四川高縣賈村礦區(qū)地質構造形態(tài)分析

溫貴森，李紅梅

（四川省煤田地質局華源公司，成都 610072）

賈村礦區(qū)慶嶺、三勝勘查區(qū)位于四川省高縣縣城35°方向，直距約9km，行政區(qū)劃隸屬高縣慶嶺鄉(xiāng)、大窩鎮(zhèn)、月江鎮(zhèn)，礦區(qū)南起賈村鎮(zhèn)南廣河界，北至兩江口，形態(tài)呈南北走向長方形，南北長約30km，東西寬1.5～2.5km，面積約75km2。

圖1 區(qū)域地質圖

1 區(qū)域及礦區(qū)地質特征

1.1 地層

勘查區(qū)屬揚子地層區(qū)之黔北川南分區(qū)的筠連鎮(zhèn)雄小區(qū)。區(qū)內出露最老地層為下寒武統(tǒng)頂部，主要位于長寧雙河背斜核部。下古生界發(fā)育比較完整，為砂頁巖及碳酸鹽沉積，共厚約3 000m。上古生界缺失泥盆系、石炭系。二疊系假整合于中志留統(tǒng)之上，厚約1 000m；下統(tǒng)為灰?guī)r，底部為海陸交互相沉積，上統(tǒng)下部在小區(qū)西部為玄武巖，上部含煤沉積在西部為陸相，向東逐漸過渡為海陸交替相，頂部漸變?yōu)楹Ｏ嗷規(guī)r。中生界發(fā)育較全，三疊系連續(xù)沉積于二疊系之上，厚1 000m余；下統(tǒng)下部以紫紅色頁巖、粉砂巖為主，上部為灰?guī)r、白云巖，頂部遭受不同程度的剝蝕。上三疊統(tǒng)含煤地層局部分布于小區(qū)西南部，厚近500m，假整合于中三疊統(tǒng)之上。侏羅系連續(xù)沉積于三疊系上，厚1 500 m余。白堊系中統(tǒng)假整合于侏羅系上統(tǒng)，厚度在200～500m（圖1）。

礦區(qū)內出露最新地層為第四系全新統(tǒng)，其次由新到老依次為：三疊系上統(tǒng)須家河組(T3xj)、三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2l)、三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）、三疊系下統(tǒng)飛仙關組（T1f），地層總厚度約為1700m，鉆孔揭露最老地層為二疊系中統(tǒng)茅口組。二疊系上統(tǒng)包括宣威組、峨眉山玄武巖組；中統(tǒng)包括茅口組、棲霞組，下統(tǒng)梁山組，區(qū)內均未出露。

主要含煤地層為二疊系上統(tǒng)宣威組(P3x)，屬海陸交互相碎屑含煤建造沉積。平均總厚為145.81m。含煤10余層，其中全區(qū)開采的2層（C7、C8煤層），大部可采的2層（C9、C12煤層），局部可采的2層（C1、C2煤層），其余為零星可采或不可采煤層，如：C3、C4、C5、C6、C10、C11、C13、C14、C15煤層等。

1.2 構造

礦區(qū)位于川中隆起帶與滇黔褶斷區(qū)之間的川東南褶皺束西南端的賈村褶皺帶的賈村背斜（圖2）。從區(qū)域上看，區(qū)域內為東西向、北東向、北西向構造的復合地帶。區(qū)域北部主要為北東向構造，屬新華夏系，自西向東有橫江褶皺帶和賈村褶皺帶；區(qū)域南部為東西向鹽津—威信構造帶；區(qū)域西南緣為北西向構造。此外，區(qū)域東部尚有呈弧形展布的長寧雙河大背斜。斷裂多發(fā)育于背斜軸部及兩翼，以仰沖、斜沖走向逆斷層為主，并伴斜交的平移斷層。

賈村褶皺帶，由走向北東 40°～50°的褶皺組成，主要有高縣雙河背斜、來復渡向斜、賈村背斜、符江向斜。背斜緊湊、向斜寬緩。斷裂主要發(fā)育于背斜軸部及兩翼，多為逆沖斷層。背斜核部為二疊系、三疊系，向斜核部為侏羅系、白堊系。

礦區(qū)位于賈村背斜北東段，全長約為30km，呈北東-南西展布的背斜構造。背斜兩翼地層產狀北西較南東翼傾角陡：北西翼地層走向NE-SW，傾向NW，傾角 10°～85°，局部地區(qū)甚至見倒轉現象；南東翼地層走向 NE-SW，傾向SE，傾角7°～45°，除局部見有小褶曲構造外，并無較大變化。

