箭竹坪礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征及其煤厚變化規(guī)律探討

林忠謙

摘 要：文章通過地質(zhì)資料和周邊礦井已揭露的地質(zhì)情況，分析箭竹坪礦區(qū)的構(gòu)造特征，探討該井田主要的地質(zhì)構(gòu)造特征及其對煤層的影響，希望對煤礦合理布置巷道和選擇合理的采煤方法起到一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：箭竹坪井田；地質(zhì)構(gòu)造；煤厚變化

中圖分類號：TDl63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0176-02

礦區(qū)屬構(gòu)造侵蝕型中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)植被茂盛，地形崎嶇，最高峰位于礦區(qū)內(nèi)中部“鵝翁寇”，海拔標(biāo)高為+957.90 m，最低標(biāo)高位于礦區(qū)西南部溝谷，海拔標(biāo)高為+324.50 m，礦區(qū)內(nèi)相對高差+633.40 m。

1 地質(zhì)構(gòu)造特征

1.1 井田斷裂構(gòu)造

箭竹坪礦區(qū)內(nèi)南部斷裂、褶皺構(gòu)造相對北部發(fā)育，總體為一向斜構(gòu)造，對煤系地層影響較大的斷裂構(gòu)造有滑脫斷裂F0、F1；近SN向正斷層F5、F9，及NE向正斷層F2、F4等，各主要斷層特征如下：

①F0深部滑脫型緩傾角斷層：傾向南西，傾角為20 ？觷，地層斷距為200～1 000 m，鉆孔所見灰?guī)r面最高海拔標(biāo)高+266 m（ZK302鉆孔），最低標(biāo)高為-350.26 m（9-0鉆孔），總體呈西南高北部低的寬緩波狀形態(tài)。

②F1正斷層：礦區(qū)東部和西部均有出露，出露長度3 600 m，走向北東，傾向北西和南東，組成一向斜構(gòu)造，傾角上部陡底部緩，總體呈西南高北部低的寬緩波狀形態(tài)。

③F5正斷層：出露于礦區(qū)西部，傾向東南，傾角50～65 ？觷，地層斷距50～200 m，北東走向長度>4 000 m。

④F9正斷層：在礦區(qū)的0～7線間出露，傾向東，傾角30～50 ？觷，地層斷距50～200 m，近南北走向約2 000 m，斷層上盤為童子巖組、翠屏山組等地層，下盤為翠屏山組地層。

⑤F2正斷層：礦區(qū)北西部有出露，斷層傾向為西北，傾角約45 ？觷，斷層沿東北走向長約3 600 m，淺部由水電站引水涵洞控制。

⑥F4正斷層：礦區(qū)南部有出露，斷層傾向為南東，傾角在15 ？觷～40 ？觷之間，斷層沿北東～南西走向長約4 700 m，深部由0-3鉆孔控制。

1.2 褶皺構(gòu)造

褶皺是巖層受力發(fā)生的彎曲變形，褶皺的形態(tài)是多種多樣的，基本類型有兩種：一種是巖層面向上彎曲，其核心部位的巖層時代較老，外側(cè)巖層較新，稱為背斜，另一種是巖層向下彎曲，核心部位的巖層較新，外側(cè)巖層較老，稱為向斜。

本區(qū)總體構(gòu)造為一軸向近南北向的向斜構(gòu)造，狀如船狀，中間低凹，四周漸高，在5～9線之間東部深部發(fā)育次一級的撓曲構(gòu)造，且伴隨著滑脫構(gòu)造和其它高角度斷層，在斷裂構(gòu)造發(fā)育處可見一些牽引褶皺，構(gòu)造復(fù)雜。從勘探資料綜合分析，礦區(qū)向斜的西翼和核部主要含煤地層保存較完好，東翼地層主要受到斷裂構(gòu)造的影響而出現(xiàn)不完整，但對童子巖組總體破壞不大，可采煤層保存較好。

1.3 火成巖

區(qū)內(nèi)火成巖在平面上總體形成北西走向的細長條帶狀，井田內(nèi)地表僅在東南角出露少部分黑云母花崗巖，為永福侵入體的一部分，給本區(qū)帶來高溫?zé)嶙冑|(zhì)影響，使巖煤層變質(zhì)程度較高，產(chǎn)生較多紅柱石等變質(zhì)礦物；深部揭露的巖漿巖主要為輝綠巖，輝綠玢巖，以巖脈產(chǎn)出為主，對主要煤層影響不大。

1.4 構(gòu)造成因分析

1.4.1 印支期（早三疊世末期）

福建地域內(nèi)產(chǎn)生不均勻的水平擠壓運動，發(fā)生了一系列隆起和凹陷。由于隆起部位重力作用，產(chǎn)生了地質(zhì)體沿相對軟弱層由高往低滑動，表現(xiàn)在箭竹坪礦區(qū)的是產(chǎn)生了F0斷層，也就是童子巖組地層沿著相對軟弱的文筆山組砂質(zhì)泥巖滑動，而且整個滑動的速度相對較緩慢和均一，童子巖組地層沒有遭受到大的破壞，巖煤層沒有產(chǎn)生明顯的起伏和褶曲。

