简论火成岩红林坪煤矿区断裂带与火成岩水文地质作用学位

摘 要：从矿区地层和构造发展演化史角度，结合龙永煤田其它矿区生产事例，分析矿区地下水赋存分布特征，指出矿区断裂构造及火成岩分布是矿区地下水分布影响重要因素，为矿山生产建设指出防治水方向和对策。
关键词：水文地质 断裂带与火成岩 龙永煤田红林坪矿区

一、矿区地层概况

“福建省龙岩市新罗区红林坪矿区煤矿普查”是 2007年度全国危机矿山接替资源找矿项目。自2008年普查以来共施工钻孔22个，累计钻进25756.64m，通过地质及工程控制，矿区K2s地层下蕴藏丰富煤炭资源。其中P1t为本区主要勘查对象， P1t3中2

4、28煤和P1t1中37、39煤是主采煤层。设计勘探水平-1000m。

矿区地处闽西南拗陷南东部，龙永煤田北东部。区内总体为一SEE倾向单斜，主要地层有：下二叠统文笔山组、童子岩组、上二叠统翠屏山组、下三叠统溪口组、上白垩统沙县组地层，地层倾角15°～40°。

二、断裂带与火成岩钻孔控制情况

区内基岩盖层为大面积出露K2s地层，中部厚两侧薄，呈角度不整合覆盖于P1t、P2cp、T1x地层上，钻孔控制主要断层有： F1、F3、F7、F8、F9、F10等较大断裂及一些无名小断裂，钻孔见多点辉绿岩岩脉，构造类型复杂。

1、断裂构造带

地表盖层厚度大，断层埋深大，厚度不一，断层带范围内岩石多破碎，岩性以细砂岩、粉砂岩为主，未重胶结，一般大小裂隙发育，充填石英或方解石脉，伴有岩浆岩侵入断层带，形成混合岩结构，见一处出现断层角砾岩破碎，无明显水蚀迹象，断裂带无明显有效含水空间和明显地下水活动迹象，F1、F3、F7断层带局部含火成岩侵入，出现水位异常，泥浆消耗正常。受东吴、印支运动作用，断层均分布在T1x及其之前地层中。

2、火成岩

矿区22孔共揭露火成岩侵入点32处，局部裂隙发育并充填石英脉，侵入点揭露长度多数小于10m，均为辉绿岩岩脉产状侵入于K2s、P2cp、P1t、P1w四组地层中，围岩为砂砾、粉砂岩，9-2孔684.85-690.83m和+10-1孔238.15-241.14m处辉绿岩与煤层直接接触，形成火成岩、煤岩性组合关系，接触带岩石破碎，+10-1孔173.69-178.95m、238.15-241.14m，出现孔内水位异常；ZK10-6孔211.69-225.73m及655.10-668.17m辉绿岩出现水位明显下降，回次循环液消耗量0.50m3/h，围岩为P1t3粉砂岩和P1t1粉砂岩及细砂岩，ZK8-6孔545.90-553.33m、705.15-719.24 m、991.78-997.88 m和1050.33-1085.23 m火成岩出现孔内水位明显上升，回次循环液消耗量0.25m3/h，围岩P1t2和P1w粉砂岩、细砂岩，接触带无破碎，岩体局部出现裂隙和石英脉充填现象。

三、断裂构造带与火成岩体水文地质分析

矿区构造和岩体侵入分布主要受东吴-印支运动控制，出现缓断裂和一些高角度断层，在断裂作用下，地层倾角局部超过55°，矿床延伸已超过-1000m水平以下，保存矿床有利，不利于矿床勘探揭露和开采利用，断裂带和火成岩体分布于K2s、T1x 、P2cp、P1t、P1w等地层中，具一定含水性，形成迳流通道，通过断层控制反映矿区断裂带总体水文地质特征。区内影响煤层和开采条件的断裂主要有F

1、F3、F10、F7断层。

1、断裂构造带

F1：逆断层，出露矿区西界外，走向NNE～SSW，倾向SEE，倾角15°～45°，区内上下盘为P1w、P1t1，具一定充导水性。
F3断层：正断层，出露矿区西界外，走向NNE～SSW，倾向SEE，倾角20°～45°，上盘P1t3，下盘P1t

2、P1t2，具一定充导水性。

F10：逆断层，位于西北部深部F1断层下盘中，充导水性弱。
F7：正断层，隐伏于矿区东部深部，走向NNE～SSW，倾向SEE，倾角25°～35°，上盘P1t3-3、P2cp，下盘Ⅲ2之上附近部分P1t3-2地层，据钻孔控制，为局部充水导水断层。
F8：正断层，与下伏F7正断层呈呈叠瓦状上下行排列，区内无切割关系，地质-水文地质特征与F7正断层相似。

