论井田断层的连接

摘 要：本文详细地论述了井田断层的连接应考虑的几个方面因素和它们的理论依据。

1. 引言

几乎所有的井田无一例外地经历过不同程度的构造破坏，发育着不同产状，不同规模的断层。一条断层可以被一个水平的许多矿山巷道不止一次的遇到，也可以在不同水平被遇到。然而，在不同巷道内或不同水平内相当的位置遇见的断层不一定是同一条断层；同样，被详细勘探确定的某条断层，也有可能是由两条或两条以上的断层组成的。上述事实已为矿山生产的实践所证实。井田的断层证为同一的问题，也就是断层连接问题，是个很重要的问题，因为它直接涉及矿山工作平面图或其它投影图的编制，影响矿山巷道的设计和煤炭的储量计算。

我认为，井田断层的连接问题主要考虑以下四方面因素；断层面的产状、断层的形式、断层面滑动痕迹的稳定性和断层的力学性质。

2. 断层面产状

断层面的走向、倾向和倾角的一致或接近，是把两条在走向延伸方向上和倾斜延伸方向上位置相当的断层连接成一条断层（证为同一）的重要的、有力的证据，这是因为同一条断层的产状应当一致或差别很小。

这里有几个值得注意的问题。

不同力学性质的断层具有不同的产状特征；张性断裂的断层面本身常常参差不齐、粗糙不平，在测量张性断层产状时，最好选择断层面上具有上盘下落擦痕的局部位置来测量，或者用一个“均衡面”代表粗糙不平的断层。在东北内蒙的绝大多数聚煤盆地中，这种纯张性面比较少见，常为后期的构造应力场改造而演变成其它性质的断层、因而多数断层产状都比较容易测量。

扭性断层是断层面产状非常稳定的一种断裂，断层面平直、老滑、最易测量。因此，把延伸方向上位置相当的两条扭性断层连成一条时，其断层产状应当基本上一致。

压性断层的断层面，不论在走向方向或者倾斜方向上，都具有明显的舒缓波状的形态特征，因而，在测量其产状时，常常分别测量波峰两侧（或波谷两侧）断层面的产状，在取平均值，或用波峰与波谷的中点连线代表之，在把位置相当的两条压性断层连在一起时，压性断裂的断层产状特征应与以考虑。

总之，断层面的产状特征与断层力学性质有关。在证为同一的两条断层的产状测量中，要注意测量方法；同时在应用产状这个因素确定两条断裂为同一时，这个因素的地位对于不同性质的断裂来说，应当是不同的，具体地说，扭性断层应把它看作极重要因素之一，压性和张性断层只应当把它看成是一个有力的证据之一。

弧形或环形断层的产状时变化的，突出表现在走向方向上，在不同地点出现的两条弧形或环形断层是否属于同一断层，应当考虑下面的几个标志；

（1）井田内能够影响煤矿生产的弧形或者环形断层，大多是砥柱直立的旋扭构造之旋回面断裂，断层的力学性质应为扭性或以扭性为主的扭压或扭张性断裂。因此，断层面上的擦痕应为水平擦痕或接近水平斜擦痕。

（2）弧形或环形断层的产状变化应当是有规律、渐变的，因而，不同巷道内出现的弧形断层的产状连线也应当是渐变过渡的，相邻的两个产状（主要是走向）不能出现大角度相变。

（3）弧形断层的断层面形态，常常在局部地段也能明显表现出来（例如在有限的矿山巷道内），这是判定要证为同一的断裂是否属于弧形或环形断层的依据之一。

3. 断层的形式

查明断层的形式对于断层的鉴别和证为同一都是十分必要的，若在不同矿山巷道内发现的断层属于同一断层，其断层形式（主要是移位符号）必然是一致的。断层的形式包括三方面内容，即断煤交切的种类、移位类型和移位符号。断煤交切种类则按着断层面与煤层面的相互位置，可以将断煤交切种类主要划分为四种：

1）反倾钝角交切2）反倾锐角交切3）同倾钝角交切4）同倾锐角交切

3.1移位类型

在进行断层的证为同一的判断时，我们将断层的移位划分为两大类型，一类是逆断层式移位，另一类是正断层式移位。注意，它们与传统的逆断层和正断层不同，它们的划分是以移位向量与下盘交切线的相对位置关系来划分的。移位向量位于下盘交切线之上者称逆断层式移位，位于下盘交切线之下的称正断层式移位。

