論井田斷層的連接

摘 要：本文詳細(xì)地論述了井田斷層的連接應(yīng)考慮的幾個(gè)方面因素和它們的理論依據(jù)。

1. 引言

幾乎所有的井田無一例外地經(jīng)歷過不同程度的構(gòu)造破壞，發(fā)育著不同產(chǎn)狀，不同規(guī)模的斷層。一條斷層可以被一個(gè)水平的許多礦山巷道不止一次的遇到，也可以在不同水平被遇到。然而，在不同巷道內(nèi)或不同水平內(nèi)相當(dāng)?shù)奈恢糜鲆姷臄鄬硬灰欢ㄊ峭粭l斷層；同樣，被詳細(xì)勘探確定的某條斷層，也有可能是由兩條或兩條以上的斷層組成的。上述事實(shí)已為礦山生產(chǎn)的實(shí)踐所證實(shí)。井田的斷層證為同一的問題，也就是斷層連接問題，是個(gè)很重要的問題，因?yàn)樗苯由婕暗V山工作平面圖或其它投影圖的編制，影響礦山巷道的設(shè)計(jì)和煤炭的儲(chǔ)量計(jì)算。

我認(rèn)為，井田斷層的連接問題主要考慮以下四方面因素；斷層面的產(chǎn)狀、斷層的形式、斷層面滑動(dòng)痕跡的穩(wěn)定性和斷層的力學(xué)性質(zhì)。

2. 斷層面產(chǎn)狀

斷層面的走向、傾向和傾角的一致或接近，是把兩條在走向延伸方向上和傾斜延伸方向上位置相當(dāng)?shù)臄鄬舆B接成一條斷層（證為同一）的重要的、有力的證據(jù)，這是因?yàn)橥粭l斷層的產(chǎn)狀應(yīng)當(dāng)一致或差別很小。

這里有幾個(gè)值得注意的問題。

不同力學(xué)性質(zhì)的斷層具有不同的產(chǎn)狀特征；張性斷裂的斷層面本身常常參差不齊、粗糙不平，在測(cè)量張性斷層產(chǎn)狀時(shí)，最好選擇斷層面上具有上盤下落擦痕的局部位置來測(cè)量，或者用一個(gè)“均衡面”代表粗糙不平的斷層。在東北內(nèi)蒙的絕大多數(shù)聚煤盆地中，這種純張性面比較少見，常為后期的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)改造而演變成其它性質(zhì)的斷層、因而多數(shù)斷層產(chǎn)狀都比較容易測(cè)量。

扭性斷層是斷層面產(chǎn)狀非常穩(wěn)定的一種斷裂，斷層面平直、老滑、最易測(cè)量。因此，把延伸方向上位置相當(dāng)?shù)膬蓷l扭性斷層連成一條時(shí)，其斷層產(chǎn)狀應(yīng)當(dāng)基本上一致。

壓性斷層的斷層面，不論在走向方向或者傾斜方向上，都具有明顯的舒緩波狀的形態(tài)特征，因而，在測(cè)量其產(chǎn)狀時(shí)，常常分別測(cè)量波峰兩側(cè)（或波谷兩側(cè)）斷層面的產(chǎn)狀，在取平均值，或用波峰與波谷的中點(diǎn)連線代表之，在把位置相當(dāng)?shù)膬蓷l壓性斷層連在一起時(shí)，壓性斷裂的斷層產(chǎn)狀特征應(yīng)與以考慮。

總之，斷層面的產(chǎn)狀特征與斷層力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。在證為同一的兩條斷層的產(chǎn)狀測(cè)量中，要注意測(cè)量方法；同時(shí)在應(yīng)用產(chǎn)狀這個(gè)因素確定兩條斷裂為同一時(shí)，這個(gè)因素的地位對(duì)于不同性質(zhì)的斷裂來說，應(yīng)當(dāng)是不同的，具體地說，扭性斷層應(yīng)把它看作極重要因素之一，壓性和張性斷層只應(yīng)當(dāng)把它看成是一個(gè)有力的證據(jù)之一。

