试述地质构造的主要形式及对矿山工程的影响

张晓勇

【摘要】地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形变位，从而形成诸如褶皱、节理、断层以及其他各种面状和线状构造等组成的地壳岩层和岩体。矿山工程是指在矿山进行矿产资源开采作业的工程。本文主要是针对矿山工程中的沉积岩、岩浆岩以及变质岩等岩石的构造特点，以及主要地质构造形式对矿山工程建设产生的影响，进行阐述和分析。

【关键词】地质构造；形式；矿山工程；影响

1、前言

矿山工程在建设过程中容易受到多种因素的影响，其中地层岩性、地质构造对矿山工程建设的影响最为明显。尤其是在不同形式的地质构造都会对矿山工程中的建设工作产生不同的影响，因此针对地质构造形式的研究对保证矿山工程安全生产有着重要作用，这对解决矿山工程建设中的安全隐患等问题有着重要的现实意义。在矿山工程建设过程中建设单位通过对地质构造的深入研究，可以保证充分利用地质构造中的构造优势，避开地质构造中的劣势，从而保证矿山工程建设的顺利进行。

2、矿山工程中主要岩石分类与构造特点分析

2.1沉积岩的构造特点

矿山工程中需要面对多种类型的岩石，沉积岩就是矿山工程中常见的岩石之一，常见的沉积岩一般都是以层状分布为主要形式，而且沉积岩受到其自身特性影响具备良好的层理性。常见的沉积岩，有直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分、硬度不大的石灰岩等。正常情况下机械性沉积岩主要包括胶结成分与颗粒成分，胶结成分主要是由钙、铁、硅以及泥等物质构成，其中硅质和铁质胶结的岩石较为坚硬，且不容易发生变形，而钙质胶结则会使岩石容易出现溶解，泥质胶结的岩石在遇到水的时候会出现软化的现象，因此，不同成分的沉积岩具有不同的特性。目前在沉积岩中所含有的矿产，约占全部世界矿产蕴藏量的80%，是矿山工程建设过程中主要研究对象。

2.2变质岩的构造特点

变质岩是矿山工程中较为常见的岩石种类之一，是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下发生变质而形成的岩石，在矿物成份、结构构造上具有变质过程中产生的特征，也常常残留有原岩的某些特点，变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质及变质程度有关。变质岩由于其成分上有较大的区别，这也就导致不同种类的变质岩变质程度也有深浅的区别，而这也直接导致岩石的岩性等方面也具有较大的区别。在矿山工程中常见的变质岩的稳定性相对较差，根据其变质环境的不同可以对其进行以下划分，石英岩石、大理岩石、板岩等，而且不同种类的变质岩排列结构也存在很大的差异性。

2.3岩浆岩的构造特点

岩浆岩（又名火成岩）是指岩浆冷却后（地壳里喷出的岩浆，或者被融化的现存岩石），成形的一种岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、安山岩及玄武岩等。一般来说，岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区。它们的特点通常是一个具体构造环境的典型，可以研究板块构造，在一些罕见情况下，它会含有重要矿物，例如花岗岩中可能有钨，锡和铀。矿山工程中常见岩浆岩的分类较为简单，主要可以根据其成分将岩浆岩划分为侵入岩和火山岩，但是矿山工程中常见岩浆岩的结构及其矿物组成却是相对较为复杂，如果是深层的侵入岩则其岩石的体积相对较大，岩石内部结晶较为均匀。而火山岩却和侵入岩存在较大的本质区别，因为火山岩的成分中一般都含有不同程度的凝灰，而且火山岩间层之间还存在有很多不规则的结构，岩浆岩在学界一直被认为是均质岩石，所以常见的岩浆岩物理力学的指标相对较好。

