箭竹坪礦區(qū)構造特征及找煤方向探討

鐘桂旺

（漳平市箭竹坪礦業(yè)投資有限責任公司箭竹坪煤礦 福建漳平 364400）

箭竹坪礦區(qū)位于龍永煤田漳平～龍巖復式向斜構造東翼［1］，根據(jù)地質(zhì)報告及實際揭露情況分析，區(qū)內(nèi)構造復雜，斷層發(fā)育，影響著區(qū)內(nèi)含煤地層的賦存情況。因此分析該區(qū)域地質(zhì)構造特征及其對煤層的影響情況，對今后找煤有一定的指導意義。

1 礦區(qū)含煤地層特征

區(qū)內(nèi)含煤地層是二疊系下統(tǒng)童子巖組第三段下亞段及中亞段地層，下起Ⅲ1標志層底界，上至Ⅲ3標志層底界，沉積相以一套障壁島相、潮坪—潮道、瀉湖相沉積為主［1］，總厚約328 m。巖性主要以細砂巖、砂質(zhì)泥巖和煤層為主，自下而上巖性由粗變細。主采煤層為21、22、28、28下和29 煤層。

2 礦區(qū)構造

箭竹坪礦區(qū)位于龍永煤田漳平—龍巖復式向斜構造東翼。總體構造形態(tài)為一軸向南北向的向斜構造［1］。區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，主要有近SN 向正斷層F5、F9，近NE 向正斷層F2、F7、F1，另有F0滑脫構造隱伏于地下（圖1）。

圖1 箭竹坪礦區(qū)構造綱要示意圖

2.1 褶曲

原地質(zhì)報告分析整體上為一軸向近南北向的向斜構造，箭竹坪向斜東翼傾向NW-SW，西翼傾向EN-ES，傾角10°～40°，狀如船狀，中間低凹，四周漸高。但在箭竹坪向斜西翼井巷施工過程中發(fā)現(xiàn)地層產(chǎn)狀在+283 m 水平揭露時總體傾向于與地質(zhì)報告吻合，隨著下水平的揭露，在+150 m 水平、+120 m 水平、+90 m 水平所揭露地層傾向均為NW 向，分析認為主要是受到F2、F5、F9三大斷層應力作用下，使得地層在傾向上發(fā)生了次一級的向斜變形，而箭竹坪向斜東翼井巷揭露情況基本與地質(zhì)報告一致（圖2）。

2.2 斷層

礦區(qū)主要有F0、F1、F2、F4、F5、F7和F9等斷層，以正斷層為主，F(xiàn)0為緩傾角斷層（見表1），發(fā)生較大變化的主要為F9。

表1 箭竹坪礦區(qū)主要構造情況一覽表

通過箭竹坪向斜西翼揭露情況綜合分析，認為西翼至少要有一組次一級向背斜褶曲構造。但在+283 m 運輸大巷、+90 m 運巷、+150 m 水平、+120 m 水平均未見次級背斜構造，而+283 m 運輸大巷528 m 處見有破碎帶，傾向130°，傾角80°，近東向，破碎帶寬度40 m；+90 m 運輸大巷140 m 處見有破碎帶，傾向110°，傾角55°，傾向近東，破碎帶寬度20 m，見火成巖侵入。對比9-0 和9-1 鉆孔發(fā)現(xiàn)同煤層見煤標高相差較大（如9-0 鉆孔見28 煤層標高為+122.9 m，9-1 鉆孔見煤標高為-84.45 m，相差207 m）。通過鉆孔、實際揭露情況及地形地質(zhì)圖綜合分析，認為在9-0 和9-1 鉆孔之間存在一條大斷層，該斷層性質(zhì)與F9斷層相似度高，判定為同一條斷層，該段層已延伸至第9 勘探線，與F7斷層相交，使得斷層上盤童子巖組第三段地層下降，可采煤層降至+90 m 以下水平，可采煤層的連續(xù)性受到破壞（圖2）。

圖2 箭竹坪礦區(qū)煤層底板等高線圖

3 構造形成機制分析

3.1 褶曲及緩傾角斷層成因

（1）沉積建造差異引起的褶曲構造及緩傾角斷層。由于童子巖組地層總體由砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖及煤層組成，含有少量的砂巖，上覆翠屏山組砂巖，下伏文筆山組泥巖及棲霞組灰?guī)r，在垂向上巖層強度存在變化差，特別是童子巖組砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖及煤層可塑性好。印支期（早三疊世末期），福建地域內(nèi)受政和－大埔大斷裂影響，產(chǎn)生不均勻的水平擠壓運動，使地層發(fā)生隆起和凹陷變形，形成了一系列復式向斜構造和復式背斜構造［2］。箭竹坪礦區(qū)主要表現(xiàn)為向斜構造。隆起部位在重力作用下，箭竹坪礦區(qū)童子巖組地層沿著相對軟弱的文筆山組砂質(zhì)泥巖由高往低滑動，產(chǎn)生了F0緩傾角斷層。由于滑動速度相對較緩慢和方向均一，使得F0斷層滑面和童子巖組地層在走向和傾向上基本一致［2］。

（2）F2、F5、F9正斷層引起的次級皺曲構造。在箭竹坪向斜西翼，受到F2、F5、F9正斷層的共同作用，導致童子巖組煤系地層在箭竹坪向斜西翼發(fā)生了次一級的向斜構造。

