地质构造分析及现场判断教案.docx

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地质构造分析及现场判断教案

矿井地质构造研究工作的

特点、原则、步骤、内容、方法及注意事项

一、矿井地质构造研究工作的特点

1、理论性

矿井地质构造研究具有很强的理论性，注重理论和方法的研究。

2、实践性

矿井地质构造研究指导生产，又受生产检验。

3、预见性

矿井地质构造研究不能满足于遇到问题再来查明和处理，而要事先预测和查明可能出现的地质构造变化，合理指导开拓部署和采掘设计。

4、复杂性

一种地质现象可以由多个地质构造组合形成，而且地质构造形态一般呈面状，矿井地质工作者仅能依靠有限的井巷、钻探控制点来判断总体地质构造形态，类似“盲人摸象”，因此地质构造研究具有高度的复杂性，必须慎之又慎。

5、准确性

煤矿生产建设对地质构造判断和地质资料的准确性要求较高，如果地质构造判断失误，地质资料不准，小则造成报废巷道，损失煤量；大则导致矿井开拓部署不合理，甚至造成严重的安全事故。

6、及时性和连续性

由于工作面不断推进，珍贵的地质资料不断被新的采掘工程所揭露，又不断被废弃的采掘工程所毁坏。

因此，随着采掘工作的推进，矿井地质人员在时间上要不失时机地开展工作，及时收集资料，及时处理问题；在空间上要从浅部到深部，从中心到两翼，连续不断地进行工作。

二、矿井地质构造研究工作的原则

1、取全取准地质资料

资料收集要全面、可靠，避免盲人摸象。

2、矿井地质工作与区域地质工作相结合

区域构造控制井田构造，了解区域构造特别是相邻井田构造有助于掌握井田构造的形成背景、规律、特征。

3、上、下水平（区段）地质工作相结合

多层面收集地质资料，增加控制点。

4、多形式的探测方式相结合

采取灵活多样的探测方式，进行有效验证。

5、现场观测与综合分析相结合

两者要紧密结合起来，按照由点到面、由已知到未知、由个别到一般的认识规律，不断积累资料、总结规律、指导实践，促进矿井地质工作水平的日益提高。

三、矿井地质构造研究工作的步骤

可概括为观测、判断、预测和处理等四个步骤。

观测：

指对井巷已揭露的地质构造现象进行观测、测量、记录、描绘等工作。

这是一项基础工作，务必扎实抓好，切勿在编录过程中粗心大意而漏编层位，或层位追索不紧而丢失。

为了确保地质资料真实、可靠，有时需要反复进行观测，去伪存真。

判断：

指对揭露尚不充分的地质构造，根据与它有成因联系的各种地质标志，通过研究、分析对比，对它的存在位置、性质和规模作出的切合实际的辨认。

全面占有资料、科学进行综合分析是正确判断的前提。

预测：

指对部分揭露或未揭露地区的地质构造，根据地质理论和已掌握的地质规律，对其影响情况提出预见性认识。

处理：

指对已查明的地质构造特点，为克服和尽量减少它对生产的不利影响，采取的相应技术措施和办法。

四、矿井地质构造研究工作的内容

1、分析研究原有勘探工程对矿井主要地质构造的控制程度，以便适时布置补充勘探工程予以查明。

2、系统观测和收集井巷和钻孔所揭露的一切地质构造资料，并正确填绘在矿井地质图上，及时为采掘工程提供可靠地质资料。

3、查明褶皱枢纽的位置、方向、起伏情况和标高变化，查明断层的性质、断距、延展方向和断失翼煤层的确切位置，为掘进施工指明方向。

4、及时指出采掘前方可能出现的地质构造，以及它们对煤厚变化、岩浆侵入、充水条件、瓦斯赋存等的影响，以便采取防护措施，保证安全生产。

5、根据构造的总体展布规律和某些构造的延伸特点，尽可能对未采掘地段进行构造预测，为开拓部署提出合理建议。

总之，矿井地质构造研究的主要内容可简述为：

收全取准资料，及时上图分析，总结地质规律，开展构造预测，巧避地质构造之害，巧用地质构造之利。

五、矿井地质构造研究的工作方式、判断方法

工作方式：

采用排除法（指分析研究过程采用排除法，现场构造处理不能采用排除法）。

一种地质现象可以由多个地质构造组合形成，因此在地质构造分析、研究时必须根据所揭露的地质现象尽量设想各种可能，全面收集可靠证据，按地质规律认真分析判断，逐一排除可能性，必要时采取探测措施，最终判断出可靠的地质构造。

