安徽淮南礦床地質(zhì)構(gòu)造形成背景與形成機制

地質(zhì)構(gòu)造對礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用具有明顯的影響作用，主要分為兩種形式：一是對礦產(chǎn)資源的聚集起促進(jìn)作用的構(gòu)造，包括導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造；二是對礦產(chǎn)資源的形成和保存起破壞作用的構(gòu)造，主要為破礦構(gòu)造

。因此，研究礦床的地質(zhì)構(gòu)造形成背景以及形成機制，對區(qū)域礦產(chǎn)資源的綜合利用以及找礦勘查具有重要意義。安徽省淮南礦床是我國長期開采的礦山之一，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了舉足輕重的促進(jìn)作用。但是，隨著資源的開發(fā)與利用，形成了一系列“陷落柱”，導(dǎo)致礦井突水事故頻發(fā)，對礦井的正常生產(chǎn)帶來了巨大的威脅。鑒于此，本文以該礦床地質(zhì)構(gòu)造形成背景為研究對象，分析其形成機制，為進(jìn)一步治理“陷落柱”災(zāi)害提供參考依據(jù)。

1 “陷落柱”構(gòu)造形成背景

淮南礦床位于華北陸塊內(nèi)，為一套元古界陸核基礎(chǔ)上沉積形成的碳酸鹽巖地層，同時，在志留紀(jì)和泥盆紀(jì)期間，該區(qū)域經(jīng)歷了加里東期的區(qū)域性構(gòu)造，導(dǎo)致該區(qū)域地層處于抬升隆起狀態(tài)，形成了一個相對獨立的碳酸鹽巖臺地

。隨著地質(zhì)演化過程，在漫長的風(fēng)化剝蝕和改造作用下，加之后期資源的大規(guī)模開采，導(dǎo)致該區(qū)域淺部的地質(zhì)應(yīng)力發(fā)生改變，使得區(qū)域性斷層、褶皺形成的裂隙網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步破碎，加劇了巖溶溶蝕作用，形成了各種巖溶，進(jìn)而導(dǎo)致局部區(qū)域發(fā)生不均衡沉降，形成“陷落柱”構(gòu)造。此外，該區(qū)域在地下水流的作用下，巖溶作用進(jìn)一步發(fā)育，導(dǎo)致古巖溶復(fù)活與再生，“陷落柱”進(jìn)一步發(fā)育，同時在新構(gòu)造運動的控制下，表層沉積了古近紀(jì)、新近紀(jì)和第四紀(jì)河湖相物質(zhì)。

2 “陷落柱”構(gòu)造特征

2.1 平面特征

由于淮南礦床所在區(qū)域為一個相對獨立的碳酸鹽巖臺地構(gòu)造背景，發(fā)育各種巖溶地貌，而巖溶地貌的形成與區(qū)域水文地質(zhì)單元關(guān)系密切。因此，研究區(qū)內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造在平面分布上也具有較為明顯的特征（圖1）。研究區(qū)以阜鳳逆斷層為界，將研究區(qū)劃分為南北兩個水文地質(zhì)單元

。其中，南部水文地質(zhì)單元內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造以淺部巖溶塌陷為主，主要分布在謝一礦、新集三礦一帶，主要因礦產(chǎn)資源的開采而導(dǎo)致該區(qū)域的地下水位明顯下降，進(jìn)而引起該區(qū)域淺部巖溶覆蓋區(qū)的塌陷；北部水文地質(zhì)單元內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造以深部巖溶塌陷為主，主要分布在潘三礦、朱集礦等一帶。

構(gòu)建環(huán)境影響評價公眾知情體系，有關(guān)部門應(yīng)加強重視，及時整理和發(fā)布相關(guān)的環(huán)境信息和數(shù)據(jù)，并在合適的途徑向公眾公開；還要明確公眾參與主體范圍，參與主體代表的利益主體可能不同，因此可以對他們的范圍進(jìn)行明確規(guī)定；還要不斷優(yōu)化公眾參與的方式，增強參與方式的多樣性，可以采取網(wǎng)絡(luò)、電話、論證會和聽證會等方式，以此來對民眾的意見和建議進(jìn)行有效的了解；最后，還要不斷完善公眾參與環(huán)境影響評價審批程序制度建設(shè)。