3.2 正斷層構造成因

在燕山期，歐亞大陸與古太平洋板塊朝相反方向移動，兩個板塊產(chǎn)生左行剪切活動，造成太平洋大陸邊緣活動帶，產(chǎn)生了F1、F5、F9等斷裂。同時，也發(fā)生了大規(guī)模的巖漿侵入活動［2］。主要為永?；◢弾r體，使得本區(qū)構造進一步復雜化，使原生斷裂加大，并派生了較多小斷裂，如F2、F4、F6、F7斷裂［2］，少量巖漿順斷裂帶成脈狀侵入到煤系地層。

4 構造控煤作用

4.1 褶曲控煤作用

在印支期運動時期，在政和－大埔大斷裂影響下，福建地域內(nèi)總體產(chǎn)生不均勻的水平擠壓運動。當側(cè)向壓力超過具脆性的煤層頂?shù)装鍘r層的彈性極限時，巖煤層會自下而上或自上而下發(fā)生隆起或凹陷變形。具塑性的煤層因受箭竹坪向斜的影響，從翼部流向轉(zhuǎn)折端附近，使煤層在轉(zhuǎn)折端附近變厚，兩翼變??；經(jīng)過本區(qū)鉆孔揭露情況分析，童子巖組第三段22、28 主采煤層厚度在箭竹坪向斜構造軸部附近一般比翼部的厚（表2）。

表2 箭竹坪向斜軸部與翼部主采煤層厚度對比

由此可知，在箭竹坪礦區(qū)，在箭竹坪向斜構造的影響下，主采煤層由兩翼向軸部流動，形成軸部附近煤層增厚、兩翼變薄的變形效應，使得煤層形成條帶狀分布。

4.2 斷層控煤作用

（1）緩傾角斷層控煤作用。F0斷層隱伏在礦區(qū)深部，斷層滑面和童子巖組地層在走向和傾向上基本一致成假整合接觸，造成童子巖組第一段地層和第二段部分地層缺失，對第三段含煤地層影響不大。

（2）正斷層控煤作用。F1正斷層：對煤系地層的影響較大，該斷層使得童子巖組第一段及第二段地層基本缺失，第三段含煤地層部分缺失。

F2正斷層：礦區(qū)主要斷層，造成翠屏山組地層缺失，使得溪口組地層直接與童子巖組第三段地層接觸，有利于煤系地層的開采。

F5正斷層：對童子巖組第三段含煤地層有一定的破壞性，主要表現(xiàn)在箭竹坪向斜西翼7 線至9 線一帶，主采煤層的連續(xù)性遭到破壞。

F7正斷層：礦區(qū)主要斷層，造成翠屏山組地層部分缺失，有利于煤系地層的開采。

F9正斷層：是影響箭竹坪向斜西翼煤層連續(xù)性的主要斷層，斷距大約為200 m，走向延伸至第9 勘探線與F7斷層相交。使得斷層上盤童子巖組第三段地層下降，破壞可采煤層的連續(xù)性，增加了開采難度。

此外，在F2、F5和F9斷層三大斷層應力共同作用下，箭竹坪向斜西翼發(fā)生了次一級的向斜構造。在該構造內(nèi)，斷層應力相對集中，派生斷層發(fā)育，煤層滑動速度較不穩(wěn)定，容易導致煤層在走向、傾向上均有局部變厚、變薄或斷失現(xiàn)象，煤層穩(wěn)定性較差。如一采區(qū)+150 m 28下S 運巷：沿煤運巷240 m，煤厚0.2 m～0.8 m，其中0.6 m 以上的長度有40 m，沿傾向布置探煤上山，地層出現(xiàn)波狀起伏，跟煤段僅20 m。

4.3 巖漿巖控煤作用

礦區(qū)地表僅在東南角出露少部分黑云母花崗巖，在0-2、5-2、7-2、13-1 等鉆孔中有見，以巖脈產(chǎn)出為主，對主要煤層影響不大。

5 結論

（1）箭竹坪礦區(qū)總體構造形態(tài)為一軸向近南北向的向斜構造。受其影響，主采煤層從向斜翼部向轉(zhuǎn)折端流遷，形成了向斜軸部附近煤層變厚，兩翼煤層變薄的變形效應。礦區(qū)應在箭竹坪向斜軸部附近找煤，往兩翼可能壓薄。

（2）F0緩傾角斷層拉近了童子巖組第三段含煤地層與棲霞灰?guī)r地層的距離，但基本上未對其造成破壞。

（3）過F9斷層上盤找煤。箭竹坪向斜西翼因受到F2、F5、F9三大斷層的應力共同作用下，在箭竹坪向斜西翼形成次一級的向斜構造。在該構造內(nèi)，斷層應力相對集中，派生斷層發(fā)育，煤層滑動速度較不穩(wěn)定，煤層在走向、傾向上均有局部變厚、變薄或斷失現(xiàn)象，煤層穩(wěn)定性較差，而F9斷層上盤導致童可采煤層下降至+90 m 標高以下，應在F9上盤+90 m 以下水平地質(zhì)找煤。

（4）F1正斷層影響較大，造成了28、28下主采煤層被切割嚴重，但由于其控制程度低，在今后探明F1的具體位置對地質(zhì)找煤具有一定的意義。

（5）箭竹坪礦區(qū)火成巖以巖脈產(chǎn)出為主，對主采煤層影響不大。