为了集思广益，预防片面性，矿井应该经常开展地质构造“会诊”工作，以提高地质构造处理的成功概率和地质人员的工作经验、能力。

判断方法：

1、断层:

有两种判断方法。

1）实测法：

通过实测断层面产状、断层面附近牵引构造、断层上下盘地层位移来判断断层的存在、性质和断距等。

2）地层接触关系法：

如果一个地质剖面存在地层缺失，或不对称重复，则存在断层。

2、褶皱：

有三种判断方法。

1）追索法：

对某一个层位进行追索，以确定褶皱构造形态。

2）地层对比法：

通过一个地质剖面地层对比，如果地层存在对称重复，可以确定存在褶皱构造。

3）地层层序分析法：

如果一个地质剖面地层层序发生变化，可以确定存在褶皱。

六、矿井地质构造研究工作的注意事项

（一）加强地层划分对比、接触关系研究-----基础工作

地层是地质构造发育的物质基础，控制了地质构造发育类型、规模，我们通过研究地层划分对比、接触关系、变形、缺失、重复和位移来判断地质构造。

1、地层：

当涉及探讨岩层的先后顺序、地质年代和组合填图单位时，称为地层。

所以地层除了有一定的形态和岩石内容外，还具有形成先后顺序的涵义。

2、地层划分：

按地层的各种属性（如不整合面、岩性、化石等）把地层剖面分为大小不同的单位就称为地层的划分。

1）构造学方法：

根据角度不整合面、平行不整合面把上下地层划分开。

2）岩石学方法：

根据上下地层岩性的不同或岩石物理、化学性质的不同而将两个地层划分开来，也可根据岩石的组合情况及沉积旋回划分地层。

3）古生物学方法：

根据上下地层所含化石的不同来划分地层。

3、地层对比：

是指地层特征和地层位置的相当。

这取决于所强调现象的不同种类的对比：

岩石对比论证岩石特征和岩石地层位置相当；两个化石层的对比论证其化石内容及其生物地层位置相当；而年代对比则论证年龄和在地质年代表中的位置相当。

1）直接追索对比法：

即在野外或井下从一个剖面直接追溯到另一个剖面。

这是一个原始、简单而又可靠的方法。

井下掘进煤巷、沿煤斜巷等就是直接追索对比法，但在施工中要加强跟踪，避免跟丢层位。

2）岩石或岩性相似性对比法：

即按两地岩层的颜色、成分、结构、构造的相似来建立其对比关系。

对岩性复杂的两地层还可以根据其岩石组成的序列来对比。

与岩性有关的物理、化学性质如电参数、放射性、声波或其他记录也可作为对比依据。

3）古生物标志对比法：

根据两地层所含的化石或化石组合的一致性或相似性来对比地层。

4、地层单位系统：

依据不同的性质所作的地层划分，可建立不同的地层单位系统。

最常用的单位系统有三类。

1）岩石地层单位：

由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三维空间岩层体。

这些单位必须建立在岩石特征在三维空间具体延展的基础上，而不考虑其地质年代。

岩石年代单位可分为四级：

群、组、段和层。

层：

最小的岩石单位，指组内或段内的一个明显的特殊的单位层。

段：

组内次一级的岩石地层单位，具有组内相邻岩层不同的岩石特征。

组：

具有岩性、岩相和变质程度的一致性，可由一种岩石组成，或由一种主要岩石为主，夹有重复出现的夹层，或由两三种岩石交替出现构成，还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征，而与其它比较单纯的组相区别。

