淺析盤州水塘向斜西翼地質(zhì)構(gòu)造對龍?zhí)督M煤系地層的影響
--以盤州市森林煤礦為例

陳雄

（貴州省煤田地質(zhì)局一五九隊 盤州 561601）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于上揚子板塊黔南坳陷六盤水斷陷、普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)黔西南渦輪構(gòu)造帶上的盤南背斜與盤縣大斷裂之間，屬水塘向斜西翼[1]。

該地區(qū)地層依次出露古生界二疊系棲霞組、茅口組、峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M，中生界三疊系飛仙關(guān)組、永寧鎮(zhèn)組等地層。

普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)以旋扭構(gòu)造型式為主，兼有北西、北東和北北東向構(gòu)造。黔西南渦輪構(gòu)造，其中心在滇黔交界的黃泥河附近，外圍主要構(gòu)造成分從北面開始向東旋轉(zhuǎn)，在不同的部位呈不同的方向延伸，并以統(tǒng)一步調(diào)微呈弧形彎曲，該渦輪構(gòu)造的組合特征反映外旋層作順時針扭動，內(nèi)旋層作反時針扭動。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)出露的地層有二疊系中統(tǒng)茅口組、峨眉山玄武巖組、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組、永寧鎮(zhèn)組、第三系及第四系。本次主要分析二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M地層。

龍?zhí)督M（P3l）：出露于研究區(qū)南部及中部部分地區(qū)，厚160～330 米，一般230 米，主要為海陸交互相沉積。巖性由灰色細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤組成。夾菱鐵礦薄層，含菱鐵礦、黃鐵礦結(jié)核，底部有一層鋁質(zhì)泥巖。產(chǎn)大羽羊齒、細羊齒等植物化石及腕足類、瓣鰓類等動物化石。

根據(jù)巖性及其組合、沉積特征等可大致劃分為上、中、下段：

下段（P3l1）：24號煤層頂界至鋁質(zhì)泥巖底界。約厚37米。巖性為深灰色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，該段26、28 號煤為大部可采較穩(wěn)定煤層，產(chǎn)植物化石，局部產(chǎn)動物化石。

中段（P3l2）：24 號煤層頂界～12 號煤層頂界。約厚200米。巖性為淺灰色～灰色細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖。該段含可采煤層12、18兩層。產(chǎn)大羽羊齒等植物化石和瓣鰓類、腹足類、腕足類動物化石。

上段（P3l3）：12 號煤層頂界～1 號煤層頂界。約厚90 米，巖性為灰～深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及泥巖為主。該段僅3、5、9號煤為局部可采不穩(wěn)定煤層。產(chǎn)植物化石和豐富瓣鰓類、腹足類、腕足類動物化石[2]。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)位于水塘向斜北西翼北段的滑脫構(gòu)造帶，緊鄰盤縣大斷層，井田總體構(gòu)造形態(tài)主要為背斜，即滿家壩背斜，次級褶曲為中北部近南北走向的馬二溝背斜、中東部東西走向的沙子關(guān)向斜。斷層主要發(fā)育F0 滑脫面上盤，井田及周邊形成以北東走向為主的斷層20余條，見圖1。

2.2.1 褶皺

滿家壩背斜：位于井田中南部，背斜軸總體走向近南北轉(zhuǎn)北東向，背斜軸部被F36-1斷層破壞，軸部主要出露龍?zhí)督M（P3l）地層，井田內(nèi)長約820m。背斜北西翼地層傾角29°～52°，一般46°；南東翼7°～41°，一般20°。

馬二溝背斜：位于井田中北部，背斜軸總體走向近南北，軸部主要出露飛仙關(guān)組二段（T1f2）地層，井田內(nèi)長約1245m，背斜北西翼地層傾角7°～34°，一般28°；南東翼11°～45°，一般10°。

沙子關(guān)向斜：位于井田中東部，向斜軸總體走向近東西向，井田內(nèi)約945m，背斜軸部被F64 斷層破壞，軸部主要出露飛仙關(guān)組二段（T1f2）地層，向斜北翼傾角21～35°，一般26°，向斜南翼地層傾角32°～76°，一般46°[3]。

2.2.2 斷裂

井田內(nèi)及周邊共發(fā)現(xiàn)斷層20 條，以F66 斷層為界，南部斷層發(fā)育，北部斷層相對較少，斷層走向多為北北東向，F(xiàn)65 斷層走向為北北西向，F(xiàn)64 斷層走向為東西向，其中盤縣斷層緊鄰井田西部邊界，斷層落差大于1000米。

對該井田主要控煤作用的斷層分述如下：

盤縣斷層：為逆斷層，屬于區(qū)域性大斷層，在本區(qū)，上盤出露最老地層為石炭系下統(tǒng)大塘組地層（C1d），下盤最新地層為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組地層（T1yn）。走向NNE，傾向NW，傾角42°～80°，落差大于1000m。是井田主要控煤構(gòu)造。

F0：為滑脫正斷層，根據(jù)井田南部外黃泥田及東李井田內(nèi)地層沉積特征初步分析，該斷層形成于早三疊世（T1）之后，古近紀（E）之前，走向NE，傾向NW，南起黃泥田附近，經(jīng)趙官屯向北東止于大坪地附近，延伸長約25km。F0斷層在井田內(nèi)總體走向呈NNE 向，傾向NW，傾角較緩。斷層與煤層的斷煤交線隨煤層走向變化改變，在井田南西部三畝地附近露出地表形成的構(gòu)造窗，滑動面的高低起伏致兩側(cè)地層傾角發(fā)生變化，在馬二溝背斜以東約10°，背斜以西約35°，平錯距離最小700m，落差變化大，最小10m，最大達168m，是井田主要控煤構(gòu)造，18 號煤層以下基本被破壞，對煤層的完整性和連續(xù)性影響大。

