利用斷層形態(tài)關系和斷層帶重復缺失特征對煤礦井下見斷層進行定型鑒定

劉光懷

富源縣煤炭工業(yè)局

摘要：鑒定斷層是礦井地質工作者的主要工作之一，在構造比較復雜的礦井里，鑒定斷層幾乎成了地質工作者最主要的工作，與礦井建設、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益關系密切。鑒定斷層包括：弄清斷層與上、下盤之間的相互幾何關系和查清力學成因兩個內容，前者稱為定型鑒定，后者稱為定性鑒定。關于斷層鑒定前人論述很多，對地質勘探及生產(chǎn)建設，作出了巨大貢獻，由于地質作用的復雜性，現(xiàn)有理論還難以滿足各地應用的需要。本人通過縣域內（恩洪礦區(qū)、營上礦區(qū)、老廠礦區(qū)、后所礦區(qū)、慶云礦區(qū)等）地方煤礦礦井地質構造的分析，對地質構造的斷層定型略有心得，在全縣地方煤礦中應用良好，方法是將斷層重新進行形態(tài)分類，通過實地觀察和特征分析，找出與斷層形態(tài)相關的宏觀特征來對斷層定型鑒定。

關鍵詞：斷層形態(tài)；定型；鑒定

一、斷層分類

斷層分類前人做了大量工作，提出了各種不同基礎的斷層分類方案，目前地質文獻中常見的分類方案有以下幾種：1、按位移方向及其斷層走向的夾角分為：正斷層、逆斷層、平移斷層、正-平移斷層、逆-平移斷層、平移-正斷層、平移-逆斷層。2、按上、下盤相對上下運動分為：正斷層、逆斷層、平移正斷層、平移逆斷層。3、按斷層與地層走向的相對關系分為：走向（縱）斷層、傾向（橫）斷層、斜交斷層。4、按斷層角度絕對值的大小分為：高角度斷層、低角度斷層、沖斷層、逆掩斷層、下伏斷層。5、按斷層與地層傾角相互關系分為：同向斷層、反向斷層。6、按力學分類：張縮斷層、壓縮斷層、扭（剪）斷層、張扭斷層、壓扭斷層。

綜合前人成果，并使人們適應于礦井斷層鑒定方法的需要，本人試用一種分類方案，實踐證明效果很好。

二、斷層的基本形態(tài)類型

除特殊情況下，各種成層巖石的斷層，不是造成地層缺失就是造成地層重復，顯然，特殊的歸類，一切斷層只有缺失和重復斷層兩大類。另外，斷層總是依附其上、下盤地層而存在的。因此，斷層的主要幾何關系有三，a、地層面和斷層面構成的二面角；b、斷層面兩盤的相對位移關系；c、地層斷距。

假定地層面和斷層面是幾何平面，并且同各地層被斷開后呈不變形的互相平行的兩個半平面，這種情況下，上、下盤各地層面與斷層成面之交線也是平行的，把交線在平行于地層平面上的垂直投影長度距離，稱為沿層斷距，沿層斷距決定于地層斷距和斷層面與地層成構成的二面角余切的積。當斷層、地層傾向方位角之差≤±90°時為同向，斷層、地層傾向方位角之差>±90°時為反向。當斷層傾角大于地層傾角時稱為大角度，當斷層傾角小于地層傾角時稱為小角度。為方便鑒定斷層，將斷層置于坐標系中進行分析，在立體坐標系中，視斷層及上、下盤同名地層為平面可以這樣選擇斷層及上、下盤同名地層面的坐標：1、讓斷層面經(jīng)過原點；2、地層面傾向為零度（即走向為90°-270°），一個半平面過原點可無限延長，另一個半平面不過原點可向z軸上方無限延長。這樣可得到斷層與同名地層的八種形態(tài)特征：

