斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)條件對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害的影響分析

耿 昭

（中國(guó)地質(zhì)工程集團(tuán)有限公司，北京 100093）

地殼中存在很多斷裂構(gòu)造，這些是由于巖石體集中的內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致其出現(xiàn)斷裂位移形成的地質(zhì)構(gòu)造特征，由于巖石體受力情況不同，產(chǎn)生不同的斷裂程度，又有劈理、節(jié)理、斷層、斷層裂隙帶等之分，這些斷裂構(gòu)造結(jié)合地下水環(huán)境差異進(jìn)而表現(xiàn)為不同的水文地質(zhì)特征，對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害有著非常重要的影響[1]。

1 斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)特征

劈理的水文地質(zhì)特征：劈理是由于地應(yīng)力作用于巖石體(地質(zhì)體)，出現(xiàn)變形～位移～破裂過(guò)程中早期變形的產(chǎn)物，劈理由于兩側(cè)巖石未出現(xiàn)位移，寬度和延伸較小，富水性以及透水性不是很強(qiáng)，如果無(wú)構(gòu)造因素影響，地下水運(yùn)移不暢。

節(jié)理的水文地質(zhì)特征：節(jié)理是受地應(yīng)力因素影響下的巖石體未出現(xiàn)突出位移的斷裂特征，形成于巖石體變形一位移一破裂過(guò)程中期階段[2]。受一次構(gòu)造因素影響，節(jié)理呈規(guī)律成群出現(xiàn)，同時(shí)具有一定的組合模式，并形成地下水的運(yùn)移通道和儲(chǔ)聚場(chǎng)所，如果具有相同的條件，透水性在張性節(jié)理中明顯要高于剪性節(jié)理，然而，由于復(fù)雜地質(zhì)因素影響，在富水性以及透水性、節(jié)理密度、充填與膠結(jié)情況和節(jié)理關(guān)系密切。

斷層的水文地質(zhì)特征：斷層是巖石內(nèi)部隨著斷裂面出現(xiàn)的斷裂特征，對(duì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造起著明顯控制作用，同時(shí)對(duì)區(qū)域演化以及成礦作用有著至關(guān)重要的影響，并對(duì)區(qū)域地下水的流場(chǎng)以及邊界有著至關(guān)重要的影響。礦區(qū)水文地質(zhì)條件會(huì)受到斷層的影響，能夠?qū)畬铀η闆r形成溝通作用，使水文地質(zhì)條件變得更加復(fù)雜。

斷層破碎帶的水文地質(zhì)特征：斷層受地質(zhì)作用的進(jìn)一步影響，發(fā)展成長(zhǎng)的、深而寬的破碎帶，即斷層破碎帶。相較于斷層具有更為類似的水文地質(zhì)特征，然而相較于斷層具有更大的儲(chǔ)水性以及導(dǎo)水性，由于斷層兩側(cè)發(fā)育更為破碎的巖裂隙，存在較大的儲(chǔ)水空間，更利于運(yùn)移地下水，因此，開(kāi)采礦床時(shí)必須要引起足夠的重視。

2 影響斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)特征的因素

2.1 不同力學(xué)性質(zhì)對(duì)斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)特征的影響

（1）壓性及壓扭性應(yīng)力的影響：斷裂受壓性以及壓扭性應(yīng)力影響，常常形成較寬的破碎帶，存在較寬斷帶增大應(yīng)力，剪應(yīng)力減小成正相關(guān)的規(guī)律特征，斷層泥以及糜棱巖和擠壓鏡體在主斷裂上非常突出的特點(diǎn)，隔水性較優(yōu)。但斷層兩側(cè)碎裂巖和壓碎巖帶發(fā)展成地下通道，在透水性上上盤相較于下盤突出。通常而言，集中的壓應(yīng)力更易形成于高角度沖斷層，較大斷帶寬度和斷面周圍巖石碎裂程度關(guān)系密切，弱透水性在斷層比較突出。

（2）張性及張扭性應(yīng)力的影響：在向下延伸上，張性斷裂具有較大的差異性，通常而言，縱張深度明顯大于橫張深度。在雖然在寬度上，相較于壓性斷裂，張性斷裂稍微窄一些，然而張性角礫巖卻比較發(fā)育，呈現(xiàn)粗大的特征，其粒徑大小和增大的純張應(yīng)力以及剪應(yīng)力減少呈現(xiàn)正相關(guān)的特征。

（3）以剪應(yīng)力為主的影響：斷裂于脆性巖體內(nèi)呈現(xiàn)光滑平直的特征，獨(dú)立存在的節(jié)理沒(méi)有透水性，而交叉的兩組節(jié)理部位具有增強(qiáng)的透水性特征，尤其是白云巖以及石灰?guī)r發(fā)育的區(qū)域，交匯剪裂面位置非常容易導(dǎo)致溶蝕裂隙出現(xiàn)，增強(qiáng)其透水性。