1.4.2 燕山期

隨著歐亞大陸相對向南，古太平洋板塊相對朝北的左行剪切活動，造成太平洋大陸邊緣活動帶，產(chǎn)生了一系列NE和NW向斷裂。礦區(qū)便產(chǎn)生了NE向的F5、F1斷裂和NW向的F9斷裂。

綜上所述，由于受后期構(gòu)造運動及巖漿巖活動影響，區(qū)內(nèi)F0與F1之上的童子巖組地層中，落差<30 m的小斷層發(fā)育使地層局部缺失，造成本礦區(qū)南北含煤性有所變化。

2 主要煤層的賦存特征

礦區(qū)開采煤層為下二迭統(tǒng)童子巖組一、三段煤層。其中童子巖組三段地層總厚433 m，含煤31層，5層可采煤層（21#、22#、28#、28下、29#），煤層總厚15.24 m，含煤系數(shù)3.52%；可采煤層總厚3.35 m，可采含煤系數(shù)0.77%。童子巖組一段地層總厚283 m，含煤12層，3層可采煤層（31#、39#、41#），煤層總厚6.31m，含煤系數(shù)2.22%；可采含煤系數(shù)1.27%。下面重點對22#、28#、39#、41#煤層特征進行分析。

2.1 22煤層

下距Ⅲ2標(biāo)志層底界10 m，煤層頂板以砂質(zhì)泥巖為主，底板以砂質(zhì)泥巖為主。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以亮煤為主，暗煤為次的半亮型煤，全區(qū)見煤15個點，可采10個，煤厚0.07～1.87 m，存在沉積及后期構(gòu)造影響變薄。

2.2 28煤層

上距Ⅲ2標(biāo)志層94 m。煤層頂板多為砂質(zhì)泥巖，底板以砂質(zhì)砂巖為主。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以亮煤為主，暗煤為次的半亮型煤。全區(qū)見煤16個點，可采12個點，煤厚0.08～2.36 m，存在沉積及后期構(gòu)造影響變薄。

2.3 39煤層

頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖或細砂巖。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以亮煤為主，暗煤暗煤次之的半亮型煤，全區(qū)見煤4個點，可采3個點，煤厚2.45～0.24 m，厚薄主要受構(gòu)造影響。

2.4 41煤層

頂板為砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖。煤層結(jié)構(gòu)簡單，以亮煤為主，暗煤次之的半亮型煤，全區(qū)見煤4個點，可采4個點，煤厚3.14～0.63 m，厚薄主要受構(gòu)造影響。

3 構(gòu)造對煤層影響

3.1 斷層對煤厚的影響

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，煤層受斷層、褶曲和巖漿巖脈的影響產(chǎn)生厚度變化，特別是后期小構(gòu)造延伸到煤層頂?shù)装逯?，它使頂?shù)装鍘r層的整體性和堅固性變差，強度降低，煤層連續(xù)性受到破壞。從周邊石筍坑煤礦分析，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造對煤層厚度的影響主要是在斷層兩盤出現(xiàn)煤層變厚或變薄帶。從斷層性質(zhì)分析，正斷層由于張力作用，斷層上下盤附近煤層厚度將產(chǎn)生變??；逆斷層由于逆掩重疊或擠壓聚集，斷層兩側(cè)煤層可能形成厚煤帶。

3.2 褶皺對煤厚的影響

褶皺主要是在地殼運動的影響下，巖層長期受力發(fā)生了塑性變形，從而形成一些波狀的變形和彎曲，基本形態(tài)為背斜和向斜。由于礦區(qū)內(nèi)童子巖組煤層比較松軟，在外力影響下容易發(fā)生變形，從資料及周邊礦井實際揭露分析，褶皺構(gòu)造變動對煤層厚度的影響較大，產(chǎn)生煤層局部變厚、變薄及尖滅的現(xiàn)象較明顯。

3.3 巖漿巖侵入對煤層的影響

煤層受巖漿巖侵入將會使煤層形態(tài)和厚度發(fā)生大的變化，煤層的結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)也會遭到破壞，還會導(dǎo)致煤層被吞食或變成天然焦，給礦井生產(chǎn)帶來嚴(yán)重困難。從資料分析本礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要沿構(gòu)造帶或巖層軟弱帶等部位侵入，對煤巖層的影響不大。

4 結(jié) 語

綜上所述，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造均產(chǎn)生于燕山期及其之前，井田總體構(gòu)造為近南北向的向斜構(gòu)造，伴有一定數(shù)量的斷層，構(gòu)造屬復(fù)雜類（即Ⅲ類）。燕山期的運動使箭竹坪礦區(qū)的斷層發(fā)育，褶皺形態(tài)復(fù)雜，煤層的原生結(jié)構(gòu)也遭到破壞。但結(jié)合資料及周邊礦井實際揭露的煤厚分析，礦區(qū)煤層厚度變化還是有規(guī)律可循的，斷層面產(chǎn)生的增厚煤層的走向多為構(gòu)造面的走向，所以確定井田的斷層面走向，對生產(chǎn)找煤有很大的幫助。

參考文獻：

[1] 王定武，王運泉.煤田地質(zhì)與勘探方法[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1995.

[2] 李忠權(quán)，劉順.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)（第三版）[M].北京：地質(zhì)出版社，2011.