地質構造對礦層賦存規(guī)律的影響分析

王艷華

（山東省煤田地質局第二勘探隊，山東 濟寧 272000）

礦層賦存規(guī)律不僅受到其自身形成條件的因素影響，更會受到礦產地質構造的控制[1]。礦層賦存的研究是從地質的角度研究礦層中危險氣體及其它成分的賦存、涌出以及賦存規(guī)律，其在礦山企業(yè)安全管理中發(fā)揮著巨大的作用。

1 地質構造對礦層賦存規(guī)律的影響分析

礦層賦存資源的生成條件、運動規(guī)律以及賦存及分布的規(guī)律都會受到極其復雜的地質構造作用的控制，礦層賦存資源規(guī)律是對礦山生成過程中突發(fā)的危險情況進行預測以及對危險氣體成分涌出量的預測關鍵，同時也是礦層賦存資源地質圖編制的基礎。在對地質構造對礦層賦存規(guī)律的影響進行分析前，首先要繪制該礦山的地質構造圖，如圖1所示。

圖1 地質構造圖

以圖1礦山地質構造為例，對該礦山地質構造對礦層賦存規(guī)律的影響進行分析，通過研究發(fā)現(xiàn)，地質構造中的褶曲、斷層、頂板巖性以及水文地質條件都會對礦層賦存造成一定的影響，因此本文對這幾方面的礦層賦存規(guī)律影響進行詳細的分析。

1.1 褶曲構造對礦層賦存規(guī)律的影響

在礦山的地質構造圖中可以看出，該地區(qū)發(fā)育了一系列向各個方向上展布的背向斜、斷層以及兩者相互疊加的復合結構。這些結構中的褶曲構造中富含了豐富的礦層賦存資源，且賦存條件相對更加復雜。

在不同時期的構造運動中，由于受到擠壓、拉伸等應力的作用，礦山上層的褶皺結構會出現(xiàn)隆起，更易受到外界環(huán)境的剝蝕作用，且在之后的運動過程中，上層部分還會發(fā)生更加巨大的改變[2]。在地質構造當中，背斜部分的軸部地層相對于其它部位受到剝蝕的作用會更加強烈，因此存在了大量的張性裂縫，而這一部分的礦層賦存資源封存能力變弱，因此含量相對較少。而在礦山兩翼下部，地層受到破壞的影響不大，因此礦層賦存資源保存的條件較好，含量也更多。

對于礦山的礦井位置，由于地層相對平緩且構造簡單，斷層構造不發(fā)育，礦層傾角變化幅度不大。因此，造成了礦層賦存資源的運動路線長、阻力大、逸散程度低，因此有利于礦層賦存資源的富集，同時也是礦山中賦存資源含量最多的位置。另外礦層頂板也為該位置提供了一定厚度的泥巖，使得其透氣性較低，對于賦存資源的存儲起到一定程度的作用。

1.2 斷層構造對礦層賦存規(guī)律的影響

對于礦山中的斷層構造對于礦層賦存中的氣體資源排放十分有利，而封閉式的斷層構造對于氣體資源的排放起到阻隔的作用，因此斷層構造的開放與封閉對礦層賦存規(guī)律的影響較為明顯[3]。礦山地質構造中斷層包括正斷層和逆斷層，其中正斷層的發(fā)育較為明顯，由于受到礦山內部的強烈拉張作用，斷裂層出現(xiàn)了大幅度的伸展，原本受到影響的應力場發(fā)生的推覆構造被逐漸的反轉，造成了大量的正斷裂層分布，礦層中賦存的大量氣體資源被釋放。

斷裂層附近的資源賦存情況較為復雜，由于該位置的構造應力過于集中，圍巖的透氣性不高，導致氣體資源的釋放能力較弱，而斷層發(fā)育所造成的破碎帶與礦山積聚位置又形成了一個天然的密閉屏障，因此有利于氣體資源的賦存。

1.3 頂板巖性對礦層賦存規(guī)律的影響

礦山頂板圍巖的透氣性好壞也會直接影響到礦層資源的賦存及富集。透氣性較好的砂巖頂板有利于礦層中氣體資源的擴散，因此礦層中的資源含量較低；透氣性差的泥巖、泥巖頂板，對于礦層中的氣體資源的擴散起到阻礙的作用，因此礦層內部的資源含量較高[4]。通常情況下，礦山中的孔隙、裂縫等發(fā)育較好的砂巖、灰?guī)r透氣系數較大，一般情況下比致密且不發(fā)育的泥巖透氣系數高出上千倍。

圖1中的礦山地質構造中，頂板的巖性除了邊界部分為砂巖外，其余部分均為泥巖，且砂巖部分的厚度較薄，因此這一部分的透氣性相對較好，而其它部分泥巖中的賦存資源運動條件較差，因此泥巖部分為礦層中的資源提供了有利的存儲條件。

1.4 水文地質條件對礦層賦存規(guī)律的影響

水文地質條件也是影響礦層賦存規(guī)律的主要因素之一，由于礦山中的地下水是在不斷運動的，因此，一方面會驅使著裂縫以及空隙中的資源發(fā)生移動，而另一方面又會帶動溶解于水中的氣體資源一期流動。地下水被吸附在礦層縫隙的表面后，能夠有效降低礦層對資源的吸附能力，同時增加了氣體資源的排放能力，因此地下水的活動在一定程度上影響著礦層中資源的賦存。圖1中的礦山斷層發(fā)育較為明顯，通常情況下，逆斷層中的富水性和導水性相對較弱，而正斷層恰恰相反，因此正斷層對礦床充水的影響與逆斷層相比更大[5]。因此，從整體上來看，該地區(qū)水文地質條件會對礦層中資源的賦存規(guī)律造成一定的影響，且氣體資源會發(fā)生逸散，正斷層中的礦產資源含量總體較低。

2 結語

通過對礦山地質構造進行研究，找出影響礦層賦存規(guī)律的因素，包括褶曲構造、斷層構造、頂板巖性以及水文地質條件。利用相關的地質構造控制理論對礦層賦存規(guī)律進行總結，可以為后續(xù)的礦山開采及治理工作的順利進行提供保障，同時對于礦山企業(yè)的安全生產具有重要的指導意義。