2.2 巖性對(duì)斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)特征的影響

（1）因切割巖性在斷裂走向與傾向上的差異性，導(dǎo)致斷面各個(gè)部位水文地質(zhì)特征存在很大差異，所以不能將一些情況歸為不透水或者透水。

（2）斷層兩盤存在位移情況，柔性巖石存在斷層兩側(cè)，壓性以及扭性是斷層的主要力學(xué)性質(zhì)，斷面不具有透水性；如果是張性特征，呈現(xiàn)弱透水性的斷面特征。脆性巖石主要出現(xiàn)在斷層兩側(cè)，在判斷斷面是否具有透水性方面，應(yīng)當(dāng)充分考慮巖石在斷距錯(cuò)動(dòng)區(qū)域上的組合特征以及斷層力學(xué)特點(diǎn)和斷面傾角陡緩程度以及巖層自身所具有的富水性。

（3）地層未有突出位移情況出現(xiàn)的擠壓破碎帶，通常脆性巖層會(huì)出現(xiàn)。在相同應(yīng)力影響下的臨近柔性巖層，通常其變形特征主要表現(xiàn)為側(cè)向壓密以及揉皺特征對(duì)破碎帶進(jìn)行取代，所以發(fā)育和巖性具有密切聯(lián)系的破碎帶，具有非常好的透水特征。

（4）斷層的透水性在某些條件下具有方向性。緩傾斜層狀巖層內(nèi)，透水性呈現(xiàn)均一特征存在于水平方向上，垂直方向上同樣呈現(xiàn)均一的透水性特征。陡峭的巖層，呈現(xiàn)復(fù)雜的透水性特征。

（5）斷層在柔性巖層區(qū)域上大規(guī)模出現(xiàn)，越向深部位置其透水性呈現(xiàn)減弱的特點(diǎn)。

2.3 構(gòu)造的多期迭加對(duì)斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)特征的影響

（1）多期迭加的影響：形成后的斷裂，會(huì)有新應(yīng)力在其后期形成影響，斷裂面會(huì)發(fā)生行的活動(dòng)，一次接一次的活動(dòng)個(gè)，對(duì)之前的斷裂水溫地質(zhì)特征造成很大影響，使其變得更加復(fù)雜，現(xiàn)在雖然此方面的研究還存在一定不足，然而對(duì)斷面充填情況進(jìn)行觀察，便可提示不斷增多的細(xì)粒充填物質(zhì)，斷裂透水性也會(huì)出現(xiàn)明顯減低。多期次活動(dòng)影響斷裂，尤其是最后一次活動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重影響其透水性。

（2）交叉構(gòu)造的影響：方向不同的斷裂相互交叉，改變了地下水徑流情況，表現(xiàn)為這些區(qū)域復(fù)雜的水文地質(zhì)條件。兩條斷裂都具有透水性，并進(jìn)行交叉，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的透水性特征；交叉的斷裂中一條透水，一條不透水，應(yīng)當(dāng)分析地下水流向與不透水?dāng)嗔研纬蓨A角大小，不透水?dāng)鄬泳哂忻黠@的阻水效果，地下水被阻斷后匯集于交叉位置；如果相較的兩條斷裂均不透水，因交叉位置出現(xiàn)較大斷裂寬度，可以使該區(qū)域的富水性進(jìn)一步增加，依照礦床排水角度，交叉斷裂造成的影響是不利的。

（3）不同類型構(gòu)造迭加的影響：斷裂迭加在褶皺之上或者形成的斷裂又受到褶皺影響，上述這些情況，進(jìn)一步增加了水文地質(zhì)條件的復(fù)雜程度，迭加后的構(gòu)造特征，主要呈現(xiàn)下面兩種特點(diǎn)，第一相較于單一的斷裂，在透水性上呈現(xiàn)較強(qiáng)的特征；第二，在透水性上，構(gòu)造呈現(xiàn)不均勻的特征，地段的差異，也呈現(xiàn)出明顯的不同，地段透水性較強(qiáng)的。

褶皺構(gòu)造迭合于先期形成的斷裂上，造成的構(gòu)造水文地質(zhì)條件越加復(fù)雜，受褶皺后期改造作用的影響，導(dǎo)致早期斷面受到各種應(yīng)力作用的影響，造成斷裂帶不同位置呈現(xiàn)很大差別的透水性特征，不能將某一地段的水文地質(zhì)特征作為整個(gè)斷裂構(gòu)造的整體透水性特征。

3 結(jié)語(yǔ)

文中結(jié)合實(shí)踐主要分析研究礦山地質(zhì)災(zāi)害受到斷裂構(gòu)造水文地質(zhì)因素的影響，分析認(rèn)為含水層的展布以及其變化和中斷與聯(lián)通等情況均有斷裂構(gòu)造所控制，所以開(kāi)展礦床水文地質(zhì)研究工作過(guò)程中，必須要始終貫穿加強(qiáng)斷裂構(gòu)造研究的指導(dǎo)思想，對(duì)于揭示礦床水文地質(zhì)規(guī)律防治礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生具有重要的指導(dǎo)意義。