斷層形態(tài)特征表

缺失斷層 重復斷層

形態(tài)斷層名稱 同向大角度正斷層 同向小角度逆斷層 同向大角度逆斷層 同向小角度正斷層

形態(tài)斷層名稱 反向大角度逆斷層 反向小角度正斷層 反向大角度正斷層 反向小角度逆斷層

三、斷層定型鑒定

從斷層形態(tài)可知，斷層定型鑒定，只要弄清斷層形態(tài)和斷層造成同名地層的重、缺，就是對斷層的定型鑒定，也就達到目的，井下見斷層時，對于斷層的形態(tài)很容易知曉，只要測定地層產(chǎn)狀和斷層產(chǎn)狀要素就能知道該斷層是同向還有反向，是大角度還是小角度的斷層，但是，斷層的定型還不能完全確定，如果能確定斷層造成同名地層的重、缺，那么鑒定工作就完成，就可從斷層形態(tài)特征表中對斷層進行定型。

傳統(tǒng)構造地質學告訴我們，當?shù)貙訕酥静磺鍟r，確定斷層上、下盤地層相互位移關系的依據(jù)大體有以下幾個方面：1、拖拉現(xiàn)象；2、破碎物體運動狀態(tài)；3、羽狀節(jié)理；4、擦痕及階步；5、類比；6、應力場的控制。

上述幾方面在理論上無可非議，但在處理實際問題中并不容易，由于地質作用是相當復雜的過程，應力多次變換，應力不均衡和派生，巖性差異，以及同一斷層多次活動方向不一致等因素，上述定型根據(jù)有的相反，有的不明顯，有的雜亂，使用更加困難。本人以斷層造成同名地層重復、缺失為出發(fā)點，總結了斷層帶的特征，用以斷層定型，通過在富源縣域內地方煤礦應用，實踐證明效果很好。茲將重復、缺失斷層特征分述于下：

（一）重復斷層帶特征：1、斷層帶有強烈的擠壓揉皺現(xiàn)象，巖石亂而不碎，斷層面亂，不明顯，或是節(jié)理找不出產(chǎn)狀，擠壓帶一般較寬；2、擦痕和磨光面較發(fā)育，常將巖石切成透鏡狀體；3、破劈理較發(fā)育；4、裂隙帶充填的方解石多呈薄膜狀、網(wǎng)狀、細脈狀；5、斷層泥較薄，或無或厚而且韌性強；6、見斷層一般無淋水；7、瓦斯量有增加；8、初見斷層無地壓表現(xiàn)，幾天后地壓增大；9、多屬壓性、壓扭性斷層。

（二）缺失斷層帶特征：1、斷層帶揉皺不強烈，擠壓帶一般較狹??；2、斷層面多為平直明顯和單一出現(xiàn)；3、一般出現(xiàn)磨光面較少，擦痕僅見于斷層面上；4、張或扭節(jié)理較多，常見有方解石石脈，斷層面常有層狀、塊狀方解石；5；斷層泥較厚而疏松；6、斷層附近有淋水；7、地壓不強烈，若顯現(xiàn)地壓，多在見斷層之初（漏頂）；8、瓦斯量變化不明顯。9、多屬扭性或張扭性斷層。

根據(jù)以上特征和斷層形態(tài)關系，遇斷層時，即使地層標志缺失，不進行地層對比，亦能進行斷層鑒定，具體方法是：地面井下見斷層時，首先測量地層和所見斷層產(chǎn)狀要素，得知該斷層是同向還是反向，是大角度還是小角度，就確定了斷層的形態(tài)，然后仔細觀察查找斷層帶重復、缺失特征，只要找到所見斷層具有重復或者缺失斷層帶特征，確定所見斷層是重復還是缺失，就可根據(jù)斷層形態(tài)關系和重復、缺失斷層帶特征（斷層形態(tài)特征表），有效準確對所見斷層進行定型鑒定。當然，實際工作中，地層對比和其它傳統(tǒng)鑒定性鑒定方法也是離不開的也是很有效的。