2、火成岩体

区内岩体岩脉穿插P2cp、P1t、P1w岩脉与构造运动产生断块移动有关，为原生异地断块环境，形成时期早于东吴-印支运动前后时间，K2s中火成岩为陆源碎屑快速堆积沉

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积形成，异地沉积，形成时期以燕山运动早期为主及其之前各历史时期侵入岩浆岩，地质分析无法做到有效合并，形成零星不连续无根岩脉岩体，在矿区-1000m水平上各地层不同围岩环境中，岩体分布于除T1x地层外的全部地层，在海相地层如P1t2包括印支运动之前T1x地层中出现少或没有，陆相及海陆交互相地层中多见，反映构造运动对岩浆活动的控制作用。岩体围岩多为软弱夹层，如构造行迹带或煤层，局部受热力作用，见石英富集，围岩出现轻微变质现象，在龙岩漳平箭竹坪煤矿P1t3粉砂岩和细砂岩出现红柱石变质矿物富集，岩体弱裂隙含水，改变岩体及其围岩接触带含水性和水力联系。

四、断裂带与火成岩体对矿区地下水赋存影响

矿区与开采生产有关的断裂构造和火成岩体主位于P1t煤和P1w地层中，零星岩脉和多期次断裂共同构成矿区复杂的构造类型。

1、断裂带与地下水关系

区内影响煤层赋存和开采条件的断裂主要有F

1、F3、F10、F7断层。

F1逆断层造成隔水岩组P1w逆推于煤系P1t1上，下盘深部（-1000m水平之下）隔水岩组P1w厚度减小，上盘逆推于下盘煤系P1t1上的隔水岩组P1w成了未来开采F1下盘P1t1可采煤层天然顶板隔水屏障，利于下盘煤层开采。
受F3正断层影响，区内出现P1t3-128煤之下至Ⅲ1之间地层缺失，以及下盘P1t2隔水岩组中上部地层缺失，减弱下盘P1t2隔水岩组对之下P1t1开采煤层防隔水作用，对断层下盘煤层开采不利。
F7正断层造成矿区局部缺失P1t3-2和P1t3-3煤系中所有煤层，缩小下部可采煤层与煤系上覆含水层P2cp之间有效防隔水厚度，增大P2cp间接充水含水岩组对下覆煤系地层未来矿坑间接充水作用。
F10逆断层自下而上切穿P1w至P1t3地层，出现地层重叠重复现象，破坏矿区西北部深部煤矿床和原生隔水岩组连续性，与F1断层呈叠瓦状上下排列并受F1断层所切，在区内西北部部分倾角较陡，资源及开采条件复杂。

2、岩体与地下水关系

本区岩脉沿地下软弱岩层或构造带分布，局部岩浆热力影响，围岩常有以孔隙裂隙含水为主的构造裂隙含水带，一般富水性弱，来源有后期原生内生水以及围岩裂隙水长期渗透蓄积形成，一般循环条件差，与外界水力联系弱，无持续稳定补给来源，水量不大，矿化度高水质劣，但一旦触及通常瞬间流量较大，后迅速变小，应注意及时提前设置防范措施。另外，当岩体围岩含水带与强含水体如老空积水、地表水等发生水力联系，必须注意控制岩体分布位置，留设足够保安隔离带，矿井设计时充分考虑以合理布置石门井巷，避开岩体围岩含水带。龙岩漳平、雁石等地个别煤矿由于石门井巷揭露岩体， P1q灰岩含水层通过岩体及围岩裂隙含水带大流量补给矿坑，导致矿井排水费用巨增，工期大大延长，有的无法复工。岩体可以通过自身以及深部构造裂隙发育带沟通上下相邻含水层，破坏原生隔水层作用，形成统一地下水流场，利于预计矿坑涌水量和设计排水系统。
五、结论
⑴矿区受多期次构造和岩浆活动作用，P1t2、P1w以及其它含水岩组厚层隔水地段等原生有效隔水岩组遭受严重破坏，利于矿区地下水趋于统一系统。
⑵矿区断裂构造F1、F3、F7断裂带含水性较好，具一定充导水性，其中F7断层是矿区煤系脱顶断层，尤需引起今后工作重视。
⑶相对于矿区含水层地下水，矿区断裂带和岩体岩脉围岩接触影响范围的地下水更应注意加强防范，注意是否沟通其它含水体。
⑷矿区西北部断裂带和岩体围岩影响范围有利于地下水赋存， F7脱顶断层位于矿区东部，设计西部石门井巷利于矿井排水。
参考文献：
1.《福建龙永煤田综合研究成果及煤炭资源评价报告》.1992年8月.福建省121煤田地质勘探队.

2.《地史学》.1988年6月.倪丙荣主编.石油工业出版社.

3.《福建省龙岩市坑炳煤矿接替资源勘查（普查）报告》.2010年1月.福建省121煤田地质勘探队.
作者简介：郑志忠，69年出生，水文地质高工，长期从事煤田水文地质工作。