2.2 深部特征

淮南礦床的“陷落柱”構(gòu)造根據(jù)賦存空間部位可分為兩類：一是位于南部區(qū)域的單斜地層，形成了較為典型的現(xiàn)代化巖溶特征，同時由于資源開采時疏干排水，導(dǎo)致淺部區(qū)域的松散充填巖溶地區(qū)地表發(fā)育了一系列的巖溶塌陷，該類型的“陷落柱”構(gòu)造發(fā)育不均勻，且深部多具有突水現(xiàn)象，這是由于該類型的“陷落柱”一般與深部巖溶含水層相同，逐漸演化為突水的主要通道

；二是位于復(fù)式向斜內(nèi)部的“陷落柱”構(gòu)造，該類型陷落柱在平面上具有不均勻性，但總體上分布在向斜靠近核部一側(cè)，形態(tài)以長條形為主，展布方向與向斜軸跡基本一致，在剖面上具有上小下大的特征，同時圍巖較為破碎，裂隙較發(fā)育，“陷落柱”構(gòu)造發(fā)育的深度與區(qū)域演化密切相關(guān)，較深者可穿透下石炭統(tǒng)灰?guī)r地層，甚至是二疊系的含礦層位，由于該類型的“陷落柱”構(gòu)造發(fā)育深度變化較大，故往往具有較強的隱蔽性，對查明該類構(gòu)造的空間分布規(guī)律以及發(fā)育強度的增加了困難。

綜上所述，礦區(qū)內(nèi)單斜地層內(nèi)的淺部巖溶主要表現(xiàn)為現(xiàn)代化巖溶作用特征，同時由淺部向深部，由于該區(qū)域次級斷裂構(gòu)造與褶皺構(gòu)造的相互疊加作用相對中部區(qū)域差，使得深部地下水徑流條件受到明顯的限制，進(jìn)而使得該區(qū)域的巖溶發(fā)育逐漸變差。因此，在礦區(qū)南部的單斜地層區(qū)域內(nèi)，由巖溶塌陷等進(jìn)一步發(fā)育形成的“陷落柱”構(gòu)造賦存部位較淺。但是，由于礦區(qū)內(nèi)普遍存在寒武系和奧陶系以來的古巖溶作用，形成了古巖溶塌陷等，因此該區(qū)域深部也存在少量的導(dǎo)水“陷落柱”構(gòu)造。

3 “陷落柱”構(gòu)造的形成過程

（3）第三階段：在印支運動后，由于持續(xù)的構(gòu)造抬升運動，導(dǎo)致該區(qū)域處于隆生抬高階段，是該區(qū)域主要的風(fēng)化剝蝕物源區(qū)。在三疊紀(jì)至白堊紀(jì)之間的燕山運動期間，受區(qū)域性大氣降水和地下水的強烈作用而導(dǎo)致該區(qū)域的古巖溶地貌“活化”，同時在多期向上的“淘蝕”作用下，該區(qū)域形成了不同高度的“陷落柱”構(gòu)造。

由圖1可知：位于礦區(qū)南部的單斜地層主要分布在舜耕山斷層與阜鳳斷層之間，空間上屬于淮南礦床南部推覆體構(gòu)造的上盤。該區(qū)域的地層在多期次構(gòu)造演化的影響下使得由近東西向傾斜倒轉(zhuǎn)至單斜，地層產(chǎn)狀變化較大。同時，根據(jù)已有的“陷落柱”構(gòu)造調(diào)查和礦山生產(chǎn)疏放水引發(fā)的巖溶塌陷發(fā)現(xiàn)，巖溶發(fā)育位置主要分布在上覆薄層第四系松散堆積物區(qū)域。

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根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化以及礦區(qū)“陷落柱”構(gòu)造的分布特征等，可將礦區(qū)內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造形成過程大致劃分為3個階段：

