断层基本产状

断层产状要素的正确判断摘要:由于对3212运输巷断层产状的正确判断使3212工作面增加了可采储量46385吨,为企业增加收入3061万元,延长了工作面服务期限。

关键词:断层产状主生构造派生构造正在生产的矿井是在前期精查勘探资料基础上进行的,所以井田内大的构造形态与大中型构造已查明。

矿井的采区与工作面多布置在以大中型构造为边界所控制的区域内,但从生产实践来看,大中型构造附近及周围存在许多低序次构造或派生构造,它们的存在给煤矿生产造成很大的影响。

正确认识和识别这些低序次构造或派生构造特征及分布规律与主要构造相互关系,对正确指导矿井生产是有重要的现实意义的,也是当前矿井地质首要解决的问题。

1 松树煤矿二井地质概况通化矿业集团公司松树煤矿位于中朝准地台(Ⅰ)辽东台隆(Ⅱ)太子河～浑江断褶束(Ⅲ)浑江坳陷(Ⅳ)松湾煤田(Ⅴ)东部松树镇向斜(Ⅵ)的南翼。

2 构造特征及规律总体表现为单斜构造,区内褶皱宽缓,煤层走向弯曲不大,东部大断层少,西部大断层多,岩浆岩在东部区活动少,在区域西部和水洞沟深部勘探区活动较多。

3 生产实例由于对3212运输巷断层产状的正确判断使3212工作面增加了可采储量46385t,为企业增加收入3061万元,延长了工作面服务期限。

3.1 3212工作面范围、煤层赋存及地质构造情况3.1.1 工作面范围3212工作面位于+206东二采区3211工作面下部,下起+178.6—+220.2运输巷,上至+196.7—+244.4标高回风巷,西起+178.6—+196.7标高开切眼,东至+220.2—+244.4标高集中运输上山。

工作面平均走向长432m,平均倾斜长135m。

3.1.2 煤层赋存及地质构造情况:工作面回采煤层为一层煤,为单一煤层,煤层平均厚度为 3.19m。

地质构造呈单斜构造,地层走向为135°,平均倾角为9°,工作面内地质构造比较复杂,有5条断层,落差在1.3～7.0m区间,其中走向断层一条r14,落差约为3.0～7.0m,倾斜断层4条,其中r12断层落差6.0m,r12′断层落差4.0m,r4′断层落差5.0m,r15断层落差1.3m,这些断层将工作面内分成若干个块段为生产带来很大的困难。

正断层、逆断层形成条件
一、正断层形成条件：
应力状态：σ1直立，σ2和σ3水平。

断层产状特征：σ2与断层走向一致，上盘顺断层倾向下滑。

正断层形成条件：最大主应力（σ1）在垂直方向上逐渐增大，或者最小主应力（σ3）在水平方向上减小。

地壳水平拉伸和垂向上隆是最适合于发生正断层的应力状态。

二、逆断层形成条件
应力状态：σ1和σ2（中间主应力轴）水平，σ3垂直。

断层产状特征：σ2平行于断层走向，上盘顺断层倾向向上滑动。

逆断层产生条件：σ1在水平方向上逐渐增大，或者σ3逐渐减小。

地壳中水平挤压有利于逆冲断层的发育（例如大陆造山带挤压碰撞带）。

断层的识别断层类型很多，规模差别极大，形成机制和构造背景各异，因此，研究的内容、方法和手段各不相同。

但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。

虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。

但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。

断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来，形成了所谓的断层标志，这些标志是识别断层的主要依据。

地貌标志（1）断层崖由于断层两盘的相对滑动，断层的上升盘常常形成陡崖，这种陡崖称为断层崖。

盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。

断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。

1.jpg地貌标志（2）错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。

横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是规模较大的断裂。

串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。

这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。

泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。

念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图)，是现代活动断层直接控制的结果。

水系特点断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错断河谷。

构造标志如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。

右下图示断层造成的构造线不连续现象。

为了确定断层的存在和测定错开的距离，在野外应尽可能查明错断的对应部分。

构造强化是断层可能存在的重要依据。

构造强化现象包括有：岩层产状的急变和变陡；突然出现狭窄的节理化、劈理化带；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。

