陽泉礦區(qū)是我國最大的無煙煤生產(chǎn)基地,但礦區(qū)構(gòu)造較為復(fù)雜,礦井生產(chǎn)中瓦斯突出安全形勢較為嚴(yán)峻,在一定程度上制約了煤炭的安全高效生產(chǎn)。本文以區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景及礦井地質(zhì)資料為基礎(chǔ),通過對野外典型構(gòu)造觀測,結(jié)合構(gòu)造巖、構(gòu)造煤顯微變形特征,深入研究了陽泉礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造演化機制及其對礦井構(gòu)造的控制機理,為礦井瓦斯突出預(yù)測與評價提供了重要支撐,取得了以下研究成果:(1)對陽泉礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育具有明顯的控制作用的區(qū)域構(gòu)造演化主要為印支期、燕山期和喜馬拉雅期,其中燕山早期NWW-SEE向構(gòu)造擠壓作用是奠定陽泉礦區(qū)構(gòu)造格局的關(guān)鍵時期。印支期近NS向擠壓應(yīng)力作用,在沁水盆地南北端形成近EW向的褶皺和斷裂構(gòu)造,礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造變形較為微弱;燕山早期是奠定研究區(qū)構(gòu)造格局的關(guān)鍵時期,此時區(qū)域受NWW-SEE向的擠壓應(yīng)力作用,華北中部形成NNE向主體構(gòu)造,礦區(qū)內(nèi)NNE向的褶皺構(gòu)造發(fā)育普遍;燕山中期太行山兩側(cè)出現(xiàn)截然不同的構(gòu)造分異,太行山以東以伸張作用為主,以西仍以擠壓應(yīng)力為主,位于中部的沁水盆地輕微伸展;燕山晚期華北地區(qū)處于弱擠壓變形期,構(gòu)造應(yīng)力機制以NW-SE向擠壓為主;喜馬拉雅期以NNE-SSW向擠壓為主,對研究區(qū)影響較弱,主要體現(xiàn)為對早期構(gòu)造的改造。(2)沁水盆地東側(cè)的太行山大斷裂與太行山隆起近于平行發(fā)育,對盆地的形成具有控制作用。斷裂帶沿走向呈現(xiàn)明顯的構(gòu)造分段特征,北部構(gòu)造變形強度明顯強于南部,北段逆沖推覆構(gòu)造較為發(fā)育,多表現(xiàn)為W盤向E盤逆沖,造成斷盤附近巖層發(fā)生褶皺彎曲。五臺山隆起位于研究區(qū)北部,以出露太古系基底變質(zhì)巖為特征,控制著礦區(qū)的北界。研究區(qū)以南的沾尚-武鄉(xiāng)-陽城NNE向褶皺帶構(gòu)成沁水盆地的主體部分,區(qū)內(nèi)出露地層以三疊系為主。通過對構(gòu)造巖微觀變形特征分析表明,研究區(qū)脆性變形和塑性變形均較為發(fā)育。脆性變形的形式以剪裂隙和張裂隙交錯發(fā)育為特征;塑性變形以雙晶滑移為主,根據(jù)雙晶紋的寬窄及形態(tài)特征可估算雙晶形成時的溫度在150~250℃之間,通過統(tǒng)計方解石中雙晶化顆粒百分?jǐn)?shù)計算出古應(yīng)力差Δσ在111~162Mpa之間,指示構(gòu)造形成的應(yīng)力應(yīng)變環(huán)境屬于地殼淺層次的中低溫、較高應(yīng)力和較高應(yīng)變速率的變形環(huán)境。(3)陽泉礦區(qū)褶皺較為發(fā)育,主要為開闊褶皺,變形相對較弱,按照褶皺展布方向和發(fā)育規(guī)模主要分為3組,以NNE-NE向的褶皺最為發(fā)育,控制著礦井的主體形態(tài),近EW向褶皺次之,NW向褶皺發(fā)育最弱。通過曲率分析,說明陽泉礦區(qū)煤層的總體變形程度較小,平均曲率反映褶皺的變形程度,高斯曲率對鞍狀構(gòu)造指示較好。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育程度較低,以小斷層成群出現(xiàn)為特點,斷層落差、延伸距離均較小,不同煤層斷層發(fā)育特征有所不同,3號煤多發(fā)育正斷層,斷層走向以NE、NW向最為發(fā)育,15號煤正、逆斷層數(shù)基本相當(dāng),斷層走向以NNE向最為發(fā)育,且15號煤大斷層較3號煤更為發(fā)育。