煤田地質鉆孔巖芯中的巖石特征、結構變化及構造的研究

柴利杰

摘 要：煤炭資源是我國各項生產中使用最多的資源，煤碳資源的有效開采和利用已成為人們關注的重點。因此，對煤田地質鉆孔巖芯中的巖石特征、結構變化和構造等進行了深入探究，以期為工作人員提供更加準確的關于斷層形態、性質的信息，進而為煤碳開采提供參考和借鑒。

關鍵詞：煤田地質鉆孔；巖芯；巖石特征；地質構造

中圖分類號：P618.11 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.104

煤田的地質勘查是煤炭資源有效開發和利用的關鍵，勘查方法非常多，其中，斷層控制方法的使用最為廣泛。煤田地質勘查要結合巖石、地質構造的特征，但在實際勘查中無法全面考慮這些問題，在分析巖石結構特征變化時的困難非常大。因此，煤田地質勘查人員要不斷轉變觀念，做好對煤田地質巖石特征和結構變化特征的研究。只有這樣，才能確保煤炭開采更加科學、高效。

1 鉆孔巖芯的巖石特征

要想更好地區分巖石不同的斷裂特征，最有效的方法是觀察其顏色。目前，該區分方法已被多個煤田勘查單位采用，已成為最重要的煤田勘查方法。利用該方法，能更好地辨別巖石的斷裂情況。比如，將碳酸鹽巖和促碎巖石磨成碎粉后巖石呈粉白色。

如果泥質巖石或碳質泥巖斷裂，則這些白色的粉末會變為細脈狀、較薄的膜狀結構，且全部都填充在巖石裂縫中。這種情況發生的原因是巖石被研磨成碎屑狀后會形成白色的粉狀物質。通常而言，原有巖石礦物成分不會常發生這種變化，穩定性非常好。在巖石發生斷裂后，上述情況的變化不會非常明顯。但如果突然發生非常劇烈的斷裂或震動，則巖石內的礦物成分會變化，內部物質也會相互摩擦，新的礦物質會不斷產生。比如，產生纖維狀的石英物質或狀物方解石。

2 鉆孔巖芯的變化構造

通常情況下，斷層主要是因地殼巖石受外力影響破裂而引起的，斷裂會沿著破裂面層出現明顯的轉移。在構造運動中，發育構造形態較為廣泛，在斷裂規模等方面均略有差異。

最小的斷層厚度不足1 m，最大的可達到幾百甚至是上千米。巖層發生斷裂或移動的原因是地殼在運動過程中會產生非常大的壓力或應力，如果這種強度超過了巖石的破壞作用，則巖石斷層會出現錯位移動，巖石在斷裂后生成的錯位面即為斷層面。在兩個斷層間的巖塊會受外力影響而上升，兩邊巖塊不斷上升后會形成地壘。這種斷層移動會使巖石形成山狀形態，比如，我國的廬山、泰山等都是因斷層中間巖塊下降、兩側巖石塊上升形成的，且會在狹長的地帶形成凹陷。

在斷層中，巖石結構會經常遭受破壞，這與動力有著密切的聯系。在這種情況下，巖石成分會變得異常疏松。比如，很多碳酸鹽巖、砂質巖等在經過反復打磨、超強度的膠結再聚過程后會形成非常多的破碎變質巖。

軟塑巖是煤炭的前身之一，屬于泥巖系列中的一種。在對其擠壓時，變形會逐漸增大，通常情況下，還會導致塑性流發生變化。值得注意的是，很多硬性的脆巖石也會夾雜在軟塑巖的變形中，將大面積產生混合狀態。如果形成了流劈理，則產生的傾角將非常大，還會在其表面產生非常多細微的擦痕。這些細微的擦痕是在流劈理不斷運動下產生的。滑面上的擦痕是最常見的，其沿著順傾的方向分布，垂直傾向也較為常見。

流動構造或流劈理巖石在形態分布上非常復雜，揉褶狀結構非常多，眼球狀結構較為常見，且還會出現混雜結構、條狀結構和流紋結構等。從斷面的力學角度看，這些結構的特點是煤碳開采的重要參考依據，破碎變質巖的生成是斷層存在的重要依據。

按照變質強度和顆粒物的體積，可將破碎變質分為碎裂巖、滑面擦痕、破裂巖和斷層角礫巖等。如果巖石的節理處于斷層帶或周圍有斷裂帶，則節理將非常發達；相反，如果節理遠離斷裂帶或斷裂帶周圍地區，則巖石節理角度將非常小。其中，巖石受到外力作用后，網狀斷裂縫隙會不斷增大，破碎塊出現位移，最終形成斷層角礫巖；對于節理和裂隙巖，在斷裂帶四周巖石的發育非常好，但在遠離斷裂帶的位置，節理頻度會逐漸變少；斷層帶巖石被發現的次數非常少，因此，其在地下賦存廣泛。

3 鉆孔巖芯結構的變化和構造

工作人員在勘查煤田，最重要的勘查斷層帶，地質中的巖石結構特點和結構的變化規律對斷裂帶的形成起到了關鍵性作用。斷層帶的勘查結果為煤碳資源的開采提供了依據。按照由內到外的順序，可以將斷層分為碎粒巖石帶、斷層角礫巖帶和破裂巖石帶。應力最大的是斷層中心，應力會由內而外慢慢增加。判斷斷裂帶是否在地質中存在的依據是查看巖石間是否存在斷裂、移位和錯位。如果存在上述變化中的一種，則證明存在斷裂帶。按照上述依據，可將3個不同的層次按照以下標準劃分：將碎粒巖石帶斷層帶與礫巖帶劃分為斷裂帶；將破裂巖帶劃分為斷層帶，于斷裂帶上限位置處。

4 結束語

本文主要對煤田地質鉆孔巖芯中的巖石特征及其結構變化進行了分析。巖石在斷裂層中發生的結構變化是受構造應力的影響，依據這種結構變化可判斷斷層是否存在。因此，在煤田勘查中，勘查人員一定要觀察和研究斷裂帶，并采用力學分析法，以確保煤田勘查結果的準確性。

參考文獻

[1]王菊嬋.煤田地質鉆孔巖芯中的巖石特征及結構變化及構造研究[J].中國化工貿易，2013（5）：18.

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〔編輯：張思楠〕