3、地质构造的主要形式对矿山工程的影响

3.1背斜构造对矿山工程的影响

背斜构造外形上一般是向上突出的弯曲，岩层自中心向外倾斜，核部是老岩层，两翼是新岩层（这一点是其与向斜的根本区别）。矿山工程领域中背斜的顶部在实际上容易受到张力的作用，将会导致岩石较为脆弱，容易破碎的岩层是便于矿山开采工作进行，由于背斜岩层向上拱起，且油、气的密度比水小，所以背斜常是良好的储油、气构造。同时建设单位还可以通过对背斜进行研究来确定钻井位置，这对减少矿山工程中的资源消耗有着重要的意义。

3.2向斜构造对矿山工程的影响

向斜构造属于褶曲构造的基本形态之一，与背斜相对。其两翼指向上方，中央向下屈曲，褶弯内之岩层，愈往中央，愈为年轻。在地形的原始形态中向斜往往会使其形成谷地，但是由于向斜岩层槽部在实际上容易受到挤压，这便使其物质坚硬且不容易被侵蚀，经过自然界长时间的侵蚀后会使向斜地层形成山岭地貌。由于向斜岩层底部岩石容易接受沉积但是却不容易被腐蚀，岩性相对较为坚硬，在矿山工程建设过程中向斜构造具备良好的储水构造，建设单位可以在向斜构造处寻找水源，为矿山工程提供丰富的水资源。因为向斜岩层向上弯曲，受力集中于中心，同一平面上各点受力不均匀，不宜修建铁路、隧道等工程。

3.3断层构造对矿山工程的影响

断层地质构造主要是指岩体在受力作用下出现了断裂，从而导致两侧的岩体沿着断裂面发生十分明显位移的断裂构造，断层的大小是与岩体受力作用的大小有所区别，规模大小不等，大者沿走向延伸數百千米，常由许多断层组成，可称为断裂带。断层破坏了岩石的连续完整性，对岩石的稳定还明显受到构造作用的强烈程度影响，随着地质构造作用的加强，断层泥、糜棱岩进一步发育，其稳定性更差，此外断层的宽度、倾角破碎程度对岩体的稳定性也有极大的影响，近于直立的断层就容易使采空区垮塌，破碎带越宽其稳定性就越差，从而影响工程的稳定性，与工程建设有着密切的联系。断裂性质的不同具有显著的差异，压性断层因受到较大压应力作用，内部充填结构致密的断层泥、糜棱岩，地表降水不易渗入，相对而言在雨季安全性较好，其倾角一般较缓，产生垮塌的可能性小。张性断层则相反，一般来说，张性断层引起两盘岩层产生层间错动的规模很小，结构松散的碎裂隙岩、断层泥不发育，其稳定性差。通常情况下矿山工程线路垂直通过断层比顺着断层方向通过受的危害小。

3.4其它地质构造形式对矿山工程的影响

另外对矿山工程建设有影响的还有节理构造，就是岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显的（眼睛能看清楚的）位移，是地壳上部岩石中最广泛发育的一种断裂构造。根据力学性质又可分张节理和剪切节理。前者即岩石受张应力形成的裂隙，后者即岩石受切应力形成的裂隙。沿最大切应力方向发育的细而密集的剪切节理，称为“劈理”。在地壳中，节理常作为矿液的流动通道和停积场所，直接控制着脉状金属矿床的分布，也是石油、天然气和地下水的运移通道和储聚场所。但节理过多发育会影响到水的渗漏和岩体的不稳定，给水库和大坝或大型建筑带来隐患，在石灰岩地区，节理和水溶作用形成喀斯特。

4、结语

矿山地质构造主要有褶皱、断层、节理等类型，地质构造对于矿山工程的安全具有很大影响。所以在进行矿山工程建设过程中，建设单位要科学、合理、系统的对地质构造进行分析和研究，充分利用所处地区地质构造中的优势，在避免地质构造形式对矿山工程带来不良影响的同时，可以确保矿山工程建设的安全性与合理性，这对提高矿山工程的建设效率、减少成本投入等方面有着重要作用。

参考文献：

[1]王文坤.地质构造的主要形式及对矿山工程的影响分析.工业技术.2013（7）

[2]王东生.地质构造的主要形式及对矿山工程的影响.价值工程.2013（2）

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