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        地質(zhì)構(gòu)造對礦層賦存規(guī)律的影響分析

        2019-03-05 03:08:36王艷華
        世界有色金屬 2019年23期
        關(guān)鍵詞:礦層泥巖斷層

        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)律是對礦山生成過程中突發(fā)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測以及對危險(xiǎn)氣體成分涌出量的預(yù)測關(guān)鍵,同時(shí)也是礦層賦存資源地質(zhì)圖編制的基礎(chǔ)。在對地質(zhì)構(gòu)造對礦層賦存規(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,對該礦山地質(zhì)構(gòu)造對礦層賦存規(guī)律的影響進(jìn)行分析,通過研究發(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)對礦層賦存造成一定的影響,因此本文對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)?,因此含量相對較少。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。

        對于礦山的礦井位置,由于地層相對平緩且構(gòu)造簡單,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、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)造對礦層賦存規(guī)律的影響

        對于礦山中的斷層構(gòu)造對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)造對于氣體資源的排放起到阻隔的作用,因此斷層構(gòu)造的開放與封閉對礦層賦存規(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)水性相對較弱,而正斷層恰恰相反,因此正斷層對礦床充水的影響與逆斷層相比更大[5]。因此,從整體上來看,該地區(qū)水文地質(zhì)條件會(huì)對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

        通過對礦山地質(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)造控制理論對礦層賦存規(guī)律進(jìn)行總結(jié),可以為后續(xù)的礦山開采及治理工作的順利進(jìn)行提供保障,同時(shí)對于礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

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