[摘要]　根据煤田地质钻孔岩芯的岩石特征及结构变化，进行地层与构造分析，判断断层的存在，分析断层的形态及断层的性质，是煤田勘查中一种最直观、最有效的方法。

[关键字]　岩石特征 构造分析 断层 钻孔

[中图分类号]　P5 [文献码]　C [文章编号]　1000-405X（2012）-11-41-2

0 引言

利用钻探岩芯识别断层，　在地质勘探上判断是否存在断层是最直观、最有效的方法。识别岩芯破碎带的颜色、结构、构造等断层标志，　将对勘探区的构造分析，提供必要的地质依据。

1　断裂构造岩的特点

岩层在地应力的作用下，　当超过其强度极限后，就可能发生破裂，　形成断层。由于断裂作用及伴生的地质作用，　在断裂附近的岩石经受了一系列的物理、化学变化，　改变了原来的形态，　而具有新的特点，称之为断裂构造。研究这个变化过程，　掌握变化前后岩石的物理、化学的特点，　是识别断层的重要途径。

1.1颜　色

经过断裂错动后的各种岩石，最普遍、最直观的标志是颜色变化。粗粒碎屑和碳酸盐岩经过揉皱长变成粉白色，泥质岩、炭质泥岩破碎时，此生粉白色高岭土状物质，常呈细脉状或薄膜状充填在裂隙或劈裂中，氧化后通常变为土黄色。其颜色变浅的原因：①岩石经过研磨粉碎呈白色粉末，这种情况下的砂岩中其石英颗粒普遍破碎；②地下水携带的矿物质岩断裂带的裂隙或劈理沉淀，其中粘土矿物及方解石呈白色；③断裂过程的热效应，断裂是地应力释放的过程，由于岩层在断裂时，通过岩块间的摩擦转化为热能，致使岩石温度升高受热烘烤导致色调变浅。

1.2　成　分

原岩的物质成分在断裂变动中是相对稳定的因素，　一般没有很大的变化。但在某些场合，　如在断裂滑动面上有绿帘石、纤维状方解石、纤维状石英等新矿物质的生成，　其纤维延展方向与滑动面上擦痕方向一致。显然是断裂过程中生成的应力矿物。

1.3结　构

断层构造岩的结构集中反映了断裂活动的特征，因而是识别断层的主要特征，也是鉴别断层力学性质、估量断裂变动的主要依据，　原岩结构的变化表现在以下三个方面。

1.3.1　软弱岩石的流变形成的结构

（1）条带状结构：不同成分的岩石经塑性流动后，呈条带状相间分布。其中泥岩、炭质泥岩、云母等片状矿物，呈条状状定向排列，石英、长石等粒状矿物经压溶再生及转动使其长轴也有定向性。

（2）揉褶状结构

岩石受揉皱形成小型似背斜的流褶曲。

（3）眼球状结构：软塑岩石的流变可对硬脆岩石起改造作用，使脆性岩石受共轭扭裂面分割而形成的菱形体圆化后成为透镜体，与软塑物质的流线共同组成眼球状结构。

（4）混杂结构：硬脆岩石在塑性流动的拽曳下生形变，破碎形成条带状、钩状及不规则的形体。

1.3.2　较脆岩石的破碎形成的结构

破碎岩石主要指硅质胶结的砂岩、硅质岩、碳酸盐等，经断裂作用发生破碎，后经胶结重结晶再度聚合成岩，形成构造破碎岩、断层角砾岩、糜棱岩等。

1.3.3硬脆岩石的破裂

硬脆岩石主要指硅质胶结的砂岩、硅质岩、碳酸岩等。经断裂作用发生破裂、破碎，　后经胶结、重结晶再度聚合成岩，　形成构造岩。根据破碎程度不同，由弱到强，　可划分为如下几种类型：

（1）破裂岩。

岩石在应力作用下，　首先形成网状裂隙，　但被裂隙分割的各部分之间无显著的位移，仍保持原岩的整体面貌，　压性破裂岩由两组共轭的扭裂隙交织成网状。在纵断面及横断面上皆呈规则排列的菱形体，　其长轴垂直于压应力作用的方向。

（2）　断层角砾岩。

破裂岩继续受到应力作用后，　沿网状裂隙分开，　各部分之间发生相对位移，　形成了断层角砾岩。其组成是由较粗大岩石角砾块和研磨较细的物质或外来物质充填为基质所构成，　断层角砾岩还可根据物质组成的单一或繁杂进一步细分为：　单成分断层角砾岩（　角砾与基质由相同岩石成分组成）　和复成分断层角砾岩（　角砾与胶结物由多种岩石成分组成）　。复成分断层角砾岩是指力学性质为压性或压扭性的断层角砾岩，　其角砾常具定向排列，　而张性或张扭性断层角砾岩，　其角砾分布杂乱无章，　不具定向性。

