淺析仁懷長崗向斜礦區(qū)斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用

錢招軍

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽 550018）

淺析仁懷長崗向斜礦區(qū)斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用

錢招軍*

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽 550018）

長崗向斜礦區(qū)含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，含可采及局部可煤層5層，總結(jié)了區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造特征，分析了斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用，將來對井田邊界的確定、下一步地質(zhì)工作的開展及礦山生產(chǎn)建設(shè)有重要的意義。

長崗向斜；斷裂構(gòu)造；破壞作用

長崗向斜礦區(qū)屬華夏系構(gòu)造，含煤巖系二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M。地質(zhì)歷史發(fā)展過程中本區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動，以燕山運(yùn)動最為強(qiáng)烈，奠定了本區(qū)基本構(gòu)造格局。中樞背斜與巖孔—松林背斜之間向斜構(gòu)造，展布方向北東向，平面呈現(xiàn)“S”型，南段寬緩，北段緊密，構(gòu)成本區(qū)主體。由于受到不同方向構(gòu)造應(yīng)力作用，形成了北西向、北北東向、東西向3組斷裂，其中分別以東西向、北北東向的F1和F2斷層表現(xiàn)最為突出，造成地層重復(fù)或缺失，這些斷層對區(qū)內(nèi)煤層的連續(xù)性、煤質(zhì)、瓦斯富存等均有不同程度影響。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造屬上揚(yáng)子地塊黔北臺隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)，構(gòu)造線多呈北北東向和近南北向延伸，大型褶皺多為復(fù)式褶皺，延長數(shù)十至百余公里，以線狀緊閉型為主，與中?！獙捑徯褪杳芟嗲?，為侏羅山式褶皺；斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為高角度逆沖斷層為主；出露地層有震旦系寒武系、奧陶系、志留系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系，其中三疊系出露最廣、發(fā)育較好。寒武系、奧陶系、二疊系、三疊系以海相碳酸鹽沉積為主，間夾少量陸源碎屑沉積，志留系則以海相碎屑沉積為主，侏羅系為內(nèi)陸河湖相沉積組合。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要有二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）、二疊系中統(tǒng)棲霞—茅口組（P2q+m）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)，長興組（P3c），三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）、茅草鋪組（T1m），三疊系中統(tǒng)松子坎組（T2s）、獅子山組（T2sh）,三疊系上統(tǒng)二橋組（T3e），侏羅系下統(tǒng)自流井組（J1z）。

2.2 含煤巖系

區(qū)內(nèi)含煤地層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，為灰色、深灰色、黑色薄層、中厚層狀粉砂巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖及碳質(zhì)泥巖、煤層及煤線等組成，含腕足類化石及植物根莖葉化石；地層厚75.63～99.60m，平均厚87.67m，含煤層及煤線7～12層，煤層及煤線厚4.70～11.35m，含可采煤層5層。

2.3 構(gòu)造

本區(qū)整體上為一向斜構(gòu)造（長崗向斜）。其次分別發(fā)育東西向、北北東向、北西向3組斷裂，東西向，北北東向的F1和F2斷層規(guī)模較大（見圖1），將其F1和F2斷層特征敘述如下,其它斷層特征見表1。

F1斷層:分布于干溪一帶，出露長約12km，走向近東西向，傾向北，傾角60°～75°。斷層破碎帶寬10～20m，見斷層角礫巖、碎裂巖，斷距200～300m，為正斷層。兩盤地層傾角10°～15°之間，斷層兩側(cè)均形成牽引褶皺，該斷層對煤層的破壞大。

F2斷層：發(fā)育在干溪至觀音寺一帶。自干溪向北東延伸約25km，走向北北東向，地表顯示斷層傾向南東，傾角65°～70°。據(jù)工程揭露深部向北西傾伏，斷層傾角變緩（30°～40°）。南東盤相對下降、北西盤相對上升。斷距在100～200m，為逆沖推覆斷層。受F2斷層的影響，地層傾角陡立，局部見地層倒轉(zhuǎn)，該斷層對煤層的破壞大。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)略圖

3 斷裂構(gòu)造的成因探討

區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造痕跡是多期次構(gòu)造應(yīng)力的作用結(jié)果，在燕山期巖孔—松林背斜南段逐步隆起，地層抬升，形成了東西向斷裂，斷層性質(zhì)多為正斷層，而北北東、北西向斷裂構(gòu)造則是松林背斜與中樞背斜共同作用的結(jié)果，來自東部、西部的構(gòu)造應(yīng)力相互擠壓，西部的構(gòu)造應(yīng)力較強(qiáng)，北北東斷層則表現(xiàn)向西傾伏的逆沖推覆斷層，致使長崗向斜北段表現(xiàn)線狀緊密型褶皺。由于東西向構(gòu)造形成早于北北東向斷層，限制了北北東向斷層向南發(fā)育。

