利用斷層形態關系和斷層帶重復缺失特征對煤礦井下見斷層進行定型鑒定

劉光懷

富源縣煤炭工業局

摘要：鑒定斷層是礦井地質工作者的主要工作之一，在構造比較復雜的礦井里，鑒定斷層幾乎成了地質工作者最主要的工作，與礦井建設、生產的經濟效益關系密切。鑒定斷層包括：弄清斷層與上、下盤之間的相互幾何關系和查清力學成因兩個內容，前者稱為定型鑒定，后者稱為定性鑒定。關于斷層鑒定前人論述很多，對地質勘探及生產建設，作出了巨大貢獻，由于地質作用的復雜性，現有理論還難以滿足各地應用的需要。本人通過縣域內（恩洪礦區、營上礦區、老廠礦區、后所礦區、慶云礦區等）地方煤礦礦井地質構造的分析，對地質構造的斷層定型略有心得，在全縣地方煤礦中應用良好，方法是將斷層重新進行形態分類，通過實地觀察和特征分析，找出與斷層形態相關的宏觀特征來對斷層定型鑒定。

關鍵詞：斷層形態；定型；鑒定

一、斷層分類

斷層分類前人做了大量工作，提出了各種不同基礎的斷層分類方案，目前地質文獻中常見的分類方案有以下幾種：1、按位移方向及其斷層走向的夾角分為：正斷層、逆斷層、平移斷層、正-平移斷層、逆-平移斷層、平移-正斷層、平移-逆斷層。2、按上、下盤相對上下運動分為：正斷層、逆斷層、平移正斷層、平移逆斷層。3、按斷層與地層走向的相對關系分為：走向（縱）斷層、傾向（橫）斷層、斜交斷層。4、按斷層角度絕對值的大小分為：高角度斷層、低角度斷層、沖斷層、逆掩斷層、下伏斷層。5、按斷層與地層傾角相互關系分為：同向斷層、反向斷層。6、按力學分類：張縮斷層、壓縮斷層、扭（剪）斷層、張扭斷層、壓扭斷層。

綜合前人成果，并使人們適應于礦井斷層鑒定方法的需要，本人試用一種分類方案，實踐證明效果很好。

二、斷層的基本形態類型

除特殊情況下，各種成層巖石的斷層，不是造成地層缺失就是造成地層重復，顯然，特殊的歸類，一切斷層只有缺失和重復斷層兩大類。另外，斷層總是依附其上、下盤地層而存在的。因此，斷層的主要幾何關系有三，a、地層面和斷層面構成的二面角；b、斷層面兩盤的相對位移關系；c、地層斷距。

假定地層面和斷層面是幾何平面，并且同各地層被斷開后呈不變形的互相平行的兩個半平面，這種情況下，上、下盤各地層面與斷層成面之交線也是平行的，把交線在平行于地層平面上的垂直投影長度距離，稱為沿層斷距，沿層斷距決定于地層斷距和斷層面與地層成構成的二面角余切的積。當斷層、地層傾向方位角之差≤±90°時為同向，斷層、地層傾向方位角之差>±90°時為反向。當斷層傾角大于地層傾角時稱為大角度，當斷層傾角小于地層傾角時稱為小角度。為方便鑒定斷層，將斷層置于坐標系中進行分析，在立體坐標系中，視斷層及上、下盤同名地層為平面可以這樣選擇斷層及上、下盤同名地層面的坐標：1、讓斷層面經過原點；2、地層面傾向為零度（即走向為90°-270°），一個半平面過原點可無限延長，另一個半平面不過原點可向z軸上方無限延長。這樣可得到斷層與同名地層的八種形態特征：

斷層形態特征表

缺失斷層 重復斷層

形態斷層名稱 同向大角度正斷層 同向小角度逆斷層 同向大角度逆斷層 同向小角度正斷層

形態斷層名稱 反向大角度逆斷層 反向小角度正斷層 反向大角度正斷層 反向小角度逆斷層

三、斷層定型鑒定

從斷層形態可知，斷層定型鑒定，只要弄清斷層形態和斷層造成同名地層的重、缺，就是對斷層的定型鑒定，也就達到目的，井下見斷層時，對于斷層的形態很容易知曉，只要測定地層產狀和斷層產狀要素就能知道該斷層是同向還有反向，是大角度還是小角度的斷層，但是，斷層的定型還不能完全確定，如果能確定斷層造成同名地層的重、缺，那么鑒定工作就完成，就可從斷層形態特征表中對斷層進行定型。

傳統構造地質學告訴我們，當地層標志不清時，確定斷層上、下盤地層相互位移關系的依據大體有以下幾個方面：1、拖拉現象；2、破碎物體運動狀態；3、羽狀節理；4、擦痕及階步；5、類比；6、應力場的控制。

上述幾方面在理論上無可非議，但在處理實際問題中并不容易，由于地質作用是相當復雜的過程，應力多次變換，應力不均衡和派生，巖性差異，以及同一斷層多次活動方向不一致等因素，上述定型根據有的相反，有的不明顯，有的雜亂，使用更加困難。本人以斷層造成同名地層重復、缺失為出發點，總結了斷層帶的特征，用以斷層定型，通過在富源縣域內地方煤礦應用，實踐證明效果很好。茲將重復、缺失斷層特征分述于下：

（一）重復斷層帶特征：1、斷層帶有強烈的擠壓揉皺現象，巖石亂而不碎，斷層面亂，不明顯，或是節理找不出產狀，擠壓帶一般較寬；2、擦痕和磨光面較發育，常將巖石切成透鏡狀體；3、破劈理較發育；4、裂隙帶充填的方解石多呈薄膜狀、網狀、細脈狀；5、斷層泥較薄，或無或厚而且韌性強；6、見斷層一般無淋水；7、瓦斯量有增加；8、初見斷層無地壓表現，幾天后地壓增大；9、多屬壓性、壓扭性斷層。

（二）缺失斷層帶特征：1、斷層帶揉皺不強烈，擠壓帶一般較狹小；2、斷層面多為平直明顯和單一出現；3、一般出現磨光面較少，擦痕僅見于斷層面上；4、張或扭節理較多，常見有方解石石脈，斷層面常有層狀、塊狀方解石；5；斷層泥較厚而疏松；6、斷層附近有淋水；7、地壓不強烈，若顯現地壓，多在見斷層之初（漏頂）；8、瓦斯量變化不明顯。9、多屬扭性或張扭性斷層。

根據以上特征和斷層形態關系，遇斷層時，即使地層標志缺失，不進行地層對比，亦能進行斷層鑒定，具體方法是：地面井下見斷層時，首先測量地層和所見斷層產狀要素，得知該斷層是同向還是反向，是大角度還是小角度，就確定了斷層的形態，然后仔細觀察查找斷層帶重復、缺失特征，只要找到所見斷層具有重復或者缺失斷層帶特征，確定所見斷層是重復還是缺失，就可根據斷層形態關系和重復、缺失斷層帶特征（斷層形態特征表），有效準確對所見斷層進行定型鑒定。當然，實際工作中，地層對比和其它傳統鑒定性鑒定方法也是離不開的也是很有效的。