构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。

断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径一般为数十厘米至二、三米。

构造透镜体有时单个出现，有时成群产出。

构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后，其楞角又被磨去形成的。

断层在地震剖面上的反映及解释论文提要断层是一种普遍存在的较复杂的地质现象，我国华北、苏北、江汉、南海北部湾盆地等地区断层都相当发育，断层对于油气的运移聚集起着很重要的控制作用，与油气形成、分布、富集有十分密切的关系，因此正确解释断层就成为地震资料解释中一个十分重要的问题。

下面我同大家一起来探讨一下这个问题。

正文断层在时间剖面上的主要特征：1.反射波同相轴错断，由于断层规模不同可表现为反射标准层错断和波阻系的错断，在断层两侧波阻关系稳定，波阻特征稳定，这一般是小型断层的反映，其特点是是断距不大，延伸较短，破碎带较窄。

2.反射同相轴数目突然增减或消失，波阻间隔突然变化，在断层的下降盘地层变厚，而上升盘地层变薄甚至缺失，这种情况往往是基底大断层裂的反映，其特点是断距大，延伸破碎带宽，这种断层对地层厚度起着控制作用，一般是划分区域构造单元的分界线。

3.反射波同相轴形状突变，反射零乱或出现空白带，这是由于断层错动引起的两侧地层产状突变，或是断层面的屏蔽作用和对射线的畸变造成的。

4.标准反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲、强相位转换等现象，一般这是小断层的反映，但应注意这类变化有时可能是由于地表条件变化或地层岩性变化以及波的干涉等引起，区别他们要综合考虑上下波阻关系进行分析，对于地表条件引起的同相轴扭曲常表现为对不同深度的同相轴都是一样的影响。

5.异常波的出现这是识别断层的主要标志，在时间剖面上反射层中断处往往伴随出现一些异常波如绕射波，断面反射波它们一方面使记录复杂化另一方面成为确定断层的重要依据一、断层模型的剖面特征(一)水平地层中的断层图一所示是水平地层中直立断层、倾斜正断层、倾斜逆断层的断层模型和叠加剖面上的反射同相轴形态，从图中可以看出地震反射剖面特征与实际模型基本一致，断层棱点处出现绕射波。

（二）倾斜地层中的断层当断面倾斜时，断面反射波向其下倾方向偏移有以下几种情况：正向断层和反向断层上下盘地层倾向与断面倾向一致称为正向断层，上下盘地层倾向与断面倾向相反称为反向断层，在水平叠加剖面上，正向断层的两盘的反射和断面波都向下倾方向偏移，反向断层的两盘反射向断面波相反方向偏移，(图一）绕射波的极小点对应真实地层断点位置，断盘反射波在断点处与绕射波向切，断面反射相对地下真实地层的断面位置总是向下倾方向偏移。

断层存在的标志：
1、构造线和地质体的不连续，面状或线状地质体，如地层、岩脉、岩体、不整合面、褶皱枢纽等在平面或剖面上的突然断错现象；
2、地层的重复或缺失（单向重复，非对称性重复）；
3、地层产状突然改变，由于上盘地层的旋转或断层滑动的牵引，使地层产状变陡；
4、断层面上及附近的变形构造；
断层面上的擦痕和阶步（二者都是断层两盘岩块相对错动时在断层面上因摩擦和碎屑刻划而留下的痕迹，擦痕表现为一组平行细密、相间排列的槽和脊，阶步表现为与擦痕垂直的微小陡坎，可判断断层两盘运动方向），
断层面附近地层的牵引褶皱（断层附近岩层受摩擦力拖曳产生弧形弯曲现象）
平移断层附近发育的羽状节理（平移断层两盘相对水平运动伴生羽状张节理、剪节理及雁列褶皱）构造透镜体（断层两侧岩块的挤压滑动使岩石剪切破碎并研磨）
5、断层岩，断层带中因断层动力学作用被剪切破碎、研磨，有时伴有重结晶（变质）作用而形成的一种岩石，根据其破碎程度、重结晶（变质）作用程度不同划分为，断层角砾岩，碎裂岩，糜棱岩；
6、地貌和水文标志，断层崖和断层三角面，山系错断和水流改向，串珠状湖泊洼地和带状分布的泉水，侵入岩体或矿化带的线状分布。

(二)断层：井田内断层发育11条，均为正断层，且主要分布在北部、西部和西南部。

1、F1断层：位于井田西部，地面可见其行迹,原同亿煤矿井下巷道已揭露证实,为正断层,走向北东东，倾向南东，倾角70°，落差10-35m，井田内延伸约1000m。

2、F2断层：位于井田西部，地面可见, 原同亿煤矿井下回风大巷、运输大巷已揭露证实, 为正断层,走向北北东，倾向北西，倾角70°，落差27m,井田内延伸约700m。

