地质构造

地质构造

沉积岩层和煤层在其形成时，一般都是水平或近水平的，且在一定范围内是连续完整的。后来受到地壳运动的影响，使岩层的形态发生了变化，甚至产生断裂和错动，使岩层失去完整性。这些由地壳运动造成的岩层的空间形态，称为地质构造。
地质构造的形态：概括起来可分为单斜构造、褶皱构造和断裂构造。

一、单斜构造
由于地壳运动的影响，地壳表层中的岩层绝大部分是倾斜的，极少数是水平的或接近水平的。在一定范围内，煤层或岩层大致向一个方向倾斜，这样的构造形态称为单斜构造。单斜构造往往是其他构造形态的一部分，或是褶曲的一翼，或是断层的一盘。

岩层的产状：

是指岩层的空间位置及特征。为确定倾斜岩层的产状，常用三个产状要素即走向、倾向及倾角来表示，如图1—6所示。

1．走向

岩层或煤层层面与任一假想水平面的交线称为走向线，也就是同一层面上水平线。走向线延伸的方向即为岩层的走向。走向表示岩层在水平面上延展的方向，通常用走向线的方位角来表示。

2．倾向

在岩层层面上与走向线相垂直并沿斜面向下的一条线叫倾斜线，它表示岩层面的最大坡度。倾斜线在水平面上的投影所指方向即为倾向。倾向垂直于走向，通常也用方位角表示。

3．倾角

倾斜线与它在水平面上投影的夹角称为倾角。倾角的大小反映了岩层的倾斜程度。倾角的变化范围在0°～90°之间。

二、褶皱构造
岩层受地壳运动水平力的作用发生变形，呈现波状弯曲，但仍保持了岩层的连续性和完整性的构造形态叫褶皱，如图1—7所示，褶皱构造中岩层的任何一个弯曲叫褶曲。褶曲是组成褶皱的基本单位。褶曲有两种基本形态：背斜和向斜。

1、背斜：

在形态上一般是一个中间向上凸起的弯曲，岩层自中心向两侧倾斜。

2、向斜：

在形态上一般是一个中间向下凹陷的弯曲，岩层自两侧向中心倾斜。

背斜或向斜凹凸部分的顶部称为褶曲的轴部，两侧称为褶曲的翼部。背斜和向斜在位置上往往是彼此相连的。

三、断裂构造
岩层受力后遭到破坏，形成断裂，失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。

根据岩层断裂后两侧岩块有无显著位移，可把断裂构造分为裂隙和断层两大类。

(一)裂隙及其分类

1、裂隙

裂隙是断裂面两侧岩层(岩石)没有发生明显位移的断裂构造。

若干有规则组合的裂隙将岩石分割成一定几何形状的岩块，这种裂隙的总体称为节理。

2、裂隙的分类

根据裂隙形成的原因，裂隙可分为如下三类：

(1)原生裂隙：在沉积岩成岩作用阶段，主要由于沉积物脱水和压缩而形成，一般肉眼不容易发现。煤层中都有原生裂隙。

(2)构造裂隙：受构造变动作用力所形成，也叫外生裂隙。在煤层中和围岩中常见，且与原生裂隙斜交。在褶皱的煤层中可见到多组构造裂隙，且常为两组彼此互相垂直，但其中一组往往发育不好。在断层附近，常有与断层面平行或斜交的裂隙发育。

(3)压力裂隙：在巷道和采煤工作面附近，原有应力平衡状态发生破坏，由矿山压力作用而产生，又叫地压裂隙，压力裂隙平行于工作面而略向采空区倾斜，与其他—切裂隙斜交。压力裂隙与埋藏深度关系密切，深度越大，裂隙分布越广泛。

(二)断层及其要素  

1、断层

断层是断裂面两侧的岩层产生明显位移的构造变动。断层部位岩层的完整性和连续性遭到破坏，是—种常见的重要地质构造现象。

断层在地壳中分布广，形态和类型多，规模与分布因地而异。因此，在煤田地质勘探与煤矿生产中，查明断层的特征和分布规律，对于寻找断失的煤层、合理安排巷道布置具有重要的意义。

2、断层要素

断层各组成部分叫断层要素，主要有断层面、断层线、断盘、断煤交线和落差等，如图1—8所示。

 

(1)断层面：即岩层发生断裂位移时，相对滑动的断裂面。断层面少数是比较规则的平面，多数是波形起伏的曲面。断层面的空间位置，也可用产状要素——走向、倾向和倾角来描述。

(2)断层线：即断层面与地面的交线，是断层面在地面的出露线。它反映了断层的延伸方向。断层线随断层面的产状及地形起伏情况不同，有时呈直线，有时呈曲线。断层面与水平面的交线亦称为断层线，在水平切面图上它表示断层的真正走向。

(3)断盘：是指被断层面分开的两侧岩体。若断层面是倾斜的，按相对位置关系，通常把位于断层面之上的断盘称为上盘，之下的断盘称为下盘。 根据断盘与断层面的相对运动分，沿断层面相对上升的断盘称为上升盘，相对下降的断盘称为下降盘。上盘可以是上升盘，也可以是下降盘；下盘同样如此。这是由 断层的性质与类型决定的。如果断层面是直立的，就无所谓上、下盘之分，这时可采用方位命名，如东盘、西盘，北东盘、南西盘等。

(4)交面线：即断层面与煤层层面的交线，又叫断层交线、交迹线。

(5)落差与平移：横切或斜切断层的剖面内，上下盘同一岩层层面与断层线各有一个交点，两个交点的高差叫落差，两个交点的水平距离叫平移。落差仅表示上下盘同一岩层层面的高程差，并不考虑两个面的相对错移方向。同一个断层在不同地段剖面上的落差是不相等的。

(三)断层分类

1、根据断层两盘相对运动的方向分类

断层可分为三种基本类型，如图1—9所示。

 

(1)正断层：上盘相对下降，下盘相对上升，两盘在垂直及水平面上的投影呈分开状态的断层。断层面倾角一般大于45°。

(2)逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，两盘在垂直及水平面上的投影呈重叠状态的断层。

(3)平移断层：断层两盘沿着断层面走向方向相对移动，以及两盘升降位移量相对于水平位移量小很多的断层。它的断层倾角一般较大，甚至直立；断层线也常呈直线。它是在挤压应力作用下沿直立的剪裂面产生的。

正、逆断层在煤矿中最为常见。在地质构造复杂的地带，断层常以组合形式出现，成为阶梯状断层、地垒或地堑，如图1—10所示。

2．根据断层走向与岩层走向的相对关系分类

(1)走向断层：断层走向与岩层走向一致或趋于一致，可使同一岩层重复出现或缺失。

(2)倾向断层：断层走向与岩层倾向一致或近于一致，使断层两侧岩层露头中断而呈现交错的不连续状态。

(3)斜交断层：断层走向与岩层走向斜交。

上述各种断层分类，在实际应用中常常结合起来命名。如走向正断层、倾向逆断层、倾向平移断层等。这样既可反映断层几何形态，又可表明其力学背景

转自【在路上....的日志】