探討滎鞏煤田控煤構造樣式范文

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摘要：滎鞏煤田煤炭資源豐富，受構造格局控制明顯。立足于煤田構造特點分析，在以往地質資料進行信息挖掘和再認識基礎上，系統(tǒng)研究了滎鞏煤田地質構造特征與地質構造形成機制、構造演化史及現(xiàn)存構造格局，建立了滎鞏煤田控煤構造樣式，將滎鞏煤田控煤構造樣式劃分為壓縮構造樣式、伸展構造樣式、剪切和旋轉構造樣式、滑動構造樣式等4大類，縱灣褶皺型構造控煤樣式、塹壘型構造控煤樣式、單斜斷塊型構造控煤樣式、走滑型構造控煤樣式、背斜型重力滑動構造控煤樣式、掀斜型重力滑動構造控煤樣式等6小類，科學指導了煤炭資源潛力預測與評價工作。

關鍵詞：滎鞏煤田；控煤構造樣式；資源預測

0引言

控煤構造樣式是針對煤炭資源評價與勘查開發(fā)提出來的，用以描述對煤系和煤層的形成、構造演化和現(xiàn)今賦存狀況具有控制作用的構造樣式，它們是區(qū)域構造樣式中的重要組成部分但不是全部。控煤構造樣式的厘定，對于深入認識煤田構造發(fā)育規(guī)律、指導煤炭資源評價和煤炭資源勘查實踐具有重要意義。本文通過對滎鞏煤田以往地質資料進行信息挖掘和再認識，結合野外地質調查、生產礦井實地調查，以構造控煤作用分析為核心，深入系統(tǒng)的研究了區(qū)內地質構造特征與地質構造形成機制、構造演化史及現(xiàn)存構造格局，在地球動力學、構造地質學基礎上建立了滎鞏煤田的控煤構造樣式，科學的指導了滎鞏煤田的煤炭資源潛力預測與評價工作，同時，提供了區(qū)域構造研究指導找煤的思路和方法。

1研究區(qū)地質背景

1．1地層滎鞏煤田西起于五指嶺斷層與偃龍煤田相接，東至中牟縣與通許找煤區(qū)相連，北臨開封凹陷與焦作煤田相望，南至王口斷層與新密煤田相鄰。據(jù)河南省綜合地層區(qū)劃，滎鞏煤田地層屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)嵩箕小區(qū)，發(fā)育地層由老到新有元古界的嵩山群、震旦系地層；古生界的寒武系、奧陶系和二疊系地層；中生界的三疊系地層和新生界的古近系、新近系和第四系地層。

1．2構造滎鞏煤田大地構造位置位于一級構造分區(qū)華北板塊板內，二級構造分區(qū)嵩箕構造亞區(qū)之嵩箕斷隆東北部。滎鞏煤田基本構造形態(tài)為中西部地層走向近東西轉向東部地層走向近北北西，傾向由中西部向傾北轉向東部的向南西西傾，傾角一般在5°～20°的單斜構造，屬嵩山背斜北翼，具體位于嵩山背斜的東北部，郭小寨斷層的上盤。構造形跡以斷裂構造、滑動構造為主。斷裂構造按其走向，可分為近東西向、北西向和北東向三組，近東西向斷裂構造最為發(fā)育，但東西向構造受北西向構造的后期切割比較明顯，構成煤田的基本構造格架；滑動構造發(fā)育有徐莊滑動構造、大峪溝滑動構造、鐵山滑動構造、金龍滑動構造、三李滑動構造、米河—賈峪滑動構造和計河滑動構造等7個，均形成于燕山期。

1．3煤層滎鞏煤田含煤地層為二疊系地層，總厚688．93m，自下而上劃分4個地層組9個煤段，即太原組為一煤段，山西組為二煤段，下石盒子組含三煤段、四煤段、五煤段和六煤段，上石盒子組含七煤段、八煤段和九煤段。共含煤23層，煤層總厚15．33m，含煤系數(shù)為2．2％，其中山西組下部二1煤全區(qū)可采，太原組一1煤大部可采，一3煤、二12煤局部可采。

1．4沉積巖相古地理格局滎鞏煤田位于華北晚古生代巨型聚煤盆地南帶，含煤巖系兼有北型及南相的特點。中奧陶世末期，整個華北板塊受加里東運動影響上升為陸地，經(jīng)受長期風化剝蝕，使中奧陶世石灰?guī)r表面遭受卡斯特化。晚二疊世早期，整個華北板塊受到華力西運動的影響，北部西—蒙古板塊由北向南向華北板塊俯沖，南部古華南板塊由南向北向華北板塊猛烈俯沖，形成古地形為南高北低。地面開始下沉，海水自北東和東侵入，整個華北板塊演化為大型濱海盆地，鄭州—鄢陵一線以北及其以東地區(qū)不同程度接受了沉積，以南和以西仍遭風化剝蝕。本區(qū)為熱帶—亞熱帶以華夏植物群早期古植物為特征的濱海環(huán)境。晚二疊世晚期，西—蒙古板塊俯沖加劇，古地形北高南低，海水為北西—南東向，華北聚煤盆地北帶為陸相沖積扇河流體系沉積，中帶、南帶以過渡相三角洲體系沉積為主。中二疊世早期至中二疊世晚期，基本繼承了晚二疊世晚期的古地理格局，但隨著北部陰山古陸的不斷抬升和海水的不斷南退，華北聚煤盆地沉積相帶也不斷向南遷移，形成以陸源碎屑為主的海退型沉積相組合，三角洲平原多覆以沼澤和泥炭沼澤，并不斷向南遷移，泥炭物質的堆積部位亦隨之上移。晚二疊世早期末，古華南板塊對華北板塊俯沖加劇，中條、伏牛古陸迅起，河南域內形成西南高、東北低的古斜坡，南緣的伏牛古陸成為本區(qū)的主要物源區(qū)。此時，古氣候干旱炎熱，泥炭沼澤絕跡，本區(qū)演化為陸緣近海湖環(huán)境?？傊?，滎鞏煤田自早二疊世至中二疊世，地臺基本穩(wěn)定，間以振蕩運動，海浸頻繁，沉積盆地基底緩慢下沉，物源供應充足，繼陸表海、半咸水海灣沉積過渡為三角洲沉積，形成了多旋回結構的含煤巖系連續(xù)沉積。