斷層發(fā)育多受主體構造的影響，分兩翼對稱而言，斷層的傾向主要為北西向、北西西向，次為南東向、南東東向，與主體構造形態(tài)地層傾向相近或者在同一應力線、帶上。根據目前工作情況，礦區(qū)內查明影響煤層或者破壞區(qū)域形態(tài)的主要斷層有3條，分別是F51、F53、F69。其中F51為一條近似與背斜軸線平行的走向斷層且為主要破壞煤層的斷層；F53為橫向切割整個主體構造的逆推近平移斷層，它是未來礦區(qū)建井、劃分井田的最大斷層之一；F69系在此次勘探過程中確定的對煤層影響較大的斷層之一（圖3）。

圖3 慶嶺、三勝勘查區(qū)主要構造斷裂分布示意圖

2 勘探與研究

2.1 勘探工作概述

礦區(qū)于2011年11月進場勘探，到目前已竣工鉆孔40個，完成施工進尺約27 800m，嚴格按照設計施工，對礦區(qū)構造形態(tài)控制做了詳盡的考慮和安排，有很多孔同時控制了幾條主要斷層，查明了其性質、走向、傾向、傾角、落差、分布范圍和對煤層的破壞情況。

2.2 斷層特征

2.2.1 F51斷層特征

F51斷層位于賈村背斜北西翼，與背斜軸線近似平行，多發(fā)育在三疊系下統(tǒng)飛仙關組四段上部或在三疊系下統(tǒng)嘉陵江組一段底部，是與地層反傾向、切割深部煤層的一條走向逆斷層。該斷層走向長約為18km，產狀140°∠40°～80°（圖3）。

該斷層使背斜北西翼巖層變陡，使嘉陵江組部分地層在北西翼槽谷中出露不全。在其走向上，破壞-600m標高以上的幾乎全部煤層，為層落差為 40～110m。有 51、58、59、63、65、67勘探對該斷層進行了控制（圖4、5、6）。

此外，根據鉆孔資料，該斷層破碎帶寬度一般數米，破碎帶內取巖芯極其破碎，或者只為斷層泥。

2.2.2 F53斷層特征

F53斷層位于本區(qū)中部72線至75線之間的逆斷層，全長約3.8km，總體走向340°，傾向SW，地面無明顯斷層面。據斷層兩盤的地質界線和剖面圖上求取其傾角為 75°～85°。F53斷層切斷了由南向北的全部出露地層，且由于主體構造在該段受地應力不等而呈現斷距不等的平推之勢。斷層南東翼在72線至73線南東端由于有其它斷層的疊加破壞，使得 F53斷層南東盤平移達440m左右（圖3）。

圖4 58號勘探線剖面圖

圖5 65號勘探線剖面圖

圖6 67號勘探線剖面圖

F53斷層主要是一條影響未來慶嶺與三勝井田劃分的橫向大型斷層，是一對未來建井生產有較大影響斷裂構造。通過測算和推斷，該斷層破壞72線至75線間深部的可采煤層。（圖7）

2.2.3 F69斷層特征

F69斷層位于本區(qū)中部，背斜南東翼69線至79線間，為陡傾角走向逆斷層。該斷層在 73線附近被F53斷層切斷，向東延伸，在 76線與77線之間產生分支。主斷層順靠背斜軸部方向向東延伸至79線以西100m附近消失，主要切割破壞了出露于背斜南東翼三疊系下統(tǒng)嘉陵江組、飛仙關組地層界線，向下繼續(xù)切割下伏地層，破壞煤層較嚴重。F69斷層全長約6.0km，產狀308°∠50°～70°。受F53斷層切割影響，該斷層南西段走向約54°，北西段走向約33°，斷層面傾角基本變化不大（圖3）。

該斷層于地面發(fā)現多處構造破碎帶，破碎帶規(guī)模較大，一般為3～7m，斷盤兩翼地層傾角變陡，巖層原生構造受擠壓變形嚴重，鉆探在已經施工71線、75線上均已控制了 F69斷層，其落差為 90～130m，破壞可采煤層。（圖8、9）

2.3 構造形態(tài)特征分析

2.3.1 區(qū)域構造形態(tài)