群：

是比组高一级的地层单位，也是岩石地层系统中最大的分类单位。

群是由两个或两个以上经常伴随在一起而又具有某些统一的岩石学特点的组联合构成。

另一种情况是当“一大套地层厚度巨大，岩类复杂，又因受构成扰动致使原始顺序无法重建时，也可视为一个特殊的群”。

2）生物地层单位：

生物地层单位是根据地层中所含有的生物化石内容和特征所划分出来的地层单位。

分为三种类型：

组合带、延限带和顶峰带。

3）时间地层单位：

按地史中生物演化的阶段可建立六个级别的时间（年代）地层单位。

时间（年代）地层单位

地质时代（年代）单位

岩石地层单位

生物地层单位

宇

宙

群

组

段

层

组合带

延限带

顶峰带

界

代

系

纪

统

世

阶

期

时带

时

5、地层接触关系类型

1）整合（分为连续、间断）

2）平行不整合

3）角度不整合

4）侵入关系

5）沉积关系

6）断层关系

7）褶皱关系

8）流褶皱“穿刺”关系

（二）加强对矿井地质构造形成机理、分期配套研究-----前提工作

矿井地质构造形成机制、分期配套研究有助于我们掌握矿井地质构造的形成背景、规律和特征。

以苏桥井田为例：

《福建省大田县奇韬煤矿区苏桥井田详查（最终）报告》认为：

井田内的构造分二期。

第一期为印支运动，水平状态的含煤地层由于受到从西向东的水平侧向挤压，造成岩层弯曲形成复式向斜构造（Ⅰ、Ⅱ级）；在弯滑和弯流褶皱作用下，东翼生产“S”形，西翼产生反“S”形的次级褶皱（Ⅲ级），同时派生断面与岩层面基本一致的小断层；印支运动进一步加强，西翼产生倒转，形成倒转向斜（Ⅰ级）。

第二期为燕山期，受来自西部水平侧压进一步作用下，产生了F0、F1、F2、F6等一组向西倾的逆掩推覆断层，将元古界的麻源群、泥盆系上统桃子坑组、天瓦岽组、石炭系林地组等地层及印支期岭兜岩体从西向东推覆到栖霞组、文笔山组、童子岩组等地层的Ⅰ级倒转向斜之上，随之产生F4断层。

详查报告的论述明显存在如下三个问题：

1、F2断层面发育Ⅰ级倒转向斜，因此F2断层早于Ⅰ级倒转向斜发育，是在印支运动之前地层呈水平状态时发育的。

预计F0也早于Ⅰ级倒转向斜发育，只是勘探深度不够，正常翼的F0没有揭露到位。

2、F4断层面没有呈Ⅰ级倒转向斜，因此是在Ⅰ级倒转向斜发育的后期产生的。

Ⅰ级倒转向斜发育的后期，沿倒转向斜的核部地层破裂，产生了F4断层。

因此F4晚于F2发育，F2不能切割F4。

基于这一点，ZK2002、ZK2201（以上两孔F2切割F4）见F4的位置必须修改，下移到煤系地层中通过，将导致F4下盘的含煤地层厚度大幅减少，矿井的储量也将大幅减少。

F4在形成的过程中，上盘地层向东错动，下盘地层向西错动，在断层面附近下盘派生“S”形，上盘派生反“S”形的次级牵引褶皱（Ⅲ级）。

在牵引褶皱的核部，派生一组与岩层面基本一致但与F4相交的小型逆断层。

3、Ⅱ2宽缓背斜，不仅发育在正常翼中，还发育在倒转翼和F0、F2、F4等断层面上，因此它不是在Ⅰ级倒转向斜形成的过程中产生的，而是在后期形成。

经分析Ⅱ2宽缓背斜的核部侵入岩发育，与地表的汤泉岩体（rδ53

（1）a）是一整体。

Ⅱ2宽缓背斜是汤泉岩体（rδ53

（1）a）在侵入的过程中发生底辟作用产生的。

综上所述，井田内构造应该分四期。

第一期为印支运动之前，水平状态的地层之间，发育了F0、F2等拆离断层。

第二期为印支运动，水平状态的含煤地层，由于受到从西向东的水平侧向挤压，造成岩层弯曲形成复式向斜构造（Ⅰ级），在沿倒转向斜的核部地层破裂，产生了F4断层，受F4断层的牵引，下盘派生“S”形，上盘派生反“S”形的次级褶皱（Ⅲ级），并在核部派生一组断面与岩层面基本一致的小型逆断层。

第三期为汤泉岩体（rδ53

（1）a）的侵入，形成了Ⅱ级宽缓背斜，并在背斜核部，发育密集的放射状或环状小型正断层。

第四期为燕山期，受来自西部水平侧压进一步作用下，产生了F1、F6等一组向西倾的逆掩推覆断层，将元古界的麻源群、泥盆系上统桃子坑组、天瓦岽组、石炭系林地组等地层及印支期岭兜岩体从西向东推覆到栖霞组、文笔山组、童子岩组等地层的Ⅰ级倒转向斜之上。

通过苏桥井田地质构造形成机制、分期配套研究，可以掌握井田的地质构造特征：

1、F2断层为拆离断层而不是推覆断层

苏桥井田煤系地层通过F2断层直接与栖霞组灰岩接触。

F2断层是在印支运动之前地层呈水平状态时发育的,并在印支运动期间与上盘的童子岩组地层，下盘的栖霞组灰岩、林地组砂砾岩等一起产生了Ⅰ级倒转向斜。

因此F2不是推覆构造，栖霞组灰岩、林地组砂砾岩也不是推覆体，不具备推覆构造的地质特征。

F2