地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響分析

王艷華

（山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)，山東 濟(jì)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(huì)受到礦產(chǎn)地質(zhì)構(gòu)造的控制[1]。礦層賦存的研究是從地質(zhì)的角度研究礦層中危險(xiǎn)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(zhì)構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響分析

礦層賦存資源的生成條件、運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及賦存及分布的規(guī)律都會(huì)受到極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造作用的控制，礦層賦存資源規(guī)律是對(duì)礦山生成過(guò)程中突發(fā)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)以及對(duì)危險(xiǎn)氣體成分涌出量的預(yù)測(cè)關(guān)鍵，同時(shí)也是礦層賦存資源地質(zhì)圖編制的基礎(chǔ)。在對(duì)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響進(jìn)行分析前，首先要繪制該礦山的地質(zhì)構(gòu)造圖，如圖1所示。

圖1 地質(zhì)構(gòu)造圖

以圖1礦山地質(zhì)構(gòu)造為例，對(duì)該礦山地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響進(jìn)行分析，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)構(gòu)造中的褶曲、斷層、頂板巖性以及水文地質(zhì)條件都會(huì)對(duì)礦層賦存造成一定的影響，因此本文對(duì)這幾方面的礦層賦存規(guī)律影響進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.1 褶曲構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響

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

在不同時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，由于受到擠壓、拉伸等應(yīng)力的作用，礦山上層的褶皺結(jié)構(gòu)會(huì)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中，上層部分還會(huì)發(fā)生更加巨大的改變[2]。在地質(zhì)構(gòu)造當(dāng)中，背斜部分的軸部地層相對(duì)于其它部位受到剝蝕的作用會(huì)更加強(qiáng)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?nèi)酰虼撕肯鄬?duì)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(duì)于礦山的礦井位置，由于地層相對(duì)平緩且構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層構(gòu)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(yùn)動(dòng)路線長(zhǎng)、阻力大、逸散程度低，因此有利于礦層賦存資源的富集，同時(shí)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(duì)于賦存資源的存儲(chǔ)起到一定程度的作用。

1.2 斷層構(gòu)造對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響

對(duì)于礦山中的斷層構(gòu)造對(duì)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(gòu)造對(duì)于氣體資源的排放起到阻隔的作用，因此斷層構(gòu)造的開(kāi)放與封閉對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響較為明顯[3]。礦山地質(zhì)構(gòu)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(nèi)部的強(qiáng)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(yīng)力場(chǎng)發(fā)生的推覆構(gòu)造被逐漸的反轉(zhuǎn)，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(fù)雜，由于該位置的構(gòu)造應(yīng)力過(guò)于集中，圍巖的透氣性不高，導(dǎo)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(gè)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(duì)礦層賦存規(guī)律的影響

礦山頂板圍巖的透氣性好壞也會(huì)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(kuò)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(duì)于礦層中的氣體資源的擴(kuò)散起到阻礙的作用，因此礦層內(nèi)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(shù)較大，一般情況下比致密且不發(fā)育的泥巖透氣系數(shù)高出上千倍。

圖1中的礦山地質(zhì)構(gòu)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(duì)較好，而其它部分泥巖中的賦存資源運(yùn)動(dòng)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(chǔ)條件。

1.4 水文地質(zhì)條件對(duì)礦層賦存規(guī)律的影響

水文地質(zhì)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(yùn)動(dòng)的，因此，一方面會(huì)驅(qū)使著裂縫以及空隙中的資源發(fā)生移動(dòng)，而另一方面又會(huì)帶動(dòng)溶解于水中的氣體資源一期流動(dòng)。地下水被吸附在礦層縫隙的表面后，能夠有效降低礦層對(duì)資源的吸附能力，同時(shí)增加了氣體資源的排放能力，因此地下水的活動(dòng)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(dǎo)水性相對(duì)較弱，而正斷層恰恰相反，因此正斷層對(duì)礦床充水的影響與逆斷層相比更大[5]。因此，從整體上來(lái)看，該地區(qū)水文地質(zhì)條件會(huì)對(duì)礦層中資源的賦存規(guī)律造成一定的影響，且氣體資源會(huì)發(fā)生逸散，正斷層中的礦產(chǎn)資源含量總體較低。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)礦山地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，找出影響礦層賦存規(guī)律的因素，包括褶曲構(gòu)造、斷層構(gòu)造、頂板巖性以及水文地質(zhì)條件。利用相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造控制理論對(duì)礦層賦存規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，可以為后續(xù)的礦山開(kāi)采及治理工作的順利進(jìn)行提供保障，同時(shí)對(duì)于礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。