四川高县贾村矿区地质构造形态分析

温贵森，李红梅

（四川省煤田地质局华源公司，成都 610072）

贾村矿区庆岭、三胜勘查区位于四川省高县县城35°方向，直距约9km，行政区划隶属高县庆岭乡、大窝镇、月江镇，矿区南起贾村镇南广河界，北至两江口，形态呈南北走向长方形，南北长约30km，东西宽1.5～2.5km，面积约75km2。

图1 区域地质图

1 区域及矿区地质特征

1.1 地层

勘查区属扬子地层区之黔北川南分区的筠连镇雄小区。区内出露最老地层为下寒武统顶部，主要位于长宁双河背斜核部。下古生界发育比较完整，为砂页岩及碳酸盐沉积，共厚约3 000m。上古生界缺失泥盆系、石炭系。二叠系假整合于中志留统之上，厚约1 000m；下统为灰岩，底部为海陆交互相沉积，上统下部在小区西部为玄武岩，上部含煤沉积在西部为陆相，向东逐渐过渡为海陆交替相，顶部渐变为海相灰岩。中生界发育较全，三叠系连续沉积于二叠系之上，厚1 000m余；下统下部以紫红色页岩、粉砂岩为主，上部为灰岩、白云岩，顶部遭受不同程度的剥蚀。上三叠统含煤地层局部分布于小区西南部，厚近500m，假整合于中三叠统之上。侏罗系连续沉积于三叠系上，厚1 500 m余。白垩系中统假整合于侏罗系上统，厚度在200～500m（图1）。

矿区内出露最新地层为第四系全新统，其次由新到老依次为：三叠系上统须家河组(T3xj)、三叠系中统雷口坡组(T2l)、三叠系下统嘉陵江组（T1j）、三叠系下统飞仙关组（T1f），地层总厚度约为1700m，钻孔揭露最老地层为二叠系中统茅口组。二叠系上统包括宣威组、峨眉山玄武岩组；中统包括茅口组、栖霞组，下统梁山组，区内均未出露。

主要含煤地层为二叠系上统宣威组(P3x)，属海陆交互相碎屑含煤建造沉积。平均总厚为145.81m。含煤10余层，其中全区开采的2层（C7、C8煤层），大部可采的2层（C9、C12煤层），局部可采的2层（C1、C2煤层），其余为零星可采或不可采煤层，如：C3、C4、C5、C6、C10、C11、C13、C14、C15煤层等。

1.2 构造

矿区位于川中隆起带与滇黔褶断区之间的川东南褶皱束西南端的贾村褶皱带的贾村背斜（图2）。从区域上看，区域内为东西向、北东向、北西向构造的复合地带。区域北部主要为北东向构造，属新华夏系，自西向东有横江褶皱带和贾村褶皱带；区域南部为东西向盐津—威信构造带；区域西南缘为北西向构造。此外，区域东部尚有呈弧形展布的长宁双河大背斜。断裂多发育于背斜轴部及两翼，以仰冲、斜冲走向逆断层为主，并伴斜交的平移断层。

贾村褶皱带，由走向北东 40°～50°的褶皱组成，主要有高县双河背斜、来复渡向斜、贾村背斜、符江向斜。背斜紧凑、向斜宽缓。断裂主要发育于背斜轴部及两翼，多为逆冲断层。背斜核部为二叠系、三叠系，向斜核部为侏罗系、白垩系。

矿区位于贾村背斜北东段，全长约为30km，呈北东-南西展布的背斜构造。背斜两翼地层产状北西较南东翼倾角陡：北西翼地层走向NE-SW，倾向NW，倾角 10°～85°，局部地区甚至见倒转现象；南东翼地层走向 NE-SW，倾向SE，倾角7°～45°，除局部见有小褶曲构造外，并无较大变化。

断层发育多受主体构造的影响，分两翼对称而言，断层的倾向主要为北西向、北西西向，次为南东向、南东东向，与主体构造形态地层倾向相近或者在同一应力线、带上。根据目前工作情况，矿区内查明影响煤层或者破坏区域形态的主要断层有3条，分别是F51、F53、F69。其中F51为一条近似与背斜轴线平行的走向断层且为主要破坏煤层的断层；F53为横向切割整个主体构造的逆推近平移断层，它是未来矿区建井、划分井田的最大断层之一；F69系在此次勘探过程中确定的对煤层影响较大的断层之一（图3）。

图3 庆岭、三胜勘查区主要构造断裂分布示意图

2 勘探与研究

2.1 勘探工作概述

矿区于2011年11月进场勘探，到目前已竣工钻孔40个，完成施工进尺约27 800m，严格按照设计施工，对矿区构造形态控制做了详尽的考虑和安排，有很多孔同时控制了几条主要断层，查明了其性质、走向、倾向、倾角、落差、分布范围和对煤层的破坏情况。

2.2 断层特征

2.2.1 F51断层特征

F51断层位于贾村背斜北西翼，与背斜轴线近似平行，多发育在三叠系下统飞仙关组四段上部或在三叠系下统嘉陵江组一段底部，是与地层反倾向、切割深部煤层的一条走向逆断层。该断层走向长约为18km，产状140°∠40°～80°（图3）。

该断层使背斜北西翼岩层变陡，使嘉陵江组部分地层在北西翼槽谷中出露不全。在其走向上，破坏-600m标高以上的几乎全部煤层，为层落差为 40～110m。有 51、58、59、63、65、67勘探对该断层进行了控制（图4、5、6）。

