青山硫铁矿区发生地震的原因分析

摘　要　本文通过现场调查和分析，得出湖南省青山硫铁矿区发生地震的主要原因是：由于地质构造和地压活动引起采空区顶板冒落、能量释放，而形成塌陷地震。同时，作者总结了事故的经验和教训，可为类似条件的矿山或工程提供借鉴。
　　关键词　青山硫铁矿　地质构造　地压活动　顶板冒落　地震

ANALYSIS OF CAUSES OF EARTHQUAKE
IN QINGSHAN PYRITE MINE AREA

Gu Xinjian
（Xiangtan Institute of Technology）

　　Abstract:In this pater,based on a field investigation and analysis,the main causes of earthguake occurred in the Qingshan Pyrite Mime area are pointed out.The geologic structural activity and ground pressure lead to roof fall,energy release and earthguake of sink.The author sums up a lesson of this accident,which can be helpful for other related mines.
　　Keywords:Geologic structure,Ground pressure,Roof fall,Earthquake

1　概　况
1.1　地震灾情简介
　　根据湖南省娄底、益阳、宁乡、长沙地震监测台网测定，1996年7月1日22时57分在湖南省涟源市伏口镇与安化县高明乡交界之处，青山硫铁矿区内(北纬28°02′，东经111°49′)发生了M_L2.6级地震。地震时震区内的群众普遍有感，当时听到地下“轰”的一声巨响，随之房屋晃动，门窗作响，人有上抛感，地表少数房屋开裂破坏，矿山井下四个采场垮塌，垮塌面积达1000m²(见图1)，采场矿柱和矿壁遭严重破坏，井下设备也被损坏。此次地震虽然震级不高，但震源极浅，烈度较大，破坏性大。经专家组现场鉴定，矿井不宜恢复生产，青山硫铁矿从1996年7月2日起被迫停产，宣布闭坑，造成直接经济损失达3000多万元，间接损失难以估计。

图1　220中段垮塌区平面图

1.2　矿区地质构造及水文地质条件
　　青山硫铁矿区位于华南加里东—印支褶皱带一级构造单元中的雪峰山北部边缘，加里东褶皱带的东南缘，湘中印支褶皱带北部高峰隆起带边缘，区域褶皱为龙坳向斜揭起端偏东部，为一单斜构造。出露的地层为震旦系灯影组硅质岩、陡山沱组炭质板岩、南沱冰碛砾泥岩、南泥长石石英砂岩、江口组板会砾砂岩，上覆盖层为古生代、中生代和新生代地层，其总厚度为2500～7000m，地层倾向SW235°～250°，倾角为25°～35°。矿区为一狭窄中低陡坡沟谷地形地貌，地表遍布溶洞、石芽、洼地，属“喀斯特”地形。区内断裂构造十分发育，主要有F₃扭动-平移正断层，其长度大于7km，走向NE-SW，倾向NW320°～335°，倾角30°～51°，平移推距752m，垂直断距340m，横切地层走向，形成矿区北部边界。并在F₃断层下盘平行发育一组张扭性次一级断层7条(f₁～f₇)切割地层和矿体，这些断层走向均为NE-SW，倾角大于80°，断层平均间距约为28.9m，见图2、表1。

表1　断层特征表

编号 切割
标高
(m) 切割
层位 走向
长度
(m) 平均垂
直断距
(m) 平均水
平断距
(m) 倾向 倾角 断层
性质 简单描述 F₃ 0以下 D₃S～D₂t 2300 340 752 320°～335° 30°～51° 正断层 地层错位，断层破碎带宽约2～15m，并含有泥砂角砾，褐铁矿和水等。 f₁ +150 D₂q⁴₂～D₂q²₂ 220 16.4 24.7 335°～356° 85°～88° 正断层 地层错位，见擦痕，为隐伏断层。 f₂ +220 D₂q⁰₂～D₂q²₂ 258 10 14.5 350°～356° 85°～88° 正断层 地层错位，断层面平直，局部是角砾岩，为隐伏断层。 f₃ +190 D₂q⁴₂～D₂q²₂ 270 5.4 10 350°～353° 85°～89° 正断层 地层错位，断层面平直，局部是角砾岩，为隐伏断层。 f₄ +170 D₂q⁴₂～D₂q²₂ 305 11.4 12.5 160°～