习水县永安煤矿地质构造特征及发育规律分析
【摘要】永安煤矿矿区位于官店向斜北西翼,地层总体走向为NE向。
矿区南西侧发育次级褶皱楠木背斜,矿区中部受区外次级褶皱S1的水平挤压影响,地层倾角向深部逐渐变大。
区内钻孔揭露隐伏断层10条,规模较小,其中有7条断层对煤层有不同程度的破坏。
通过对矿区构造特征和发育规律的分析研究,可为矿井改扩建设计、井巷布置和矿井生产起到积极的指导作用。
【关键词】永安煤矿;构造特征;发育规律
永安煤矿位于贵州省遵义市习水县南东约25km,矿区走向长约5.7km,平均宽0.9km,面积:5.2545km2,开采标高+1000~+100m。
矿区含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l),含煤10~16层,主要可采煤层6层,总厚6.62~18.43m,平均10.35m。
矿区地质构造中等复杂,构造特征的分析研究,对煤矿生产有重要的指导意义。
1 区域构造特征
矿区所处区域大地构造位置处于扬子准地台(Ⅰ)黔北台隆(Ⅰ1)遵义断拱(Ⅰ1A)毕节北东向构造变形区(Ⅰ1A1)的北缘,位于川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位,北与新华夏构造体系第三沉降带的“四川盆地”相接,南与早古生代“黔中隆起”相邻。
区域内各构造轮廓定型于燕山运动晚期,新构造运动以大面积不均一上升为主,具明显的继承性和间歇性,活动十分频繁,导致各构造林系间的复合与迭加,其构造形迹主要表现为等势式褶皱,由一系列走向北东—西南的宽层长轴状褶皱组成,常具明显的雁列分级特征,背斜多箱顶,向斜常呈圆底。
断裂常发育于背斜轴部附近,以张性断裂为主,压扭性断裂次之,广泛分布于中部及南部地区。
2 矿区构造特征
2.1 基本形态
矿区位于官店向斜北西翼,地层总体走向为N40°E,倾向130°~150°,倾角一般30°~50°,矿区中部受区外次级褶皱S1的水平挤压影响,该地段地层倾角向深部逐渐变大,50°~75°渐变;北东侧地层倾角较为稳定,一般30°~40°。
在矿区南西侧发育官店向斜之次级褶皱楠木背斜,背斜西翼地层倾向230°~260°,倾角25°~45°。
矿区断层稀少,地表未见出露,仅钻孔揭露隐伏断层10条,走向主要为NE-SW向,规模小。
矿区构造复杂程度属中等复杂(图1)。
图1 矿区构造纲要图
2.2 褶皱
楠木背斜:该背斜为官店向斜之次级褶皱,于矿区南西侧通过。
背斜北东端位于烂泥槽附近,南西端倾伏于后槽以东,走向长约13km,轴向N10~30°E。
背斜西翼地层倾向230°~260°,倾角25°~45°;东翼地层倾向130°~150°,倾角总体30°~50°,在该翼2~5线,受区外小褶皱北西方向水平挤压,该地段地层倾角向深部变大,但总体上背斜轴面直立,两翼基本对称。
通过β图解法对该背斜图解,楠木背斜枢纽倾伏向为195°,倾伏角为20°。
该背斜为两翼基本对称的直立倾伏褶皱。
S1:为向斜构造,北东端位于徐家沟,南西端位于山草湾,走向长约3km,轴向N40~60°E,呈弧状。
向斜北西翼倾向130°~170°,倾角40°~60°,南东翼倾向290°~320°,倾角一般30°~50°,南西段倾角较大,约70°~80°,该褶皱为近直立水平褶皱。
S2:为背斜构造,两端与S1相邻,走向长约3km,轴向N40~60°E,呈弧状,形态与S1接近,近于平行。
背斜北西翼倾向290°~320°,倾角一般30°~50°,南东翼倾向130°~180°,倾角20°~40°,两翼基本对称,枢扭水平,为近直立水平褶皱。
2.3 断层
矿区断层稀少,地表未见出露,钻孔揭露隐伏断层10条,走向NE-SW向为主,少许E-W向,落差大于30m断层1条,其余断层5~25m不等,规模较小。
(1)正断层:揭露正断层共5条,走向NE-SW,倾向NW,倾角60°~70°,落差5~20m。
断面较光滑,一般含方解石晶片或薄膜,具有压扭性结构面特征。
(2)逆断层:揭露逆断层共5条,除f101、f102走向为EW向、倾向S外,其余逆断层走向为NE-SW向,倾向NW。
各断层倾角60°~80°,落差10~55m,仅f102落差大于30m,为55m。
逆断层中f101、f102断层破碎带长约4m,方解石脉发育,且零乱,具有张性结构面特征,其余逆断层均属压扭性断裂。
3 矿区构造发育规律
(1)矿区褶皱属次级褶皱,位于官店向斜与二郎向斜的接合部位,其轴向NE向,与主构造方向基本一致,为纵弯褶皱作用形成。
(2)矿区地层倾角沿走向有一定变化,中部受S1北西方向水平挤压影响,煤层底板等高线向北西弯曲,其形态与褶皱相似,呈弧状,该地段倾角变大至60°~70°,近S1轴部变缓;矿区其它地段地层倾角较稳定,一般35°~45°。
(3)通过对区内褶皱特征及地层倾角的变化分析,楠木背斜形成时两翼对称,后期受区外S1、S2褶皱形成时的挤压,导致2~5线由浅至深倾角逐渐增
大,表明S1、S2褶皱的形成晚于楠木背斜。
(4)矿区内断层以大角度走向断层为主,倾角60°~80°,规模小,地表未出露,除f101、f2、f702未破坏煤层外,其余断层对煤层均有不同程度的破坏。
(5)区内f101 、f102为张性断层,其余断层为压扭性断层,为S1、S2褶皱形成过程中向北西方向产生水平挤压所致,由于应力作用较小,形成的断裂构造规模不大。
张性断层主要分布于楠木背斜附近,北、北东方向主要形成了压扭性断层,总体上,压扭性断层其走向受水平方向作用力影响,与S1走向基本一致。
4 结语
通过对矿区构造的分析研究,各构造轮廓定型于燕山运动,构造线发育方向为北东向,区内及外围发育三条次一级褶皱,矿区地层走向和倾角有一定变化,同时形成了少量规模较小的断层,矿区地质构造中等复杂。
矿区次级褶皱发育规律与区域主构造基本一致,断层的发育规律受次级褶皱影响,虽规模不大,但多数断层对煤层都有一定破坏,在今后的生产过程中,对井巷新揭露的小断层应结合已有地质成果,从整体上进一步分析研究地质构造的发育特征和规律,以指导矿井生产。
参考文献:
[1]郭颖,李智陵.构造地质学简明教程[M].武汉:中国地质大学出版社,1995.
[2]王定武,王运泉.煤田地质与勘探方法[M].徐州:中国矿业大学出版社,1995.
[3]徐彬彬,何明德.贵州煤田地质[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.。