弧形或環(huán)形斷層的產(chǎn)狀時(shí)變化的，突出表現(xiàn)在走向方向上，在不同地點(diǎn)出現(xiàn)的兩條弧形或環(huán)形斷層是否屬于同一斷層，應(yīng)當(dāng)考慮下面的幾個(gè)標(biāo)志；

（1）井田內(nèi)能夠影響煤礦生產(chǎn)的弧形或者環(huán)形斷層，大多是砥柱直立的旋扭構(gòu)造之旋回面斷裂，斷層的力學(xué)性質(zhì)應(yīng)為扭性或以扭性為主的扭壓或扭張性斷裂。因此，斷層面上的擦痕應(yīng)為水平擦痕或接近水平斜擦痕。

（2）弧形或環(huán)形斷層的產(chǎn)狀變化應(yīng)當(dāng)是有規(guī)律、漸變的，因而，不同巷道內(nèi)出現(xiàn)的弧形斷層的產(chǎn)狀連線也應(yīng)當(dāng)是漸變過渡的，相鄰的兩個(gè)產(chǎn)狀（主要是走向）不能出現(xiàn)大角度相變。

（3）弧形斷層的斷層面形態(tài)，常常在局部地段也能明顯表現(xiàn)出來（例如在有限的礦山巷道內(nèi)），這是判定要證為同一的斷裂是否屬于弧形或環(huán)形斷層的依據(jù)之一。

3. 斷層的形式

查明斷層的形式對(duì)于斷層的鑒別和證為同一都是十分必要的，若在不同礦山巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的斷層屬于同一斷層，其斷層形式（主要是移位符號(hào)）必然是一致的。斷層的形式包括三方面內(nèi)容，即斷煤交切的種類、移位類型和移位符號(hào)。斷煤交切種類則按著斷層面與煤層面的相互位置，可以將斷煤交切種類主要?jiǎng)澐譃樗姆N：

1）反傾鈍角交切2）反傾銳角交切3）同傾鈍角交切4）同傾銳角交切

3.1移位類型

在進(jìn)行斷層的證為同一的判斷時(shí)，我們將斷層的移位劃分為兩大類型，一類是逆斷層式移位，另一類是正斷層式移位。注意，它們與傳統(tǒng)的逆斷層和正斷層不同，它們的劃分是以移位向量與下盤交切線的相對(duì)位置關(guān)系來劃分的。移位向量位于下盤交切線之上者稱逆斷層式移位，位于下盤交切線之下的稱正斷層式移位。

逆斷層式移位包括逆斷層、平推斷層和正平推斷層，而正斷層式移位包含著正斷層、平推斷層和逆平推斷層。移位類型、用一個(gè)明顯的標(biāo)志來劃分就是：上盤斷煤交線位于下盤斷煤交線之上的，稱逆斷層式移位；上盤斷煤交線位于下盤斷煤交線之上者屬正斷層式移位，同樣，斷層的移位類型，在一般情況下，都可以在井下的切割斷層面的直立剖面上很容易與以區(qū)分。特殊情況下，我們常常用斷層面上擦痕的指向加以判斷，即擦痕的指向箭頭指向下盤交切線上方者為逆式移位，而指向下盤交切線下方者稱正斷層式移位。

3.2移位符號(hào)

移位符號(hào)分為正（+）移位和負(fù)（—）移位兩種。正移位又稱迭型移位，負(fù)移位又稱開型移位。在切割斷層面的直立剖面上，我們通過上、下盤斷煤交點(diǎn)分別作煤層與剖面交線的垂線，若兩條垂線之間出現(xiàn)了煤層重復(fù)，即為迭型移位，冠以（+）號(hào)；反之，如果兩條垂線之間沒有煤層存在，則為開型移位，冠以（—）號(hào)。移位符號(hào)與斷煤交切種類和移位類型關(guān)系十分密切。

