地质构造对矿层赋存规律的影响分析

2019-03-05王艳华

世界有色金属 2019年23期

王艳华

（山东省煤田地质局第二勘探队，山东济宁 272000）

矿层赋存规律不仅受到其自身形成条件的因素影响，更会受到矿产地质构造的控制[1]。矿层赋存的研究是从地质的角度研究矿层中危险气体及其它成分的赋存、涌出以及赋存规律，其在矿山企业安全管理中发挥着巨大的作用。

1 地质构造对矿层赋存规律的影响分析

矿层赋存资源的生成条件、运动规律以及赋存及分布的规律都会受到极其复杂的地质构造作用的控制，矿层赋存资源规律是对矿山生成过程中突发的危险情况进行预测以及对危险气体成分涌出量的预测关键，同时也是矿层赋存资源地质图编制的基础。在对地质构造对矿层赋存规律的影响进行分析前，首先要绘制该矿山的地质构造图，如图1所示。

图1 地质构造图

以图1矿山地质构造为例，对该矿山地质构造对矿层赋存规律的影响进行分析，通过研究发现，地质构造中的褶曲、断层、顶板岩性以及水文地质条件都会对矿层赋存造成一定的影响，因此本文对这几方面的矿层赋存规律影响进行详细的分析。

1.1 褶曲构造对矿层赋存规律的影响

在矿山的地质构造图中可以看出，该地区发育了一系列向各个方向上展布的背向斜、断层以及两者相互叠加的复合结构。这些结构中的褶曲构造中富含了丰富的矿层赋存资源，且赋存条件相对更加复杂。

在不同时期的构造运动中，由于受到挤压、拉伸等应力的作用，矿山上层的褶皱结构会出现隆起，更易受到外界环境的剥蚀作用，且在之后的运动过程中，上层部分还会发生更加巨大的改变[2]。在地质构造当中，背斜部分的轴部地层相对于其它部位受到剥蚀的作用会更加强烈，因此存在了大量的张性裂缝，而这一部分的矿层赋存资源封存能力变弱，因此含量相对较少。而在矿山两翼下部，地层受到破坏的影响不大，因此矿层赋存资源保存的条件较好，含量也更多。

对于矿山的矿井位置，由于地层相对平缓且构造简单，断层构造不发育，矿层倾角变化幅度不大。因此，造成了矿层赋存资源的运动路线长、阻力大、逸散程度低，因此有利于矿层赋存资源的富集，同时也是矿山中赋存资源含量最多的位置。另外矿层顶板也为该位置提供了一定厚度的泥岩，使得其透气性较低，对于赋存资源的存储起到一定程度的作用。

1.2 断层构造对矿层赋存规律的影响

对于矿山中的断层构造对于矿层赋存中的气体资源排放十分有利，而封闭式的断层构造对于气体资源的排放起到阻隔的作用，因此断层构造的开放与封闭对矿层赋存规律的影响较为明显[3]。矿山地质构造中断层包括正断层和逆断层，其中正断层的发育较为明显，由于受到矿山内部的强烈拉张作用，断裂层出现了大幅度的伸展，原本受到影响的应力场发生的推覆构造被逐渐的反转，造成了大量的正断裂层分布，矿层中赋存的大量气体资源被释放。

断裂层附近的资源赋存情况较为复杂，由于该位置的构造应力过于集中，围岩的透气性不高，导致气体资源的释放能力较弱，而断层发育所造成的破碎带与矿山积聚位置又形成了一个天然的密闭屏障，因此有利于气体资源的赋存。

1.3 顶板岩性对矿层赋存规律的影响

矿山顶板围岩的透气性好坏也会直接影响到矿层资源的赋存及富集。透气性较好的砂岩顶板有利于矿层中气体资源的扩散，因此矿层中的资源含量较低；透气性差的泥岩、泥岩顶板，对于矿层中的气体资源的扩散起到阻碍的作用，因此矿层内部的资源含量较高[4]。通常情况下，矿山中的孔隙、裂缝等发育较好的砂岩、灰岩透气系数较大，一般情况下比致密且不发育的泥岩透气系数高出上千倍。

图1中的矿山地质构造中，顶板的岩性除了边界部分为砂岩外，其余部分均为泥岩，且砂岩部分的厚度较薄，因此这一部分的透气性相对较好，而其它部分泥岩中的赋存资源运动条件较差，因此泥岩部分为矿层中的资源提供了有利的存储条件。

1.4 水文地质条件对矿层赋存规律的影响

水文地质条件也是影响矿层赋存规律的主要因素之一，由于矿山中的地下水是在不断运动的，因此，一方面会驱使着裂缝以及空隙中的资源发生移动，而另一方面又会带动溶解于水中的气体资源一期流动。地下水被吸附在矿层缝隙的表面后，能够有效降低矿层对资源的吸附能力，同时增加了气体资源的排放能力，因此地下水的活动在一定程度上影响着矿层中资源的赋存。图1中的矿山断层发育较为明显，通常情况下，逆断层中的富水性和导水性相对较弱，而正断层恰恰相反，因此正断层对矿床充水的影响与逆断层相比更大[5]。因此，从整体上来看，该地区水文地质条件会对矿层中资源的赋存规律造成一定的影响，且气体资源会发生逸散，正断层中的矿产资源含量总体较低。