箭竹坪矿区构造特征及找煤方向探讨

钟桂旺

（漳平市箭竹坪矿业投资有限责任公司箭竹坪煤矿 福建漳平 364400）

箭竹坪矿区位于龙永煤田漳平～龙岩复式向斜构造东翼［1］，根据地质报告及实际揭露情况分析，区内构造复杂，断层发育，影响着区内含煤地层的赋存情况。因此分析该区域地质构造特征及其对煤层的影响情况，对今后找煤有一定的指导意义。

1 矿区含煤地层特征

区内含煤地层是二叠系下统童子岩组第三段下亚段及中亚段地层，下起Ⅲ1标志层底界，上至Ⅲ3标志层底界，沉积相以一套障壁岛相、潮坪—潮道、泻湖相沉积为主［1］，总厚约328 m。岩性主要以细砂岩、砂质泥岩和煤层为主，自下而上岩性由粗变细。主采煤层为21、22、28、28下和29 煤层。

2 矿区构造

箭竹坪矿区位于龙永煤田漳平—龙岩复式向斜构造东翼。总体构造形态为一轴向南北向的向斜构造［1］。区内断裂构造发育，主要有近SN 向正断层F5、F9，近NE 向正断层F2、F7、F1，另有F0滑脱构造隐伏于地下（图1）。

图1 箭竹坪矿区构造纲要示意图

2.1 褶曲

原地质报告分析整体上为一轴向近南北向的向斜构造，箭竹坪向斜东翼倾向NW-SW，西翼倾向EN-ES，倾角10°～40°，状如船状，中间低凹，四周渐高。但在箭竹坪向斜西翼井巷施工过程中发现地层产状在+283 m 水平揭露时总体倾向于与地质报告吻合，随着下水平的揭露，在+150 m 水平、+120 m 水平、+90 m 水平所揭露地层倾向均为NW 向，分析认为主要是受到F2、F5、F9三大断层应力作用下，使得地层在倾向上发生了次一级的向斜变形，而箭竹坪向斜东翼井巷揭露情况基本与地质报告一致（图2）。

2.2 断层

矿区主要有F0、F1、F2、F4、F5、F7和F9等断层，以正断层为主，F0为缓倾角断层（见表1），发生较大变化的主要为F9。

表1 箭竹坪矿区主要构造情况一览表

通过箭竹坪向斜西翼揭露情况综合分析，认为西翼至少要有一组次一级向背斜褶曲构造。但在+283 m 运输大巷、+90 m 运巷、+150 m 水平、+120 m 水平均未见次级背斜构造，而+283 m 运输大巷528 m 处见有破碎带，倾向130°，倾角80°，近东向，破碎带宽度40 m；+90 m 运输大巷140 m 处见有破碎带，倾向110°，倾角55°，倾向近东，破碎带宽度20 m，见火成岩侵入。对比9-0 和9-1 钻孔发现同煤层见煤标高相差较大（如9-0 钻孔见28 煤层标高为+122.9 m，9-1 钻孔见煤标高为-84.45 m，相差207 m）。通过钻孔、实际揭露情况及地形地质图综合分析，认为在9-0 和9-1 钻孔之间存在一条大断层，该断层性质与F9断层相似度高，判定为同一条断层，该段层已延伸至第9 勘探线，与F7断层相交，使得断层上盘童子岩组第三段地层下降，可采煤层降至+90 m 以下水平，可采煤层的连续性受到破坏（图2）。

图2 箭竹坪矿区煤层底板等高线图

3 构造形成机制分析

3.1 褶曲及缓倾角断层成因

（1）沉积建造差异引起的褶曲构造及缓倾角断层。由于童子岩组地层总体由砂质泥岩、泥质砂岩及煤层组成，含有少量的砂岩，上覆翠屏山组砂岩，下伏文笔山组泥岩及栖霞组灰岩，在垂向上岩层强度存在变化差，特别是童子岩组砂质泥岩、泥质砂岩及煤层可塑性好。印支期（早三叠世末期），福建地域内受政和－大埔大断裂影响，产生不均匀的水平挤压运动，使地层发生隆起和凹陷变形，形成了一系列复式向斜构造和复式背斜构造［2］。箭竹坪矿区主要表现为向斜构造。隆起部位在重力作用下，箭竹坪矿区童子岩组地层沿着相对软弱的文笔山组砂质泥岩由高往低滑动，产生了F0缓倾角断层。由于滑动速度相对较缓慢和方向均一，使得F0断层滑面和童子岩组地层在走向和倾向上基本一致［2］。

（2）F2、F5、F9正断层引起的次级皱曲构造。在箭竹坪向斜西翼，受到F2、F5、F9正断层的共同作用，导致童子岩组煤系地层在箭竹坪向斜西翼发生了次一级的向斜构造。

