箭竹坪礦區構造特征及找煤方向探討

鐘桂旺

（漳平市箭竹坪礦業投資有限責任公司箭竹坪煤礦 福建漳平 364400）

箭竹坪礦區位于龍永煤田漳平～龍巖復式向斜構造東翼［1］，根據地質報告及實際揭露情況分析，區內構造復雜，斷層發育，影響著區內含煤地層的賦存情況。因此分析該區域地質構造特征及其對煤層的影響情況，對今后找煤有一定的指導意義。

1 礦區含煤地層特征

區內含煤地層是二疊系下統童子巖組第三段下亞段及中亞段地層，下起Ⅲ1標志層底界，上至Ⅲ3標志層底界，沉積相以一套障壁島相、潮坪—潮道、瀉湖相沉積為主［1］，總厚約328 m。巖性主要以細砂巖、砂質泥巖和煤層為主，自下而上巖性由粗變細。主采煤層為21、22、28、28下和29 煤層。

2 礦區構造

箭竹坪礦區位于龍永煤田漳平—龍巖復式向斜構造東翼。總體構造形態為一軸向南北向的向斜構造［1］。區內斷裂構造發育，主要有近SN 向正斷層F5、F9，近NE 向正斷層F2、F7、F1，另有F0滑脫構造隱伏于地下（圖1）。

圖1 箭竹坪礦區構造綱要示意圖

2.1 褶曲

原地質報告分析整體上為一軸向近南北向的向斜構造，箭竹坪向斜東翼傾向NW-SW，西翼傾向EN-ES，傾角10°～40°，狀如船狀，中間低凹，四周漸高。但在箭竹坪向斜西翼井巷施工過程中發現地層產狀在+283 m 水平揭露時總體傾向于與地質報告吻合，隨著下水平的揭露，在+150 m 水平、+120 m 水平、+90 m 水平所揭露地層傾向均為NW 向，分析認為主要是受到F2、F5、F9三大斷層應力作用下，使得地層在傾向上發生了次一級的向斜變形，而箭竹坪向斜東翼井巷揭露情況基本與地質報告一致（圖2）。

2.2 斷層

礦區主要有F0、F1、F2、F4、F5、F7和F9等斷層，以正斷層為主，F0為緩傾角斷層（見表1），發生較大變化的主要為F9。

表1 箭竹坪礦區主要構造情況一覽表

通過箭竹坪向斜西翼揭露情況綜合分析，認為西翼至少要有一組次一級向背斜褶曲構造。但在+283 m 運輸大巷、+90 m 運巷、+150 m 水平、+120 m 水平均未見次級背斜構造，而+283 m 運輸大巷528 m 處見有破碎帶，傾向130°，傾角80°，近東向，破碎帶寬度40 m；+90 m 運輸大巷140 m 處見有破碎帶，傾向110°，傾角55°，傾向近東，破碎帶寬度20 m，見火成巖侵入。對比9-0 和9-1 鉆孔發現同煤層見煤標高相差較大（如9-0 鉆孔見28 煤層標高為+122.9 m，9-1 鉆孔見煤標高為-84.45 m，相差207 m）。通過鉆孔、實際揭露情況及地形地質圖綜合分析，認為在9-0 和9-1 鉆孔之間存在一條大斷層，該斷層性質與F9斷層相似度高，判定為同一條斷層，該段層已延伸至第9 勘探線，與F7斷層相交，使得斷層上盤童子巖組第三段地層下降，可采煤層降至+90 m 以下水平，可采煤層的連續性受到破壞（圖2）。

圖2 箭竹坪礦區煤層底板等高線圖

3 構造形成機制分析

3.1 褶曲及緩傾角斷層成因

（1）沉積建造差異引起的褶曲構造及緩傾角斷層。由于童子巖組地層總體由砂質泥巖、泥質砂巖及煤層組成，含有少量的砂巖，上覆翠屏山組砂巖，下伏文筆山組泥巖及棲霞組灰巖，在垂向上巖層強度存在變化差，特別是童子巖組砂質泥巖、泥質砂巖及煤層可塑性好。印支期（早三疊世末期），福建地域內受政和－大埔大斷裂影響，產生不均勻的水平擠壓運動，使地層發生隆起和凹陷變形，形成了一系列復式向斜構造和復式背斜構造［2］。箭竹坪礦區主要表現為向斜構造。隆起部位在重力作用下，箭竹坪礦區童子巖組地層沿著相對軟弱的文筆山組砂質泥巖由高往低滑動，產生了F0緩傾角斷層。由于滑動速度相對較緩慢和方向均一，使得F0斷層滑面和童子巖組地層在走向和傾向上基本一致［2］。

（2）F2、F5、F9正斷層引起的次級皺曲構造。在箭竹坪向斜西翼，受到F2、F5、F9正斷層的共同作用，導致童子巖組煤系地層在箭竹坪向斜西翼發生了次一級的向斜構造。

