某矿区构造成因与陷落柱分布规律的探讨

[关键词]某矿区； 构造成因；陷落柱 

　　引言：某矿区的地质特征除了有较大的断层作为井田自然边界，井田内部断裂的地质构造不多。矿区的地层趋势大体呈NNE向，稍倾向NW。矿区内的井田构造大部分是较为宽缓的连续褶皱，附带短轴背以及向斜，总体地层趋于平坦。总体来说某矿区的地质构造较为复杂，其陷落柱也较为发育。探究该区的地质构造成因，分析其陷落柱的分布规律，对于矿井的勘探与生产利用具有极其巨大的帮助。 

　　一、某矿区的具体构造 

　　某矿区东以高都 、河西一带的煤层露头线为界线，由于这一影响，矿区里储存的煤岩大部分是经过很多次的构造运动。最终形成了两种的地质形态：（1）1）N30°～60°E的褶皱和断层，间接也会含有NWW向的较小断层，大部分产生在该矿区的中间区域。与白马寺大断层形成了“人”或“夕”的形态分布发育。（2）某矿区南起煤层露头线；北界为高平市南缘马村、河西一线。在南北的背斜与向斜之间产生了许多朝东西方向的大断层和褶皱，与南北向的背斜、向斜交织成“井”字的形态。最终导致地表裸露出的陷落柱构造、长轴的方位、分布的状态与矿区结构概况相契合，陷落柱大部分分布在这两种构造线汇集的地方，然后分布在东西方向。最终以环形或者长轴的方式分布。区内煤层开采技术条件简单。矿区煤层倾角一般小于10°；井田内断层较少，岩层裂隙不发育；矿井水文地质条件简单；矿井瓦斯含量有东部低、西部高、上部煤层低、下部煤层高之规律，其中沁河两岸为高瓦斯区。 

　　二、某矿区的地质构造的成因 

　　地质构造是由地壳中的岩层在地壳运动的作用下发生变性与变位而遗留下的形态。了解某矿区的构造需要从“地质构造板块理论”的学说来解读，某矿区表面的地质构造形态特征是地球内外力综合作用的结果。在该矿区区域华北板块与山西板块的中早期生化以及晚古期生化的储煤岩系石化后，通过了两个阶段方向相异的地壳运动，最终产生山西断块某煤矿贮藏地以及某矿区两者间方向相异的地质构造线。 

　　2.1燕山期的地质构造 

　　①全球岩石圈被划分为六大板块，这些板块在历史进程中也不断的发生变化。在侏罗纪时期，欧亚板块遭受了太平洋板块的强烈撞击。撞击的力量透过岩层传到华北板块里，随之发生了岩层的断裂，在断裂处形成了两种力量。一种力量是与断裂剪面相平行的剪切分力。这一分力造成了岩块的滑行移动，最终产生了盖层断裂系。并且造成了附近辽吉板块变动。 

　　②另一力量是在垂直平面上运动所产生的能量与界面西块的相互作用。这些运动造成某矿区地质构造的首次变化。最终山西板块的储煤岩层被作用呈东西向褶皱。 

　　③界面西的岩层遭到南北向的垂直力量后，导致北纬三十五度、四十度的岩层面形成剪切力。最终形成各个断层的变化不同。例如山西断块偏向南北方向是由于向内的作用力作用的结果。剪切力同时作用于南北界面，导致南部断层偏向东西方向。剪切力的作用最终造就了西北向的山岭断裂系。该区北断层很早便形成了东西向的地质构造，且一直保持该地质形态。这便是第二次的转换。 