賈村背斜地處川中隆起帶與滇黔褶斷區(qū)之間的川東南褶皺束西南端的賈村褶皺帶，由于地殼運動川中隆起帶與滇黔褶斷區(qū)之間產生了強大的近南北向的應力推覆擠壓，賈村背斜受區(qū)域構造形態(tài)控制，呈北東向展布，斷裂多發(fā)育于背斜軸部及兩翼，以仰沖、斜沖走向逆斷層為主（如：F51斷層、F69斷層），并伴斜交的平移斷層（如：F53斷層）。

2.3.2 應用分析

區(qū)域地殼應力作用，產生控制了本區(qū) F51、F53、F693條主要決定構造形態(tài)的大斷層。F51斷層和 F69斷層幾近對稱產生于主體背斜構造兩翼均呈北東向延展，形成了一對壓扭性斷層，彼此形式上對稱，實為切應力消力作用結果。F53斷層的存在證明了在不均等阻力介質下由于力作用方向的改變或者發(fā)生扭動，導致了橫向上產生了切割作用。推力作用下南北向對稱的背斜構造由于地層之間獨特的拱擋力效應，使得F53斷層橫切過背斜軸至北翼時，其作用力已經大大減弱，表現為北翼斷距較南翼小的現象。

圖7 73號勘探線剖面圖

圖8 71號勘探線剖面圖

2.3.3 地形地貌特征

賈村背斜地形地貌特征為典型的“三山兩谷”，其形成機制實在原生地質構造下地應力南北推覆擠壓，斜切深部，使得中部隆起形成三疊系下統(tǒng)飛仙關組的山脊，兩翼持續(xù)推進擠壓，處于換代層的三疊系下統(tǒng)嘉陵江組繼續(xù)隆起后因水、CO2、風蝕等聯合作用，千百萬年的風化剝蝕就形成了現在的兩翼嘉陵江組槽谷形式。賈村礦區(qū)典型的“三山兩谷”地形地貌特征，很好的反映了礦區(qū)地質構造形態(tài)受地殼應力作用的效果。

3 構造影響分析

賈村礦區(qū)慶嶺、三勝勘查區(qū)地質構造形態(tài)決定了一些值得我們關注的問題，主要有以下兩方面：

1）上述3條斷層均為大型的破壞斷層，其影響不容小視。F51斷層、F53斷層由其規(guī)模大，影響范圍廣，分區(qū)性明顯未來建井可作為劃分井田的邊界斷層；其次，三條大斷層其破壞性會造成含煤地層的缺失或重復，使可采煤層不連續(xù)，斷層附近巖石破碎，導致煤層頂板穩(wěn)定性差，使頂板支護難度增大，同時，構造裂隙極極易引起瓦斯聚集，是未來礦井嚴重安全隱患。

圖9 75號勘探線剖面圖

2）慶嶺、三勝勘查區(qū)獨特的背斜形態(tài)，軸部為三疊系下統(tǒng)飛仙關組地層以及隱伏含煤地層二疊系上統(tǒng)宣威組，往兩翼排開，煤系地層埋深增加。在背斜形態(tài)下，瓦斯的聚集程度相對較高，地溫亦會隨著煤層的埋深增加而不斷增高，將嚴重影響未來的建井開采，務必引起高度重視。但從反面考慮，如果采取措施得當，也可變害為利，抽采瓦斯，作為動力能源燃料，區(qū)內背斜形態(tài)下聚集的大量瓦斯將會變成一筆不菲的財富。

[1] 四川省煤田地質工程勘察設計研究院. 四川省高縣賈村礦區(qū)慶嶺勘查區(qū)煤炭普查報告[R]. 2010.

[2] 四川省煤田地質工程勘察設計研究院. 四川省高縣賈村礦區(qū)三勝勘查區(qū)煤炭普查報告[R]. 2010.

[3] 四川華源礦業(yè)勘查開發(fā)有限責任公司. 四川省高縣賈村礦區(qū)慶嶺勘查區(qū)煤炭勘探設計[R]. 2011.

[4] 四川華源礦業(yè)勘查開發(fā)有限責任公司. 四川省高縣賈村礦區(qū)三勝勘查區(qū)煤炭勘探設計[R]. 2011.

[3] 梁躍，陳沿穎. 石屏井田F9斷層特征及其煤層開采的影響[J]. 四川地質學報, 2010.

[4] 王文杰, 王信. 中國東部煤田推覆、滑脫構造與找煤研究[M]. 江蘇徐州: 中國礦業(yè)大學出版社, 1993.