F63：為正斷層，位于井田中部，由北東部沿南西走向橫穿井田中部到南西部止于盤縣斷層下盤，區(qū)內(nèi)延展長度約4km。斷層走向NNE，尾部為NE 向，傾向NW，傾角57°～63°。斷層上盤地層為飛仙關(guān)二段（T1f2），下盤地層為飛仙關(guān)一段（T1f1）、龍?zhí)督M（P3l），落差51～143m。由北東至南西將井田劃分為東、西兩塊，對井田內(nèi)煤層的連續(xù)性影響較大。

F63-1：為正斷層，位于井田中南部，由南向北交于F63斷層下盤，為F63斷層的分支斷層。井田內(nèi)延展長度約2.3km。走向NNE、傾向NW、傾角52°～67°。斷層落差一般小于30m，對井田內(nèi)煤層的連續(xù)性影響較大。

F64：為正斷層，位于井田南東部，由東經(jīng)大山梁子向西止于F63-1 斷層下盤，區(qū)內(nèi)延伸長度約1.4km。走向E～W，傾向N，傾角35°～60°，落差約15米。對井田中部煤層的連續(xù)性有一定影響。

F67：為正斷層，位于井田南部，走向NE，傾向SE，傾角較緩約40°，落差46～165 m。由東部馬過河經(jīng)沙子關(guān)進入井田向南彎曲至滿家壩附近穿出圖外，區(qū)內(nèi)延伸長度約3.0km，該斷層對井田南部煤層連續(xù)性有較大影響。

3 推覆構(gòu)造特征分析

推覆構(gòu)造是由(逆)沖斷層及其上盤推覆體和下盤組合而成的整體構(gòu)造。沿其逆沖方向分為“根帶、中帶和前鋒帶”[4]。

該推覆體（F0）根帶為推覆體源區(qū)，出露于研究區(qū)內(nèi)南部水塘區(qū)至趙官一帶，呈北北西走向，長約7公里，寬約3.3公里，與之接觸地層有龍?zhí)督M、飛仙關(guān)組，永寧鎮(zhèn)組地層，產(chǎn)狀260°∠8°。在東李煤礦2016年勘探時鉆孔揭露了該推覆構(gòu)造滑動面。

中帶為主要影響區(qū)，造成構(gòu)造窗、飛來峰的地質(zhì)特征，在本區(qū)地貌主要表現(xiàn)為研究區(qū)西部三畝地的飛來峰構(gòu)造。自根帶進入中帶，應力狀態(tài)以單剪為主，次級斷層傾向傾角基本穩(wěn)定，傾向根帶。中帶變形強烈，致煤層賦存狀態(tài)呈“W”型。

鋒帶位于研究區(qū)中部，F(xiàn)63 斷層附近，由森林煤礦勘探102 鉆孔揭露情況可知，該處地層傾角變大，巖芯破碎，形成兩翼緊閉、軸面陡立的小褶皺。

4 龍?zhí)督M地層的變化

根據(jù)相鄰地質(zhì)資料，該地區(qū)龍?zhí)督M煤系地層厚度約280m，煤層編號由1 號到30 號，各構(gòu)造單元不同，可采煤層不同，但中煤組的12、17、18號煤層經(jīng)多年的地質(zhì)勘探后總結(jié)為全區(qū)穩(wěn)定煤層，多為盤州各煤礦的主采煤層。

盤州市森林煤礦煤層變化將從兩個方面分析：

（1）剖面垂直分析

推覆體表現(xiàn)趨勢為滑坡推覆體由南西滑向北東，遇到區(qū)域大斷層F63即停止。區(qū)內(nèi)揭穿龍?zhí)督M地層且無構(gòu)造影響鉆孔2 個，平均厚度約273.95m，其余鉆孔均不同程度受F0 斷層影響，導致研究區(qū)西側(cè)龍?zhí)督M煤系多從18 號煤層以下全部斷失，斷失最多地段煤系地層厚度僅46.22米，導致研究區(qū)內(nèi)下煤組煤層無量可算。在推覆體內(nèi)，煤層傾向及厚度變化大，煤層賦存狀態(tài)為“W”型，且在傾向變化處煤層普遍變厚，兩翼較薄。

（2）底板水平分析

推覆體F0在煤層底板等高線圖上走向為北北西向，在研究區(qū)南部呈半圓包裹狀，自7 號以下煤層西側(cè)均受推覆體F0 影響，影響面積分別為：7 號煤9 千平方米、12 號煤83 千平方米、17 號煤168 千平方米、18號煤300千平方米，合計560千平方米。影響資源儲量分別為：7 號煤2 萬噸、12 號煤27 萬噸、17 號煤53萬噸、18號煤79萬噸，合計161萬噸。

5 結(jié)語

研究區(qū)所處地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境復雜，緊鄰盤縣大斷裂，且發(fā)育推覆體構(gòu)造，導致F63 斷層下盤煤層受到嚴重影響，斷失18 號以下全部煤層和部分18、17 號煤層，累計損失煤炭資源儲量約161 萬噸，且推覆體內(nèi)小型構(gòu)造較發(fā)育，會對煤層的生產(chǎn)開采技術(shù)條件產(chǎn)生一定的影響。