逆断层式移位包括逆断层、平推断层和正平推断层，而正断层式移位包含着正断层、平推断层和逆平推断层。移位类型、用一个明显的标志来划分就是：上盘断煤交线位于下盘断煤交线之上的，称逆断层式移位；上盘断煤交线位于下盘断煤交线之上者属正断层式移位，同样，断层的移位类型，在一般情况下，都可以在井下的切割断层面的直立剖面上很容易与以区分。特殊情况下，我们常常用断层面上擦痕的指向加以判断，即擦痕的指向箭头指向下盘交切线上方者为逆式移位，而指向下盘交切线下方者称正断层式移位。

3.2移位符号

移位符号分为正（+）移位和负（—）移位两种。正移位又称迭型移位，负移位又称开型移位。在切割断层面的直立剖面上，我们通过上、下盘断煤交点分别作煤层与剖面交线的垂线，若两条垂线之间出现了煤层重复，即为迭型移位，冠以（+）号；反之，如果两条垂线之间没有煤层存在，则为开型移位，冠以（—）号。移位符号与断煤交切种类和移位类型关系十分密切。

4. 断层面上滑动痕迹的稳定性

与地表暴露的断层不同，在井下矿山巷道中揭露的断层，其断层面上的擦痕因为没有经历过地表的风化作用，所以常常保存完好，鲜明：而且，实践证明，同一条断层，不论在其走向延伸方向上还是倾斜延伸方向上，擦痕这是一个非常稳定的因素，它是我们判断是否是同一条断层的又一个决定性依据。

在观察断层面擦痕时，要考虑下面两个因素：

4.1擦痕指向

同一条断层的擦痕指向应当是一致的，也就是断层上，下盘相对的移位方向应当一致。对于断层擦痕的研究，国内、外构造地质学家做了大量的工作。我认为，在煤矿井下观察断层面擦痕指向时，下面三个方面是最明显的，也是最实用的。

擦痕在其延长方向上的深浅、宽窄变化；正擦阶的陡坎指向；与擦痕同时存在的，某些矿物“齿状”边缘的指向。

一般情况下，擦痕深→浅、宽→ 窄、正擦阶陡坎指向，矿物“齿状”边缘指向代表对盘运动的方向。

4.2擦痕的侧伏角

侧伏角是擦痕的一个重要参数，它是指在断层面上擦痕的仰起方向与断层面走向线之间的夹角而言。

在利用断层面擦痕对断层进行证为同一判断时，还有一点是我们应当特别引起注意的。在进行井田斷层连接时，上述两组擦痕的指向，侧伏角和它们间的切割关系都是应当考虑，只有它们完全一致或至少是极相近时，才能认为是同一条断层，才能进行连接。

5. 断层力学性质

显然，同一条断层的主要部分，在地应力作用下必然经历同样的构造运动，因而，其力学性质应当是一致的。判断断层的力学性质，主要是对断层进行仔细地宏观观测来实现，它包括断层面本身和其两侧的岩层；其次。在断层面附近采取构造岩的定向标本，制片，在显微镜下进行微观形迹观测和在弗氏旋转台上进行岩组分析，辅以上述的室内研究也是重要的手段。

6. 结论

断层的连接问题——即两条断层的证为同一问题在煤矿生产中的重要性迫使我们对其引起足够的重视。上述课题的解决，在一般情况下应当综合考虑断层产状、移位符号，断层面擦痕和断层力学性质四个方面因素，其中的断层产状和力学性质是最直观、最明显的标志，需要优先与以考虑，在上述两条一致的前提下，还要着重考虑断层的移位符号和断层面擦痕，后两者是肯定不同的地点出现、位置相当的两条断层是否属于同一条断层的决定性因素。断层的连接问题，是一项复杂而细致的、有科学依据的课题，且勿草草行事，以利于煤矿生产的顺利进行。

作者简介：

王正东，男，助理工程师，现工作于黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司南山煤矿地测大队，主要从事矿井地质工作。