【摘要】：褶皺構造是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一。前人對下峪口井田褶皺構造的原有認識成果已不能滿足當前礦井生產(chǎn)的需要。依據(jù)最新揭露的地質(zhì)資料,運用趨勢面分析方法重新對下峪口井田總體形態(tài)和褶皺發(fā)育特征進行定量分析,研究結果證明了前人對下峪口井田整體地層起伏形態(tài)及北山子向斜等大型褶曲判定的準確性,但對井田內(nèi)部的小型褶曲的推斷存在較大偏差�；谮厔菝娣治龇椒▽锺耷鷺嬙斓男抡J識,可為下峪口井田未來生產(chǎn)提供最新的地質(zhì)依據(jù)。
【圖文】：

數(shù)學地質(zhì)中的“趨勢面分析方法”重新對礦井總體形態(tài)和褶皺發(fā)育特征進行定量分析，研究成果可為該礦未來生產(chǎn)提供地質(zhì)依據(jù)。1地質(zhì)背景下峪口井田位于陜西省韓城礦區(qū)中北部邊緣地帶，韓城礦區(qū)所處的大地構造位置，決定了下峪口井田總體構造形態(tài)。韓城礦區(qū)總的構造特征為南強北弱、東強西弱，邊淺部到深部構造逐漸簡單化;南北區(qū)差異明顯，分別以拉伸和擠壓構造為特色;礦區(qū)主要構造變形帶集中在東南邊緣地帶，礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖如圖1所示。圖1韓城礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖礦區(qū)東南緣因受強烈擠壓，原為一規(guī)模較大的NE向展布的復背斜，主體被后期的F1(韓城斷層)切割，陷落于汾渭地塹之中，現(xiàn)今表現(xiàn)為一寬緩的向NW向緩傾的單斜構造;深部發(fā)育少量EW向褶皺，該類褶皺因受前述背斜的疊加，且受F1等斷層的割切，其殘體規(guī)模有限，現(xiàn)今發(fā)育數(shù)量不多。2已有的研究成果受韓城礦區(qū)構造背景的控制，下峪口井田地層總體呈北東—南西向的展布形態(tài)，總體構造形態(tài)為一走向NE—NEE，傾向NW—NWW，沿走向與傾向有明顯波狀起伏的單斜構造。大中型構造不甚發(fā)育，主要以小型褶皺、斷裂及層滑構造為主。井田邊淺部受邊界斷層的影響，含煤地層呈急傾斜甚至微倒轉狀態(tài)，但深部煤巖層傾角急劇變緩，傾角一般不超過10°。2008年相關資料［8］曾指出，井田內(nèi)除上峪口背斜和北山子向斜2條較大規(guī)模褶曲以外，還發(fā)育有另外9個規(guī)模較小的褶曲(ZX3－1～ZX3－9)，褶曲軸向幾乎全部為NWW—SEE向。該結論主要是基于當時的地面鉆孔資料，繪制了2、3號煤層底板等高線圖，并據(jù)此定性地推斷井田內(nèi)小型褶曲的發(fā)育特征。3褶皺構造趨勢面分析3．1方法和過程在系統(tǒng)匯總井田內(nèi)地面鉆孔和井下巷道揭露等地質(zhì)資料的基礎上，運用數(shù)學地質(zhì)中的“趨勢面分析方法”定量?

量及其特征的一種數(shù)學方法［9－12］。筆者選用下峪口井田及周邊礦井鉆孔2號、3號煤層(主采煤層)底板標高作為地質(zhì)變量，對煤層底板進行了1～3次趨勢面和殘差分析(2、3號煤層變化趨勢基本保持一致，故僅展示3號煤層的分析成果圖)，研究該區(qū)褶皺構造發(fā)育特征。通過趨勢面分析計算，將所得數(shù)據(jù)利用相關軟件成圖，得到3號煤層的1～3次趨勢面圖，見圖2。(a)1次趨勢面(b)2次趨勢面(c)3次趨勢面圖23號煤層趨勢面圖由圖2可以看出，1～3次趨勢面顯示煤層整體為一SE高、NW低的單斜構造，地層總體走向NE—SW向，傾向NW，，傾角平緩;3個趨勢面的整體形態(tài)差異不大，能較好地反映井田的地層變化趨勢。但3次趨勢面和1次趨勢面相比，等高線開始有較為明顯的向SW向凸出的“S”型分布趨勢，說明煤層發(fā)生了一定的起伏，特別表現(xiàn)在北山子向斜和上峪口背斜軸部附近等高線變密。殘差值是用實際值減去趨勢值，殘差分析是去掉地質(zhì)變量中的區(qū)域性分量，其能清晰地解譯出地質(zhì)構造。多項式趨勢面分析中每一類型的多項式次數(shù)越高，趨勢值與實際值的殘差值就越小，但次數(shù)過高會造成計算復雜、趨勢面過于曲折，反而不利于分析［13］。本文僅繪制出該礦1～3次殘差圖，見圖3。(a)1次殘差(b)2次殘差(c)3次殘差圖33號煤層殘差分布圖由圖3可知，1～3次殘差具有大體一致的變化規(guī)律，尤其以2次殘差等值線具有廣泛代表性，在單斜構造背景下，通過分析可明顯判定出下峪口井田共計褶皺7條，除上峪口背斜(Z7)與北山子向斜(Z8)2條褶曲規(guī)模較大外，其余5條褶曲幅度均較校井田褶皺分布圖如圖4所示，統(tǒng)計匯總見表1。3．2結果分析3．2．1褶曲構造的展布特征1)井田內(nèi)除軸向NE的北山子向斜以外，褶曲軸向主要有2組，分別為近東西向的上峪口背斜、ZX3－3、ZX3－4

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