西山煤田岩溶陷落柱柱体形态与组构特征

岩溶陷落柱柱体形态与组构特征严重影响着华北煤田的物探解译、采掘工作开展和水文地质预测预报。通过野外观测、井下编录、叠置对比和统计分析,以例证的形式,表征了太原西山岩溶陷落柱柱体高度、跨度、柱壁角和柱体组成,归纳了岩溶陷落柱柱体形态特征,在煤层开采界面上直径多为30～50 m,自奥灰顶面算起高度多在150～350 m,柱壁角为82°～85°,高低参差不齐,在柱顶上覆软岩层上多发育直径10 m左右"锅底"状构造的柱状岩块堆积体;总结了其柱体组构特征,柱体顶部往往空洞发育、富水、多生长次生矿物晶体;自柱顶以下的柱体组构密实、干燥,岩块镶嵌接触或碎屑流以基质形式填充于大岩块之间,大岩块与大岩块之间分段相间,岩块表面多发育镜面及擦痕构造;柱体下部岩块分选变好,块度变小,密实镶嵌;柱体中最大岩块直径可达3 m,一般岩块直径多在20～30 cm,最小岩块直径多在1 cm左右,棱角分明;柱体边缘煤层多向柱体倾斜、煤质变差、倾向柱体的裂隙发育;柱体岩块最大塌落距多在40～200 m。在华北克拉通破坏的过程中,不同区域构造地貌演化的历程不同,导致不同区域地壳表层岩溶水系统演化的进程不同,进而导致不同煤田岩溶陷落柱的形成时间、发育密度、柱体形态与组构特征也各异;陷落柱分布于沿先成弱面发育的岩溶水系统径流路径上,多期岩溶水系统演化的叠置会导致一些先成岩溶陷落柱柱体活化;柱体岩块风化是陷落柱柱体活化的重要表现,柱体活化是陷落柱导水的重要因素之一。寻找与对比岩溶陷落柱柱根位置,可作为地球物理方法探测与分辨区域煤系新老陷落柱的依据。     

《煤田地质学》课程建设成效的总结分析

《煤田地质学》是我院煤田地质与勘探专业的主要专业课程，教学时数80，在第五、六学期进行。课程教学的基本目标是：①使学生掌握有关煤、煤层、聚煤盆地和煤田的成因理论与研究疗法；②使学生具备在煤田地质勘探和矿井生产地质工作中分析解决煤田分布、煤层赋存状态受其变化规律、煤级和煤岩组成及煤质空间分布规律的能力。     

太原西山煤田断层转换带构造形态及地质意义

太原西山煤田东北缘的王封断层转换带三维构造形态复杂,断块构造和断层伴生陷落柱是其主要特征。通过采集断层转换带地质信息,建立王封断层转换带3D模型。王封断层转换带构造形态反映了伸展环境下,太原西山煤田煤系地层断层间转换以断块和转换带形式进行调整,断层转换带可作为断块构造形成的一种中间过渡形态;岩溶陷落柱形态说明其形成于主控断层以后,断裂构造对其形成有重要作用。     

平顺老马岭岩溶陷落柱的发现及形成时段探讨

岩溶陷落柱是华北煤系中大量赋存的一种危害矿井生产的灾害地质现象,探求岩溶陷落柱的形成时段是进一步研究其运动学过程、导水性及分布规律的基础。野外调查发现,山西省平顺县老马岭1 450m的分水岭上发育一赋存在奥陶系灰岩中的岩溶陷落柱。基于老马岭岩溶陷落柱柱体剖面揭示的形态学特征、流域构造地貌与岩溶水系统演化的表生过程模式及之前对太原西山岩溶陷落柱群形态特征的统计结果,发现平顺河流域岩溶地貌演化经历了2期夷平面与1期宽谷面,其间构造活跃期山顶面平均剥蚀速率分别为19.2,45.3,220.0m/Ma;得出岩溶陷落柱发育于构造稳定、岩溶水侧蚀作用加强的夷平面形成时期;类比证实了奥陶系灰岩顶面横截面积为40m×60m的老马岭岩溶陷落柱完全可以塌透上覆176.5m厚的地层。进而从陷落柱柱体岩块最大塌落距、发育的地貌部位及前人对夷平面时间的研究成果,探求出老马岭岩溶陷落柱形成时段为42~25Ma间的甸子梁夷平面发育时期,同时也表明老马岭岩溶陷落柱可作为本区甸子梁期夷平面存在的重要标志。     

太原东山大窑头煤系层间构造与岩溶陷落柱群发育模式

煤系层间构造与岩溶陷落柱是阻碍煤炭企业高效生产的重要地质障碍，太原东山大窑头新开挖的路堑剖面集中揭示了这两类密切相关的构造现象；笔者在区域地质调查和对路堑剖面地质编录的基础上，从构造、地貌、水文演化的角度，构建出太原东山煤系层间构造与岩溶陷落柱群发育模式，获得：在燕山期EW向挤压应力体制下形成大窑头褶皱与层间构造，在新生代早期EW向伸展应力体制下，太行山前断裂发育后形成华北岩溶水系统后，在大窑头背斜轴部奥陶纪灰岩中发育管道流进而形成岩溶陷落柱群，新生代中晚期伴随着太行山隆升、晋中断陷的形成，发育了本区走向近EW的断阶，使得华北岩溶水系统解体。分析结果表明：太原东山岩溶陷落柱群是在构造控制下华北大岩溶水系统发育的结果，可作为华北克拉通破坏表生过程的良好记录物。