（3）　碎粒岩。

在应力继续作用下，　岩石进一步压碎（　或搓碎）　，　形成的细粒岩石，　有时残留较大的矿物或岩石的斑晶。

（4）　糜棱岩。

断裂带岩石被强烈搓碎和研磨后胶结成岩。粒度很细，　肉眼不易分辨，　外貌具似流纹状结构。

1．4构　造

节理在断裂带或邻近断裂带的岩石节理较发育，　远离断裂带的节理频度逐渐减少。根据力学性质不同，　常见的节理可分为扭节理和张节理。扭节理：岩芯上见到的是/　X0形节理中的一组，　节理面平直，　一般呈闭合状，　未充填或填充很薄的脉体。节理上常具擦痕，节理面倾向与地层倾向相反。张节理：节理凹凸不平，　呈张开状，　一般充填厚度较大的脉体。

产状的突变、局部地层陡立带。断层两盘产状往往差异很大，　地层倾角截然变化常指示断层的存在，　产状突变处就是断层的位置。压性断层上下盘邻近断裂带的层段常形成局部倾角陡立带。

1.5　滑　面、擦　痕

光面擦痕在端裂带岩石中普遍存在，擦痕在光面上的分布以顺倾向、斜交倾向为主，也有垂直倾向的水平擦痕。

1．6产　状

断层两盘产状往往相差很大，地层倾角的截然变化标志着断层的存在，按倾角不同分三段，及正常-陡立-正常，产状突变处就是断层的位置，局部地层陡立，被错开的地层发生"S"形牵引，一般情况下，正断层处表现为"S"形的张性断裂面，而逆断层处表现为反"S"形的压性断裂面。

1.7　地下水活动痕迹

断层带往往是地下水聚集的场所和运移的通道。断裂带经地下水活动后，　岩石经受溶蚀淋滤呈现近似地表露头风化后的颜色，并产生溶洞，　洞壁上残留褐铁矿、粘土等矿物质。但地下水活动的标志并非断裂带所独有，　只能作为鉴别断层的辅标志。

2　岩芯中断层带的特点

2.1 构造分带性

断层带由内向外可分为碎粒岩带、断层角砾岩带和破裂岩带。此三带说明断层中芯应力最大，向两测逐渐消弱乃至消失。

2．2　断层带的上下限及厚度

断裂带存在的主要标志是岩石之间是否发生断错、位移，受断层作用影响的层段可划分为两个小区段，　接近断层中芯的称为断裂带；（　即上述前三带）　，　而远离断层中芯的称为断层影响带（　即上述的后两带）　。在作剖面图时，　可将断层影响带归入断层的上盘或下盘。这样划分有助于岩煤层对比和"三边"　图纸的绘制。

断裂带的厚度与断层的断距并非成正比关系，是受种种地质因素（　应力大小、上下盘岩石力学性质、断距、多期活动性等）　控制的，　并非单一因素的函数。岩石在断裂变动中产生的形变是识别断层存在的标志。以往习惯于采用地层对比的方法（　即地层的重复和缺失现象）　来确定断层存在。但这种方法也有局限性，　在标志层不明显的层段或断层的断距不大的情况下往往会感到困难；　另外，　也不能说明断层的力学性质。因此，　通过断裂构造岩石的特征来识别断层的方法，　可作为前一手段的补充。

3　钻孔中的岩芯断层标志实例特征

结合上面的特征，以新疆艾维尔沟勘查区为例。BJ9-2钻孔见断层F4-2岩芯特征：

（1）黑灰色粉砂岩经过断裂变动后，颜色变为呈粉白色，呈细脉状状充填在裂隙或劈裂中；

（2）断裂滑动面上有绿帘石、纤维状方解石、纤维状石英等新矿物质的生成，　其纤维延展方向与滑动面上擦痕方向一致。

（3）岩石产状变化大，倾角截然变化，形成局部倾角陡立带。

（4）岩石破碎严重，在断层面上形成断层泥。

（5）地层层受揉皱形成小型似背斜的流褶曲。

（6）岩石产状变化大，倾角截然变化，形成局部倾角陡立带。

结合钻孔岩芯特征及地质人员认真分析，一致认为此破碎带为F4-2断层的断层面，结合擦痕及构造特征判定此断层为逆断层。

4　结语

认真分析钻孔中破碎带的颜色、成分、结构、构造等要素，是判别各种断层的形态特征和力学性质的依据，综合运用地层和断裂构造岩的特征，　相互补充、相互验证，　将会较可靠地确定断层的存在，　较准确地判定在钻孔柱状中的位置，　全面地认识断层的形态特征和力学性质，　为构造研究、分析提供正确的、可靠的地质依据。

笔者在写作过程中，得到了本队高级工程师贾海平同志大力指导和帮助，在此表示衷心感谢！

参考文献

［1］陕西省煤田地质局一三一队.新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐市艾维尔沟矿区1930煤矿勘探报告［R］.韩城：陕西省煤田地质局一三一队.2012

［2］曹代勇，陈江峰.煤田地质勘查与评价［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2007.

［3］蔚永宁，张德栋.矿物岩石学［M］.北京：煤炭工业出版社，2007.3.

［4］谢仁海，渠天祥，钱交谟.构造地质学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1991.2.