西山煤田岩溶陷落柱柱体形态与组构特征

摘要

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10m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.