4 “陷落柱”構(gòu)造形成機制

根據(jù)上文論述可知，礦區(qū)內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造大致分為兩種類型：一是位于南部單斜地層中的“陷落柱”構(gòu)造，二是位于中部區(qū)域復(fù)式向斜內(nèi)部的“陷落柱”構(gòu)造。由于不同類型的“陷落柱”構(gòu)造的賦存空間位置存在差異，導(dǎo)致的形成過程中機制存在差異。

根據(jù)“陷落柱”構(gòu)造形成過程論述可知，該區(qū)域的“陷落柱”總體上經(jīng)歷了三個階段的演化，一是加里東期運動導(dǎo)致碳酸鹽巖臺地抬升，形成了不同尺度的巖溶地貌

；二是在印支運動期間近南北向擠壓作用下，導(dǎo)致寒武系和奧陶系的碳酸鹽巖地層發(fā)生了傾斜和倒轉(zhuǎn)；三是在燕山運動期間，形成了北東向和北北東向的次級構(gòu)造。在上述三種區(qū)域性構(gòu)造運動體系下，導(dǎo)致該區(qū)域的地層中形成了縱橫交錯的裂隙網(wǎng)絡(luò)，為后期巖溶地貌的進(jìn)一步發(fā)育提供了有利的條件。因此，巖溶塌陷是“陷落柱”構(gòu)造發(fā)育的主要誘發(fā)因素。地表巖溶塌陷平面分布與礦區(qū)構(gòu)造的空間展布形態(tài)具有緊密的聯(lián)系，一般是沿著礦區(qū)主要構(gòu)造跡線方向呈串珠狀分布，巖溶塌陷區(qū)域主要分布在謝一礦、李嘴孜礦等一帶

。同時，在-480m以上范圍內(nèi)，礦區(qū)內(nèi)的碳酸鹽巖巖溶含水層與大氣降水、地表水之間存在緊密的水力聯(lián)系，即該部位的地下水位與大地降水量之間具有良好的響應(yīng)關(guān)系，也是進(jìn)一步到巖溶地貌發(fā)育的主要因素之一，且常常與“陷落柱”構(gòu)造的通道相互貫通，使得深部資源開發(fā)過程中容易產(chǎn)生異常突水等災(zāi)害。

4.1 單斜地層中“陷落柱”構(gòu)造

（1）第一階段：在區(qū)域性加里東期運動的影響下，使得區(qū)域內(nèi)以寒武系和奧陶系為主的碳酸鹽巖臺地遭受到不同程度的破壞，形成了不同尺度的斷裂、褶皺等構(gòu)造，進(jìn)而溝通了古地下水的流通通道，形成了形態(tài)各異的巖溶地貌，如巖溶塌陷、落水洞、溶洞等

。

根據(jù)北方農(nóng)村生活污水水量小、污染物生化性較好、濃度低等特點，對具備土地條件的區(qū)域可采用濕地處理法，在土地緊張的區(qū)域需要因地制宜地選擇適應(yīng)的小型污水處理工程，有效處理農(nóng)村生活污水。

②河道水環(huán)境沒有得到根本改變。農(nóng)村生活污水直排入河內(nèi)狀況還未改觀，農(nóng)業(yè)面源污染無法有效控制，工業(yè)廢水不達(dá)標(biāo)排放，農(nóng)村生產(chǎn)、生活污水處理還處于起步階段，農(nóng)村河道水質(zhì)惡化，水環(huán)境狀況不容樂觀。

4.2 復(fù)式向斜中的“陷落柱”構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的“陷落柱”構(gòu)造主要發(fā)育在中部區(qū)域，空間上位于阜鳳斷層北側(cè)和尚塘集—明龍山斷層南側(cè)區(qū)域，屬于淮南礦區(qū)推覆體構(gòu)造的下盤

。該區(qū)域在印支期期間具有普遍的南北向擠壓作用，導(dǎo)致該區(qū)域地層形成了以近東西向為主的褶皺和斷層。

在燕山期運動期間，該區(qū)域由于郯廬斷裂的左旋運動影響，形成了一系列的北東向和北北東向的拉張斷裂，使得該區(qū)域的地層具有較為致密的裂隙網(wǎng)絡(luò)，為地下水的運移和導(dǎo)水構(gòu)造的貫通創(chuàng)造了有利條件。