3、F3断层：位于井田西部，原同亿煤矿井下巷道已揭露发现,为正断层,走向北北东，倾向南东，倾角70°，落差5m，井田内延伸约400m。

4、F4断层：位于井田西部，原同亿煤矿井下巷道已揭露发现,为正断层,走向北北东，倾向北西，倾角70°，落差4.5m，井田内延伸约500m。

5、F21断层：位于井田西北部边缘，走向北东，倾向南东，倾角70°，落差10m。

该断层井田内走向延伸长度450m左右，断层性质为正断层。

6、F22断层(碾底断层)：位于井田西北部边界附近，走向北东，倾向北西，倾角75°，落差20m。

井田内走向延伸长度2380m左右，为一正断层。

清交详查报告中所述609号孔钻孔深度355.60m处，揭露该断层断失层位在山西组中。

7、F23断层：位于井田北部，走向北东，倾向南东，倾角75°，最大落差10m，井田内走向延伸长度约800m，断层性质为正断层。

8、F26断层：位于井田西南部，为一正断层，走向北东，倾向南东，倾角73°，最大落差14m，井田外达23m,井田内走向延伸长度1150m。

9、F27断层：位于井田西南部，新民村北部。

走向北东，倾向北西，倾角82°，井田内最大落差10m ,井田内走向长度约1050m左右，断层性质为正断层。

10、F28断层：位于井田西南部，为一正断层，走向北东，倾向南东，倾角75°，最大落差6m，内走向延伸长度460m。

走滑断层的判识标志由于产生于独特的应力背景之下，走滑断层具有一系列独特的几何学特征，这也是判识其是否存在的重要标志。

1、断层断面陡直，直插基底倾向断层的断面产状基本都呈上陡下缓的犁状，形态相对较复杂的坡坪式断层的总体趋势也是如此。

而走滑断层的情形与此相反，其断面大多表现为上缓下陡，到深部近于直立，深深插入沉积基底。

这是走滑断层在剖面上的最典型特征之一，见到这样的剖面特征，基本就可以认定为走滑断层。

但并非所有的走滑断层都具有这一特点，已知的两个特例分别是调节断层和继承性走滑断层。

调节断层的断面铲状一般较简单，多呈直立状，但调节断层是主构造变形的“副产品”，它的切割深度受控于主变形的主滑脱面的深度，不会深入到沉积基底。

另外一种情况是走滑作用在早期倾向断层的基础上发生，它继承了倾向断层的断面，因此在断层展布的绝大部分，其剖面特征与倾向断层十分相似。

当然，它会在其他方面产生一些与走滑有关的构造现象。

2、剖面上可能发育花状构造花状构造是走滑断层产生的最典型的变形构造样式，在横切走滑带的剖面上由一条主干断层（走滑断层）和若干派生断层共同组成一个类似“花”的结构。

主干断层一般倾角较陡，在深部近于垂直，向上有一定的倾斜。

派生断层自浅向深汇集，分别相交于主干断层，每一条派生断层就是一片“花瓣”。

由走滑作用产生的褶皱带的宽度通常较与倾向断裂伴生的褶皱带窄，且褶皱形态较为对称。

构成花状构造的最外侧的两个“花瓣”（派生断层）基本限定了褶皱变形的范围，在“花”的内部，地层产状发生强烈而复杂的变化；而在“花”的两侧，地层产状通常不会或很少受到走滑作用的影响。

物理实验表明，基底走滑断层对盖层变形的影响范围（宽度）取决于断层活动阶段、盖层厚度和能干性、扭动性质（张扭还是压扭）、断层走向与应力方向的角度大小等因素。

持续走滑在不同阶段对变形的影响有较大差异，深部断裂走滑活动早期对两侧变形的影响更大，随着走滑活动的继续，盖层相继破裂、并进而连通后，走滑活动对变形的影响迅速减弱；盖层厚度和能干性对基底断裂走滑活动导致盖层变形的响应也有较大差异，较薄、较能干岩层构成的盖层在深部断裂走滑活动时的变形宽度相对较小；在其他条件相同的情况下，斜向挤压走滑（压扭）比斜向引张走滑（张扭）对两侧变形的影响更大；同样是斜向挤压，斜压角度愈大，走滑隆起带的宽度愈大。