陽泉礦區(qū)構(gòu)造煤的發(fā)育主要受到次級褶曲構(gòu)造及其相互疊加作用的控制,局部受小型斷裂的影響,礦區(qū)構(gòu)造煤以脆性變形為主,形成不同類型脆性變形系列構(gòu)造煤,但局部揉皺及糜棱煤等韌性變形構(gòu)造煤也較為發(fā)育。(4)陽泉礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育具有“平面分區(qū)、垂向分異”的變形特征,礦區(qū)不同方向展布的褶皺形成于不同的構(gòu)造期次,彼此相互疊加形成礦區(qū)目前的構(gòu)造組合形式。區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下礦區(qū)褶皺的形成和演化特點為:印支期對整個礦區(qū)影響較弱,主要在礦區(qū)北部形成幾條走向近EW的寬緩褶皺;燕山早期礦區(qū)廣泛發(fā)育NNE-NE向褶皺,構(gòu)成礦區(qū)構(gòu)造的主體部分;喜馬拉雅期除形成少量NWW向褶皺外,對早期褶皺具有一定的改造作用。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD713;TD163.1
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文 研究思路及技術(shù)路線綜合前人積累的資料和研究成果，運用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、區(qū)域構(gòu)造解析、礦井地地質(zhì)等相關(guān)學(xué)科理論，以理論結(jié)合現(xiàn)場實際為原則，在系統(tǒng)收集和綜合分析和礦井資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有針對的野外構(gòu)造觀察、構(gòu)造巖采樣，深入分形成機制和構(gòu)造演化階段；結(jié)合構(gòu)造巖微觀變形特征和巖石組構(gòu)分析，探變形期的應(yīng)力-應(yīng)變環(huán)境及動力學(xué)機制；通過對各個礦井的構(gòu)造特征的系統(tǒng)和分析，探討區(qū)域構(gòu)造對礦井構(gòu)造發(fā)育的控制作用，建立陽泉礦區(qū)構(gòu)造演化本文的技術(shù)路線圖如圖 1-1，具體研究步驟如下。

地質(zhì)概況ional Geological Setting地構(gòu)造位置（Tectonic Location）礦區(qū)位于山西省東部地區(qū)，在大地構(gòu)造位置上屬于華北地臺沁陽泉單斜帶，即沁水盆地的北翹起端（王紅巖，2005）。沁水山西斷塊的東南側(cè)，盆地東依太行山隆起，南接豫皖地塊，西靠五臺山隆起（圖 2-1），面積約 26000km2，是華北晚古生代平擠壓作用形成的復(fù)向斜（山西省區(qū)域地質(zhì)志，1989；劉超等斜主體構(gòu)造形態(tài)呈長軸狀，沿 NNE 向延伸，次級褶皺發(fā)育。、西兩側(cè)均發(fā)育逆沖斷層，顯示了水平擠壓的特征，盆地內(nèi)部變角度正斷層為主，分布于盆地的西北部、西南部及東南緣等地向腹部逐漸變新，地層發(fā)育較為齊全，外圍古生界呈環(huán)狀單斜，盆地腹部被三疊系及新生代地層覆蓋。

2 區(qū)域地質(zhì)概況 地層與含煤地層(Stratum and Coal-bearing Strata).1 地層研究區(qū)位于華北地層區(qū)的中部地帶，侏羅系以前地層發(fā)育相對較全，只志留系和泥盆系以及石炭系下統(tǒng)部分地層，這也與整個華北地區(qū)地層層（王永超，2014；王瑩，2013）�；鬃冑|(zhì)巖系大范圍出露，主要為太巖及各種變質(zhì)巖主要分布在五臺山隆起以及太行大斷裂一帶。由斷裂帶水盆地內(nèi)部，地層由新到老發(fā)育比較齊全，從太古界、元古界、古生界、奧陶系、石炭系、二疊系至中生界的三疊系均有發(fā)育，盆地內(nèi)地層分型復(fù)式向斜特征，邊緣出露老地層，盆內(nèi)出露新地層。新生界主要分布以東，山西地塹以及沁水盆地中部等地（圖 2-2）。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2857316