該區(qū)域的“陷落柱”構(gòu)造主要集中在復(fù)式向斜靠近核部一側(cè)，其形成機制大致可劃分為兩個階段：

（2）第二階段：中—晚石炭世至二疊紀(jì)沉積物形成了覆蓋層，在早三疊世印支期運動形成的南北向擠壓作用下，形成了一些了以近東西向為主的褶皺和斷裂破碎帶，同時在該時期后期由于郯廬斷裂的左旋運動影響導(dǎo)致該區(qū)域形成了一系列的北東向和北北東向的斷裂。

（1）印支期南北向擠壓作用后古巖溶地貌的復(fù)活階段：礦區(qū)在寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)期間形成了碳酸鹽巖臺地，空間上位于海拔較高的風(fēng)化剝蝕區(qū)，經(jīng)過志留紀(jì)和泥盆紀(jì)的風(fēng)化剝蝕，形成了石炭紀(jì)—早三疊世為主的沉積覆蓋層。在印支運動期間，在近南北向斷裂破碎帶的影響下，形成了一系列近東西向展布的褶皺和構(gòu)造，使得研究區(qū)內(nèi)的碳酸鹽巖地層普遍發(fā)生褶皺變形等。同時，三疊紀(jì)期間的古大氣降水、地下水徑流等作用，在該區(qū)域的復(fù)式向斜內(nèi)部形成了巖溶地下水系統(tǒng)，使得斷裂與斷裂之間、斷裂與褶皺虛脫部位之間形成了強徑流帶，使得該區(qū)域的寒武—奧陶系地層中的古巖溶地貌逐漸復(fù)活，在長期的水流作用下，大的巖溶裂隙、落水洞、古巖溶塌陷等反復(fù)溶蝕，進(jìn)一步復(fù)活巖溶塌陷等，使得溶蝕作用逐漸向二疊系含礦層位延伸。

（2）燕山期拉張斷裂后的巖溶深化階段

在上述構(gòu)造運動和巖溶地貌演化的基礎(chǔ)上，疊加了燕山期北東向和北北東向的拉張斷裂構(gòu)造，使得礦區(qū)中形成了多個階梯狀斷裂帶，進(jìn)而使得東西兩盤的落差近200m。燕山期拉張斷裂后的巖溶深化階段不僅改造了早期形成的區(qū)域性構(gòu)造體系，而且使得古地貌具有自東向西臺階式下降的基本格架，還使得深部巖溶進(jìn)一步發(fā)育，為“陷落柱”構(gòu)造的形成提供了進(jìn)一步的地下徑流系統(tǒng)。在深部碳酸鹽巖區(qū)域在較強的地下水徑流作用下其巖溶作用也明顯加強，使得該區(qū)域的巖溶發(fā)育進(jìn)一步深化，形成了巖溶塌陷、溶洞以及巖溶裂隙等地貌。同時，在含礦層位中的“陷落柱”構(gòu)造就是在該種條件下形成的。

本次研究納入時間為2017年8月至2018年1月,內(nèi)分泌科開放床位31張,醫(yī)生8名,護(hù)士11名,其中主管護(hù)士1名,護(hù)師6名,護(hù)士4名;護(hù)理人員的工作年資:大于10年者2名,5~10年7名,3~5年者1名,3年以下者1名;學(xué)歷:大專生6名,本科生5名。

5 結(jié)束語

安徽淮南礦區(qū)蘊含著豐富的礦產(chǎn)資源，隨著開采活動逐漸向深部延深，礦區(qū)的“陷落柱”構(gòu)造逐漸被揭露，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用增加了難度，使得深部巖溶突水現(xiàn)象明顯增加，同時對礦產(chǎn)資源的損耗十分明顯。

鑒于此，本文較為系統(tǒng)的分析了礦區(qū)“陷落柱”構(gòu)造的形成背景和形成機制，為進(jìn)一步防治資源開發(fā)過程中突水事故的防治提供參考。

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