3.2 正断层构造成因

在燕山期，欧亚大陆与古太平洋板块朝相反方向移动，两个板块产生左行剪切活动，造成太平洋大陆边缘活动带，产生了F1、F5、F9等断裂。同时，也发生了大规模的岩浆侵入活动［2］。主要为永福花岗岩体，使得本区构造进一步复杂化，使原生断裂加大，并派生了较多小断裂，如F2、F4、F6、F7断裂［2］，少量岩浆顺断裂带成脉状侵入到煤系地层。

4 构造控煤作用

4.1 褶曲控煤作用

在印支期运动时期，在政和－大埔大断裂影响下，福建地域内总体产生不均匀的水平挤压运动。当侧向压力超过具脆性的煤层顶底板岩层的弹性极限时，岩煤层会自下而上或自上而下发生隆起或凹陷变形。具塑性的煤层因受箭竹坪向斜的影响，从翼部流向转折端附近，使煤层在转折端附近变厚，两翼变薄；经过本区钻孔揭露情况分析，童子岩组第三段22、28 主采煤层厚度在箭竹坪向斜构造轴部附近一般比翼部的厚（表2）。

表2 箭竹坪向斜轴部与翼部主采煤层厚度对比

由此可知，在箭竹坪矿区，在箭竹坪向斜构造的影响下，主采煤层由两翼向轴部流动，形成轴部附近煤层增厚、两翼变薄的变形效应，使得煤层形成条带状分布。

4.2 断层控煤作用

（1）缓倾角断层控煤作用。F0断层隐伏在矿区深部，断层滑面和童子岩组地层在走向和倾向上基本一致成假整合接触，造成童子岩组第一段地层和第二段部分地层缺失，对第三段含煤地层影响不大。

（2）正断层控煤作用。F1正断层：对煤系地层的影响较大，该断层使得童子岩组第一段及第二段地层基本缺失，第三段含煤地层部分缺失。

F2正断层：矿区主要断层，造成翠屏山组地层缺失，使得溪口组地层直接与童子岩组第三段地层接触，有利于煤系地层的开采。

F5正断层：对童子岩组第三段含煤地层有一定的破坏性，主要表现在箭竹坪向斜西翼7 线至9 线一带，主采煤层的连续性遭到破坏。

F7正断层：矿区主要断层，造成翠屏山组地层部分缺失，有利于煤系地层的开采。

F9正断层：是影响箭竹坪向斜西翼煤层连续性的主要断层，断距大约为200 m，走向延伸至第9 勘探线与F7断层相交。使得断层上盘童子岩组第三段地层下降，破坏可采煤层的连续性，增加了开采难度。

此外，在F2、F5和F9断层三大断层应力共同作用下，箭竹坪向斜西翼发生了次一级的向斜构造。在该构造内，断层应力相对集中，派生断层发育，煤层滑动速度较不稳定，容易导致煤层在走向、倾向上均有局部变厚、变薄或断失现象，煤层稳定性较差。如一采区+150 m 28下S 运巷：沿煤运巷240 m，煤厚0.2 m～0.8 m，其中0.6 m 以上的长度有40 m，沿倾向布置探煤上山，地层出现波状起伏，跟煤段仅20 m。

4.3 岩浆岩控煤作用

矿区地表仅在东南角出露少部分黑云母花岗岩，在0-2、5-2、7-2、13-1 等钻孔中有见，以岩脉产出为主，对主要煤层影响不大。

5 结论

（1）箭竹坪矿区总体构造形态为一轴向近南北向的向斜构造。受其影响，主采煤层从向斜翼部向转折端流迁，形成了向斜轴部附近煤层变厚，两翼煤层变薄的变形效应。矿区应在箭竹坪向斜轴部附近找煤，往两翼可能压薄。

（2）F0缓倾角断层拉近了童子岩组第三段含煤地层与栖霞灰岩地层的距离，但基本上未对其造成破坏。

（3）过F9断层上盘找煤。箭竹坪向斜西翼因受到F2、F5、F9三大断层的应力共同作用下，在箭竹坪向斜西翼形成次一级的向斜构造。在该构造内，断层应力相对集中，派生断层发育，煤层滑动速度较不稳定，煤层在走向、倾向上均有局部变厚、变薄或断失现象，煤层稳定性较差，而F9断层上盘导致童可采煤层下降至+90 m 标高以下，应在F9上盘+90 m 以下水平地质找煤。

（4）F1正断层影响较大，造成了28、28下主采煤层被切割严重，但由于其控制程度低，在今后探明F1的具体位置对地质找煤具有一定的意义。

（5）箭竹坪矿区火成岩以岩脉产出为主，对主采煤层影响不大。