来有如下几种：
2.1地震波同相轴缺失或紊乱
由于塌陷后陷落柱内被杂乱无章的砾石或者粘土所充填，陷落柱内的煤层被破坏，从而形成杂乱的地震波。这种形态和波形是陷落柱的典型特征，也是在地震勘探解释中比较容易辨认的特征（见图3）。
图3陷落柱中地震波同相轴缺失和紊乱现象
2.2地震波下陷
陷落柱内由于下方的灰岩溶蚀，造成上方的煤层和围岩塌陷，但是有的地区其塌陷的幅度较小，塌陷过程中煤层或围岩并没有发生非常严重的破坏，因此会在陷落柱内有比较完整的煤层存在从而形成煤层反射波，但是会形成凹陷的同相轴，有的同相轴并未断开，这种陷落柱的判断主要由其上下的辅助波和煤层的反射波共同确定陷落柱，这也是煤炭勘探中常遇到但是比较容易漏解释的，在山西部分地区这种现象比较常见（见图4）。
图4陷落柱内地震波同相轴凹陷现象
2.3地震波“戴帽子现象”
由于陷落柱内填充物的速度往往比其围岩低，因此在陷落柱上方围岩和下方填充物之间存在较强的波阻抗，也就会产生一小段非常强的同相轴，这种现象我们称之为“戴帽子”现象（见图5）。这种特征也是判断陷落柱的一种特殊现象，在解释中应该重视。
图5陷落柱内产生的“戴帽子”现象
2.4特殊波发育
有些陷落柱其邊缘周围断裂清晰，在地震勘探过程中在边棱处会形成散射或绕射，其中绕射波是边棱处最容易产生的，地震勘探中虽然经过归位处理但是有些波也不能完全归位准确，完全收敛的。因此一些特殊波的产生也是判断陷落柱的标志（见图6）。
图6陷落柱边缘绕射波发育特征
3、资料解释中还需要注意的问题
以上总结了陷落柱在地震勘探资料中的具体显示以及认识的方法，但是不同地区陷落柱的发育情况不完全相同，因此在地震资料解释中要总结勘探区内构造的特征，依据整体特征进行判断解释，比如山西就有很多同相轴不断但是有凹陷的陷落柱。另外有些小的陷落柱很容易被忽视或被解释为小断层，这也是地震勘探多解性的属性导致的必然结果，最好在叠加数据体和偏移数据体上综合判断特殊波的发育情况进行解释。
4、结论
本文以实际生产中的实例说明了煤田地震勘探中的陷落柱的形成及形态分类，进而阐述了如何在资料解释过程中认识陷落柱，提出了在地震勘探解释陷落柱中需要注意的问题。希望能为地震勘探解释和煤矿开采提供一些有意义的贡献。
参考文献
[1] 陆基孟. 地震勘探原理[M]．北京：石油大学出版社，2001
[2] 刘杰烈主编．地震资料采集理论与实践[M]．北京：石油工业出版社，2009
[3] 尹成明, 王财富, 马寅生等. 柴达木盆地石炭系地球物理特征及解释[J]. 地球物理学进展, 2013,28(4): 1869-1876.
[4] 马晓东, 黄薇漪, 卢占武. 三维地震解释技术及其在苏北盆地溱潼凹陷的应用[J]. 地球物理学进展, 2013,28(4): 1925-1934.
作者简介：
牛小军：男，1975年生，1999年毕业于中国矿业大学，应用地球物理专业，毕业后一直从事物探工作，现任河北省煤田地质局物测地质队物探副总工程师，职称：物探高级工程师。