4. 斷層面上滑動(dòng)痕跡的穩(wěn)定性

與地表暴露的斷層不同，在井下礦山巷道中揭露的斷層，其斷層面上的擦痕因?yàn)闆]有經(jīng)歷過地表的風(fēng)化作用，所以常常保存完好，鮮明：而且，實(shí)踐證明，同一條斷層，不論在其走向延伸方向上還是傾斜延伸方向上，擦痕這是一個(gè)非常穩(wěn)定的因素，它是我們判斷是否是同一條斷層的又一個(gè)決定性依據(jù)。

在觀察斷層面擦痕時(shí)，要考慮下面兩個(gè)因素：

4.1擦痕指向

同一條斷層的擦痕指向應(yīng)當(dāng)是一致的，也就是斷層上，下盤相對(duì)的移位方向應(yīng)當(dāng)一致。對(duì)于斷層擦痕的研究，國(guó)內(nèi)、外構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家做了大量的工作。我認(rèn)為，在煤礦井下觀察斷層面擦痕指向時(shí)，下面三個(gè)方面是最明顯的，也是最實(shí)用的。

擦痕在其延長(zhǎng)方向上的深淺、寬窄變化；正擦階的陡坎指向；與擦痕同時(shí)存在的，某些礦物“齒狀”邊緣的指向。

一般情況下，擦痕深→淺、寬→ 窄、正擦階陡坎指向，礦物“齒狀”邊緣指向代表對(duì)盤運(yùn)動(dòng)的方向。

4.2擦痕的側(cè)伏角

側(cè)伏角是擦痕的一個(gè)重要參數(shù)，它是指在斷層面上擦痕的仰起方向與斷層面走向線之間的夾角而言。

在利用斷層面擦痕對(duì)斷層進(jìn)行證為同一判斷時(shí)，還有一點(diǎn)是我們應(yīng)當(dāng)特別引起注意的。在進(jìn)行井田斷層連接時(shí)，上述兩組擦痕的指向，側(cè)伏角和它們間的切割關(guān)系都是應(yīng)當(dāng)考慮，只有它們完全一致或至少是極相近時(shí)，才能認(rèn)為是同一條斷層，才能進(jìn)行連接。

5. 斷層力學(xué)性質(zhì)

顯然，同一條斷層的主要部分，在地應(yīng)力作用下必然經(jīng)歷同樣的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，因而，其力學(xué)性質(zhì)應(yīng)當(dāng)是一致的。判斷斷層的力學(xué)性質(zhì)，主要是對(duì)斷層進(jìn)行仔細(xì)地宏觀觀測(cè)來實(shí)現(xiàn)，它包括斷層面本身和其兩側(cè)的巖層；其次。在斷層面附近采取構(gòu)造巖的定向標(biāo)本，制片，在顯微鏡下進(jìn)行微觀形跡觀測(cè)和在弗氏旋轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行巖組分析，輔以上述的室內(nèi)研究也是重要的手段。

6. 結(jié)論

斷層的連接問題——即兩條斷層的證為同一問題在煤礦生產(chǎn)中的重要性迫使我們對(duì)其引起足夠的重視。上述課題的解決，在一般情況下應(yīng)當(dāng)綜合考慮斷層產(chǎn)狀、移位符號(hào)，斷層面擦痕和斷層力學(xué)性質(zhì)四個(gè)方面因素，其中的斷層產(chǎn)狀和力學(xué)性質(zhì)是最直觀、最明顯的標(biāo)志，需要優(yōu)先與以考慮，在上述兩條一致的前提下，還要著重考慮斷層的移位符號(hào)和斷層面擦痕，后兩者是肯定不同的地點(diǎn)出現(xiàn)、位置相當(dāng)?shù)膬蓷l斷層是否屬于同一條斷層的決定性因素。斷層的連接問題，是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的、有科學(xué)依據(jù)的課題，且勿草草行事，以利于煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

作者簡(jiǎn)介：

王正東，男，助理工程師，現(xiàn)工作于黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司南山煤礦地測(cè)大隊(duì)，主要從事礦井地質(zhì)工作。