论文部分内容阅读
太原西山煤田位于晋中盆地西北缘,太原市西侧,是山西省六大煤田之一,也是我国重要的煤炭资源基地。对于西山煤田构造的解析问题,地质工作者做了大量的工作,也取得了丰硕的成果。煤田总体上为一东翼宽缓、西翼陡倾的向斜形态,燕山期的构造运动形成了煤田构造的总体框架,后期的多期构造应力使其形态复杂化,但对深部即形成机理的研究则较少。要想完成对西山煤田的构造解析工作,还有很多工作要做。本文选取了太原西山煤田的西铭矿周边约20Km2范围的地质体作为研究对象,研究区位于杜儿坪和王封两个垒状断裂带之间,分属西铭矿和杜儿坪矿的采区范围,在煤田开采过程中收集了大量的井下地质资料,为地上井下的对比研究提供了便利。通过对野外露头的详细观测,查明了区内构造的形态学,并在此基础上,进行运动学分析和三维地质块体的划分。区内共发现32条正断层,断层走向主要以北东向、北北东向、近南北向、东西向、北西西向为主。其中北东向断层主要分布于研究区中部,虽然数量较少(6条),但其中的断层F1、F2断距较大,延伸距离较长,是区内的一级构造。北北东向断层共10条,其中5条断层朝东南方向倾斜,以断阶形式展布于研究区的东部。近南北向断层共7条,分布于研究区的中部、北部和西部。东西向断层共2条,位于研究区的南部和东南部。北西西向断层共7条,其中位于研究区北部的5条断层呈现向南断陷的断阶形式。另外两条分别沿玉门沟及玉门沟南梁发育。另外在石头房与太古公路之间山梁的西侧,发现一逆断层的露头剖面,反映了局部挤压应力的存在。在形态学及运动学的基础上,将研究区划分为五个一级块体:东块体、北块体、中块体、南块体和西块体。东块体位于研究区东部边缘,按照运动性质和岩层产状可划分为两个次一级块体:E1块体、E2块体。其中E1块体朝东南方向运动,岩层大体朝东倾,部分断块呈大倾角倾斜;E2块体朝西北方向运动,岩层以朝西倾为主。两块体间有挤压应力特征。北块体整体朝北北西方向断陷,后期的构造作用将北块体划分为三个次一级块体:N1块体、N2块体和N3块体。其中N1块体内岩层倾向以东西向为主,倾角较平缓,块体表现为向南断陷运动形式;N2块体岩层朝东南方向倾斜,块体内构造不发育;N3块体内发育北东东向的向形断折,朝东南方向断陷。中块体为地垒主体,发育南北-北北西向的断层,根据N2块体、N3块体间块体边界向南的继承性,可划分为两个次一级块体:Cl块体和C2块体。其中Cl块体朝东南方向倾斜,块体内发育一组地垒,断块朝东西两侧断陷;C2块体内部构造不发育,岩层倾向以西、北西为主。南块体朝东南方向断陷,岩层总体朝东-南方向倾斜。西块体朝西断陷,岩层产状也为朝西倾。和断层一样,陷落柱也是煤矿生产过程中影响效率和安全的重大地质问题。理论上,陷落柱的形成需要满足一定的条件。其中西山煤田的地层具备C-L双层结构,这是形成陷落柱的物质基础;而构造活动造成的裂隙带则为地下水提供了补给和运移的通道。所以,陷落柱的分布和构造的分布有空间上的联系。本文通过对比查明的构造分布状况、野外揭露的陷落柱和煤矿生产中的陷落柱分布之间的关系,得到的结论支持上述理论分析。