　　2.2 喜山期的地质构造 

　　晚第三纪时期，印度板块的运动步入了活跃时期。它与亚欧板块进一步碰撞，产生了NNE向的作用力。这一作用力最终传送到华北板块时，就导致了华北板块中心地区大约在北纬三十五度至四十度区域内的断层出现一股朝南北的作用力。该作用力是导致地质构造呈东西向扩张的原因。华北板块西侧因为受到北向的作用力，顺着晋获断裂带产生右旋走滑运动。 “喜马拉雅期”的地壳运动是继燕山运动产生以后又一次的地质构造变动活跃期。在这一时间段的地壳活动使华北板块中间部分的断层例如山西断块的南北地域都产生了东西方向的构造线，该板块的中间地域则出现东北方向的构造形态。某矿区的地质构造在经历了这两个时期的地壳运动后，矿区的地形构造线以“S”状的分布。东北方向构造线和东西方向构造线汇合区域的裂隙发育良好，致使地层表面破碎断裂。 

　　三、某矿区陷落柱的成因与分布情况 

　　3.1 陷落柱的成因 

　　（1）陷落柱是含煤系地层的奥陶灰岩经过地下水长时间作用侵蚀产生的岩熔洞。岩溶一般形成储存在石灰岩层里，经过较长时间的地下水的侵蚀作用后产生。一般情况下，岩熔洞在石灰岩中发育的较好。 

　　（2）华北地区“石炭二叠纪煤系地层”大部分都积淀在奥陶系的石灰岩表层。贮藏在奥灰层中的石膏层是导致陷落柱产生的重要因素。依据某矿区的地质构造勘测结果表明，属于奥陶系的统地层峰群是陷落柱发育的最重要的条件之一。这地层高达一百二十米，层底质地为泥灰。地层内含有平均厚度约40米的石膏层。石膏层遇水则会被侵蚀，反应，溶蚀反应成为陷落柱形成的关键因素。 

　　（3）陷落柱的形成原因与沉积岩的结构性质以及该区域的地质构造有直接的联系。陷落柱的发育由地质构造所决定。其发育发的过程结合了水化学，地下水的动力作用以及机械作用等的共同。 

　　3.2 该矿区陷落柱发育的条件 

　　3.2.1该矿区的地理条件 

　　某矿区的地理构造较为特别，所属区域含煤岩系底奥陶系灰岩地质特征和地表的形态具有同样的特征。该区域偏南位置趋向于东西向构造，偏西的位置呈“井”字的分布形态，因此为西部、南部、北部石灰岩地带富水以及疏水提供了帮助。 

　　3.2.2该区域地下水的补给 

　　某矿区的地表呈半裸露状态，能够很好的进行地下水的供给。此外，该矿区褶皱非常发育，特别是矿区偏西地区的“井”字状的分布情况，给某矿区含煤岩系底灰岩的供水、富水、疏水提供了很好的便利条件。 

　　四、地质构造和陷落柱分部情况的联系 

　　根据某矿区地质的研究结果以及新探索的值得陷落柱的分布特征可发现，该区域的陷落柱大多是发育在东北向构造与东西向构造的汇合部分，它的长轴属于东西向，是以“串珠”的形式分布，最终沿着东西向构造与东北向构造复合作用的蜿蜒部位，断裂互切，裂隙发育，岩层破裂，地质外部遭受严重的分化侵蚀作用，形成凌乱、残破的地表状态。 

　　五、结语 

　　据研究可知，陷落柱发育的三个关键分别是可溶岩、地质构造以及地下水。三者共同作用决定着陷落柱的发育与分布。地质构造对陷落柱的发育起决定性作用，影响着陷落柱的分布规律。通过对某矿区地质构造成因的探析，研究其陷落柱的分布规律能够让人们对某矿区有更深，更全面，更精准的了解。 

　　参考文献 

　　[1] 吴杨云.某矿区构造成因与陷落柱分布规律的探讨[J].山西建筑，，2004-07-14. 

　　[2] 申瑞屏，史桃桃，李永军.岩溶陷落柱分布规律研究[J].有色金属，2014-05-03. 

　　[3] 上官明磊，张玉贵，张子敏，等.屯留矿陷落柱分布特征及成因探讨[J].试验研究，2010-01-18.