此外，根据钻孔资料，该断层破碎带宽度一般数米，破碎带内取岩芯极其破碎，或者只为断层泥。

2.2.2 F53断层特征

F53断层位于本区中部72线至75线之间的逆断层，全长约3.8km，总体走向340°，倾向SW，地面无明显断层面。据断层两盘的地质界线和剖面图上求取其倾角为 75°～85°。F53断层切断了由南向北的全部出露地层，且由于主体构造在该段受地应力不等而呈现断距不等的平推之势。断层南东翼在72线至73线南东端由于有其它断层的叠加破坏，使得 F53断层南东盘平移达440m左右（图3）。

图4 58号勘探线剖面图

图5 65号勘探线剖面图

图6 67号勘探线剖面图

F53断层主要是一条影响未来庆岭与三胜井田划分的横向大型断层，是一对未来建井生产有较大影响断裂构造。通过测算和推断，该断层破坏72线至75线间深部的可采煤层。（图7）

2.2.3 F69断层特征

F69断层位于本区中部，背斜南东翼69线至79线间，为陡倾角走向逆断层。该断层在 73线附近被F53断层切断，向东延伸，在 76线与77线之间产生分支。主断层顺靠背斜轴部方向向东延伸至79线以西100m附近消失，主要切割破坏了出露于背斜南东翼三叠系下统嘉陵江组、飞仙关组地层界线，向下继续切割下伏地层，破坏煤层较严重。F69断层全长约6.0km，产状308°∠50°～70°。受F53断层切割影响，该断层南西段走向约54°，北西段走向约33°，断层面倾角基本变化不大（图3）。

该断层于地面发现多处构造破碎带，破碎带规模较大，一般为3～7m，断盘两翼地层倾角变陡，岩层原生构造受挤压变形严重，钻探在已经施工71线、75线上均已控制了 F69断层，其落差为 90～130m，破坏可采煤层。（图8、9）

2.3 构造形态特征分析

2.3.1 区域构造形态

贾村背斜地处川中隆起带与滇黔褶断区之间的川东南褶皱束西南端的贾村褶皱带，由于地壳运动川中隆起带与滇黔褶断区之间产生了强大的近南北向的应力推覆挤压，贾村背斜受区域构造形态控制，呈北东向展布，断裂多发育于背斜轴部及两翼，以仰冲、斜冲走向逆断层为主（如：F51断层、F69断层），并伴斜交的平移断层（如：F53断层）。

2.3.2 应用分析

区域地壳应力作用，产生控制了本区 F51、F53、F693条主要决定构造形态的大断层。F51断层和 F69断层几近对称产生于主体背斜构造两翼均呈北东向延展，形成了一对压扭性断层，彼此形式上对称，实为切应力消力作用结果。F53断层的存在证明了在不均等阻力介质下由于力作用方向的改变或者发生扭动，导致了横向上产生了切割作用。推力作用下南北向对称的背斜构造由于地层之间独特的拱挡力效应，使得F53断层横切过背斜轴至北翼时，其作用力已经大大减弱，表现为北翼断距较南翼小的现象。

图7 73号勘探线剖面图

图8 71号勘探线剖面图

2.3.3 地形地貌特征

贾村背斜地形地貌特征为典型的“三山两谷”，其形成机制实在原生地质构造下地应力南北推覆挤压，斜切深部，使得中部隆起形成三叠系下统飞仙关组的山脊，两翼持续推进挤压，处于换代层的三叠系下统嘉陵江组继续隆起后因水、CO2、风蚀等联合作用，千百万年的风化剥蚀就形成了现在的两翼嘉陵江组槽谷形式。贾村矿区典型的“三山两谷”地形地貌特征，很好的反映了矿区地质构造形态受地壳应力作用的效果。

3 构造影响分析

贾村矿区庆岭、三胜勘查区地质构造形态决定了一些值得我们关注的问题，主要有以下两方面：

1）上述3条断层均为大型的破坏断层，其影响不容小视。F51断层、F53断层由其规模大，影响范围广，分区性明显未来建井可作为划分井田的边界断层；其次，三条大断层其破坏性会造成含煤地层的缺失或重复，使可采煤层不连续，断层附近岩石破碎，导致煤层顶板稳定性差，使顶板支护难度增大，同时，构造裂隙极极易引起瓦斯聚集，是未来矿井严重安全隐患。

图9 75号勘探线剖面图

2）庆岭、三胜勘查区独特的背斜形态，轴部为三叠系下统飞仙关组地层以及隐伏含煤地层二叠系上统宣威组，往两翼排开，煤系地层埋深增加。在背斜形态下，瓦斯的聚集程度相对较高，地温亦会随着煤层的埋深增加而不断增高，将严重影响未来的建井开采，务必引起高度重视。但从反面考虑，如果采取措施得当，也可变害为利，抽采瓦斯，作为动力能源燃料，区内背斜形态下聚集的大量瓦斯将会变成一笔不菲的财富。

[1] 四川省煤田地质工程勘察设计研究院. 四川省高县贾村矿区庆岭勘查区煤炭普查报告[R]. 2010.

[2] 四川省煤田地质工程勘察设计研究院. 四川省高县贾村矿区三胜勘查区煤炭普查报告[R]. 2010.

[3] 四川华源矿业勘查开发有限责任公司. 四川省高县贾村矿区庆岭勘查区煤炭勘探设计[R]. 2011.

[4] 四川华源矿业勘查开发有限责任公司. 四川省高县贾村矿区三胜勘查区煤炭勘探设计[R]. 2011.

[3] 梁跃，陈沿颖. 石屏井田F9断层特征及其煤层开采的影响[J]. 四川地质学报, 2010.

[4] 王文杰, 王信. 中国东部煤田推覆、滑脱构造与找煤研究[M]. 江苏徐州: 中国矿业大学出版社, 1993.