4 斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用

斷裂構(gòu)造對煤層破壞是多方面的，如煤層連續(xù)性、厚度、煤質(zhì)等。下面以F1、F2斷層為例來討論斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用。

4.1 煤巖層連續(xù)性與產(chǎn)狀變化

斷裂構(gòu)造對煤層連續(xù)性的破壞，主要表現(xiàn)在煤層的重復(fù)和缺失，正斷層造成煤層缺失，逆斷層引起煤層在垂向上重復(fù)，如正斷層F1，上盤下降、下盤上升，形成寬度達(dá)180m煤層缺失帶，嚴(yán)重破壞煤層的完成整性，逆斷層F2，形成寬度達(dá)50～100m煤層重復(fù)帶。斷層在破壞煤層連續(xù)性的同時，還引起煤層產(chǎn)狀變化及埋藏深度的變化，其產(chǎn)狀的變化以F2斷層影響最為強(qiáng)烈，野彪—觀音寺一帶，F(xiàn)2斷層西側(cè)正常煤層傾角僅20°，受逆沖推覆影響，在F2斷層兩側(cè)形成500～800m寬的陡立帶，淺表及其深部地層傾角直立或倒轉(zhuǎn)。由于煤層傾角得變化，使得煤層埋深過大，如ZK3205、ZK2304、ZK4703、ZK6304鉆孔煤層埋深均超過1200m。

表1 斷層特征表

4.2 煤層性質(zhì)與厚度發(fā)生改變

在斷層破碎帶及其影響范圍內(nèi)，煤層的原生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造受到改變，層理不清，煤體中滑面擦痕明顯，煤層受擠壓、揉皺，流變現(xiàn)象嚴(yán)重。煤層受到擠壓導(dǎo)致裂隙發(fā)育，沿裂隙面發(fā)育較多方解石細(xì)脈，從而使得煤層灰分增加，發(fā)熱量降低。在F1在斷層兩側(cè)形成的牽引褶皺軸部，向斜軸部煤層厚度變厚（煤層厚度1.89～2.93m），背斜軸部煤層厚度變?。?.97～1.24m），在煤層等厚線上呈現(xiàn)有規(guī)律的變厚或變薄現(xiàn)象。褶皺軸部厚度變大是由于褶曲側(cè)向擠壓應(yīng)力大于地層上下擠壓應(yīng)力，造成煤層向軸部塑性流變所致。厚度變薄是由于褶曲度較弱，側(cè)向擠壓應(yīng)力小于地層上下擠壓應(yīng)力，軸部煤層向翼部塑性流變所致。

4.3 煤層瓦斯的變化

根據(jù)在F2斷層附件施工的鉆孔取樣分析，煤層瓦斯含量較高厚，是瓦斯富集帶，主要是F2為擠壓剪性逆斷層斷層，破碎帶由角礫巖及斷層泥組成，有較好的隔水又隔氣作用，阻止下部煤層瓦斯氣體向上部擴(kuò)散運(yùn)移而封閉瓦斯。F1斷層為張性正斷層，斷層破碎帶有較好的透水性和透氣性，瓦斯氣體沿破碎帶向上擴(kuò)散，使得在F1斷層附近煤層瓦斯含量較低。區(qū)內(nèi)瓦斯分布極不均勻，在斷裂構(gòu)造附近瓦斯異常。

5 結(jié)語

區(qū)內(nèi)發(fā)育東西向、北北東向、北西向3組斷裂構(gòu)造，F(xiàn)1、F2斷層規(guī)模大。斷裂構(gòu)造對煤層的連續(xù)性、厚度、埋深、煤質(zhì)、瓦斯富存等均有一定程度影響，因此認(rèn)識和研究礦區(qū)斷裂構(gòu)造，對今后井田邊界的確定、下一步地質(zhì)工作的開展及未來礦山生產(chǎn)建設(shè)有重要的意義。

[1]貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局：貴州省區(qū)域地質(zhì)志——地質(zhì)專報（區(qū)域地質(zhì)第7號）[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

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[6]司勝利.宜良可保盆地構(gòu)造特征及煤層賦存規(guī)律的分析[J].中國煤炭地質(zhì)，2009.

TD163

A

1004-5716(2015)08-0165-03

2015-01-12

錢招軍（1978-），男（漢族），貴州遵義人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。