3.2 正斷層構造成因

在燕山期，歐亞大陸與古太平洋板塊朝相反方向移動，兩個板塊產生左行剪切活動，造成太平洋大陸邊緣活動帶，產生了F1、F5、F9等斷裂。同時，也發生了大規模的巖漿侵入活動［2］。主要為永福花崗巖體，使得本區構造進一步復雜化，使原生斷裂加大，并派生了較多小斷裂，如F2、F4、F6、F7斷裂［2］，少量巖漿順斷裂帶成脈狀侵入到煤系地層。

4 構造控煤作用

4.1 褶曲控煤作用

在印支期運動時期，在政和－大埔大斷裂影響下，福建地域內總體產生不均勻的水平擠壓運動。當側向壓力超過具脆性的煤層頂底板巖層的彈性極限時，巖煤層會自下而上或自上而下發生隆起或凹陷變形。具塑性的煤層因受箭竹坪向斜的影響，從翼部流向轉折端附近，使煤層在轉折端附近變厚，兩翼變薄；經過本區鉆孔揭露情況分析，童子巖組第三段22、28 主采煤層厚度在箭竹坪向斜構造軸部附近一般比翼部的厚（表2）。

表2 箭竹坪向斜軸部與翼部主采煤層厚度對比

由此可知，在箭竹坪礦區，在箭竹坪向斜構造的影響下，主采煤層由兩翼向軸部流動，形成軸部附近煤層增厚、兩翼變薄的變形效應，使得煤層形成條帶狀分布。

4.2 斷層控煤作用

（1）緩傾角斷層控煤作用。F0斷層隱伏在礦區深部，斷層滑面和童子巖組地層在走向和傾向上基本一致成假整合接觸，造成童子巖組第一段地層和第二段部分地層缺失，對第三段含煤地層影響不大。

（2）正斷層控煤作用。F1正斷層：對煤系地層的影響較大，該斷層使得童子巖組第一段及第二段地層基本缺失，第三段含煤地層部分缺失。

F2正斷層：礦區主要斷層，造成翠屏山組地層缺失，使得溪口組地層直接與童子巖組第三段地層接觸，有利于煤系地層的開采。

F5正斷層：對童子巖組第三段含煤地層有一定的破壞性，主要表現在箭竹坪向斜西翼7 線至9 線一帶，主采煤層的連續性遭到破壞。

F7正斷層：礦區主要斷層，造成翠屏山組地層部分缺失，有利于煤系地層的開采。

F9正斷層：是影響箭竹坪向斜西翼煤層連續性的主要斷層，斷距大約為200 m，走向延伸至第9 勘探線與F7斷層相交。使得斷層上盤童子巖組第三段地層下降，破壞可采煤層的連續性，增加了開采難度。

此外，在F2、F5和F9斷層三大斷層應力共同作用下，箭竹坪向斜西翼發生了次一級的向斜構造。在該構造內，斷層應力相對集中，派生斷層發育，煤層滑動速度較不穩定，容易導致煤層在走向、傾向上均有局部變厚、變薄或斷失現象，煤層穩定性較差。如一采區+150 m 28下S 運巷：沿煤運巷240 m，煤厚0.2 m～0.8 m，其中0.6 m 以上的長度有40 m，沿傾向布置探煤上山，地層出現波狀起伏，跟煤段僅20 m。

4.3 巖漿巖控煤作用

礦區地表僅在東南角出露少部分黑云母花崗巖，在0-2、5-2、7-2、13-1 等鉆孔中有見，以巖脈產出為主，對主要煤層影響不大。

5 結論

（1）箭竹坪礦區總體構造形態為一軸向近南北向的向斜構造。受其影響，主采煤層從向斜翼部向轉折端流遷，形成了向斜軸部附近煤層變厚，兩翼煤層變薄的變形效應。礦區應在箭竹坪向斜軸部附近找煤，往兩翼可能壓薄。

（2）F0緩傾角斷層拉近了童子巖組第三段含煤地層與棲霞灰巖地層的距離，但基本上未對其造成破壞。

（3）過F9斷層上盤找煤。箭竹坪向斜西翼因受到F2、F5、F9三大斷層的應力共同作用下，在箭竹坪向斜西翼形成次一級的向斜構造。在該構造內，斷層應力相對集中，派生斷層發育，煤層滑動速度較不穩定，煤層在走向、傾向上均有局部變厚、變薄或斷失現象，煤層穩定性較差，而F9斷層上盤導致童可采煤層下降至+90 m 標高以下，應在F9上盤+90 m 以下水平地質找煤。

（4）F1正斷層影響較大，造成了28、28下主采煤層被切割嚴重，但由于其控制程度低，在今后探明F1的具體位置對地質找煤具有一定的意義。

（5）箭竹坪礦區火成巖以巖脈產出為主，對主采煤層影響不大。