论山西河东煤田中部构造特征及对煤层含气性的影响-论文.pdf

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1、jE／国㈨土⋯资／论山西河东煤田中部源r⋯／构造特征及对煤层含气性的影响郝力生(山西省煤炭地质勘查研究院，山西太原030031)摘要：通过大量的节理测量与分析，对研究区的构造形态进行了深入的调查研究．系统总结了研究区的构造特征，恢复了研究区的古构造期次及古构造应力场特征，并对现代构造应力场进行了分析与研究，为下一步煤层气勘探开发提供了可靠的地质依据和有效的指导，探讨了现代构造应力场对煤层含气性的影响。关键词：构造；应力场；节理；煤层；含气性中图分类号：TD712文献标识码：A文章编号：1672—7487(2014)02—98—21概况节理走向主

2、要有NWW向一NNW向，NNE向和NE向扇形研究区位于鄂尔多斯盆地东缘，属于鄂尔多斯断块的分布；其中Nww向主要分布在区东北部，NNW向主要分次级构造单元一晋西挠褶带，东部紧邻吕梁隆起带的西部边布在区中西部，NNE向在区东侧明显，NE向扇形在区北中界一离石断裂。总体上为向SW缓倾斜的单斜构造，其间发部较为显著。育有较宽缓的褶皱，断层发育较少。褶皱、断层主要分布于南部。研究区地表覆盖较厚的黄土，下覆基岩为奥陶系一三叠系，基岩在沟谷低洼处出露，东北部有煤层出露。2节理发育特征节理是构造运动的产物，由于不同期次的构造应力场具有方向性，因此形成的节理也

3、相应具有方向性，尤其是共轭“x”剪节理与应力作用的方向具有规律性的联系。因此，节理的系统测量和分析是研究区域构造应力场的重要内容之一。2．1节理发育的一般特征研究区地层倾角总体上较小，节理特别发育，且倾角一般较大，多呈陡倾状，与节理有关的构造现象极其丰富。研究区的节理以剪节理为主，节理面平直，延伸远，甚至切穿了坚硬的燧石结核；研究区也存在大量的张节理，一般为剪节理后期追踪改造形成，并多见方解石充填。一条大的节理往往是由很多小节理组成，并因力学成因的不同显示出左行或右行的现象，节理两侧的岩石也有微小错移的现象，节节理走向趋势示意图理面上可见阶步，

4、指示了节理两侧岩石相对位移的方向。2．3软硬岩层节理密度的对比2．2节理发育的方向性特征在地质调查过程中，对软硬岩层(包括煤层)的节理通过对野外测量数据的分析处理，结果显示研究区的发育情况分别进行了调查和测量，通过统计分析，泥岩、砂⋯～⋯⋯——～⋯～——⋯～——～一作者简介：郝力生，男，汉族，山西吕梁人，高级工程师，长期从事地质勘查及地质调查与研究。(邮箱)hls76@163-com⋯～⋯⋯～⋯⋯————⋯～⋯．⋯⋯一◆98质泥岩等软质岩中的节理密度大于砂岩、灰岩等硬质岩中的；l矗＼节理密度，煤层中节理(割理)的密度远大于岩层中的节理密度，超过

5、了一个数量级。软硬岩层中的节理主方向具有一致性。煤层中的裂隙比岩层中的节理相对复杂一些，由于煤●＼是岩性相对较为软弱的特殊岩层，裂隙的发育不仅有后期构>造应力作用下形成的节理，同时成煤过程中的原生割理。因此，裂隙中可见倾角较小的密集割理的发育，从而构成了较；>为复杂的裂隙系统，大大提高了煤层的孔隙度。另外，各裂隙之间的连通性较好，煤储层的渗透性也得以进一步提高。位于地表浅层的煤层，沿裂隙风化作用较为强烈。>＼A＼／3古构造应力场及其演化印支期以来，在周边板块构造运动的影响下，鄂尔多斯＼＼＼盆地在不同的构造时期具有不同性质和方向的构造应力场作用，

6、并对盆地内部构造的发育产生重要的控制作用。研究；区对煤层气成藏具有重要影响的构造应力场主要有印支期近＼NS向、燕山期NW—SE向和喜马拉雅期NE—SW向挤压构造应力场的作用。／＼＼珏3．1印支期构造应力场通过调查，印支期构造运动对研究区内的构造形态影＼响不大，基本没有该期应力作用下断层和褶皱的发育，节理燕山期构造应力迹线示意图的发育也相对较弱。根据山西沁水盆地的有关研究，沁水盆地上主煤层内最3．2燕山期构造应力场大水平应力方向近于NE向，最小水平应力方向近于NW向，燕山期构造应力场奠定了研究区的主要构造格架，区最大水平应力为12—36MPa，最

7、小水平应力为3—17MPa，内的NNE—NE向褶皱正是在这一构造应力场作用下形成和剪应力介于1．3—6．7MPa。研究区与沁水盆地相距不远，演化的(如南部的石楼背斜)。根据野外节理测量的统计数推测地应力水平大致相当。据绘制的燕山期构造应力场图反映区内不同的区域挤压应通过分析研究，可以判定研究区的现代构造应力场主力的方位有一定的变化。节理统计的分析结果与断裂及褶皱压应力轴大致走向为N75。E。的发育有较好的一致性。研究区东北部庄上镇东的几个较密5构造应力场对煤层含气性的影响集排列的褶皱轴的走向为NE向，也是本期构造应力场作用通过分析研究，在岩层强

8、度较低、节理分布较密集的下形成的，不过方向与南部相比有所偏转。区域，容易出现低应力差。不同方向节理交角较小时容易出3．3喜山期构造应力场现应力集中，而