2研究區(qū)構造演化

滎鞏煤田成煤期后先后經(jīng)歷了印支期、燕山早期、燕山晚期和喜山期等4次構造運動，其中，印支運動和燕山早期運動對滎鞏煤田煤炭資源賦存影響比較大。印支期，受印支運動影響，北部在西—蒙古板塊向南俯沖，南部華南古板塊向北俯沖，在南北向擠壓應力作用下，華北板塊內處于擠壓收縮狀態(tài)，形成東西走向的大型背斜和壓性或壓扭性斷裂，橫穿全區(qū)，線性特征明顯，呈現(xiàn)區(qū)內最基本、最醒目的構造；燕山期，受燕山運動影響，華北板塊與華南板塊發(fā)生碰撞，華北板塊內強烈擠壓，特別是燕山早期北西—南東向擠壓強烈，產生北西向的平移斷裂構造和褶皺滑脫。該組斷裂規(guī)模大，延伸近距離遠，切割深度大，線性特征明顯，具有明顯的左行平移性質。北西向的斷裂切割或改造了早期東西向的斷裂和褶皺，使其發(fā)生扭曲，形成“弧形”或“S”形。燕山晚期在北東—南西向應力作用下，形成北東向斷裂，但北東向斷裂在規(guī)模及頻度上及對煤層的控制程度上，都遠不及東西向及北西向構造；因此，在印支期—燕山期，印支運動和燕山運動對華北板塊均產生了擠壓作用，使得華北板塊內發(fā)育以擠壓收縮型為主的構造格局。喜山期，喜山運動對華北板塊產生東西向應力，表現(xiàn)為拉張作用，華北板塊處于伸展狀態(tài)，產生了以伸展型構造，使印支期形成的東西向構造和燕山早期形成的北西向構造產生繼承性活動。

3研究區(qū)構造控煤樣式

以野外調查、煤田地質勘探資料分析為基礎，根據(jù)河南省區(qū)域構造特征、地殼應力環(huán)境，結合滎鞏煤田含煤巖系和煤層現(xiàn)今分布與構造形態(tài)之間的關系，將滎鞏煤田控煤構造樣式劃分為壓縮構造樣式、伸展構造樣式、剪切和旋轉構造樣式、滑動構造樣式等4大類，縱灣褶皺型構造控煤樣式、塹壘型構造控煤樣式、單斜斷塊型構造控煤樣式、走滑型構造控煤樣式、背斜型重力滑動構造控煤樣式、掀斜型重力滑動構造控煤樣式等6小類。

3．1滑動構造控煤樣式滑動構造屬發(fā)育在地殼淺層的面狀構造，是深部地質應力集中釋放后，淺層地體趨衡的一種相對水平運動。根據(jù)滎鞏煤田滑動構造滑面賦存位置及展布形態(tài)，可劃分為背斜型重力滑動控煤構造、掀斜型重力滑動控煤構造。滑動構造的根部及滑體中前部由于切割二1煤層上覆地層，且由于滑體的滑動運移，使根部較新地層直接覆蓋于較老地層之上，造成地層缺失，呈現(xiàn)正斷層性質，往往使煤層埋深變淺，易于開采；滑動構造的前弧，由于根部的推力滑動作用，使前弧較老地層覆蓋于較新地層之上，造成地層重復，表現(xiàn)逆斷層性質，雖然地層重復，但由于抬升遭受后期的剝蝕，往往使煤層埋深較改造之前變化不大。

3．2背斜構造控煤樣式印支運動晚期，在南北擠壓應力作用下形成了嵩山背斜、穎陽—新密向斜和箕山背斜。嵩山背軸部抬升比較高，遭受剝蝕，煤系地層被剝蝕，兩翼煤系地層保存完好，賦存了滎鞏煤田、偃龍煤田、新密煤田和登封煤田4個煤田。滎鞏煤田位于嵩山背斜北翼，軸的中西段，由于背斜軸仰起并長期裸露地表，使煤系遭到剝蝕，僅殘留了元古界、寒武系、奧陶系。而在背斜軸的傾末端、三李區(qū)和背斜的南北兩冀則保留了較厚的煤系地層，這些地段是本次預測找煤的重點。

3．3走滑型構造控煤樣式斷層兩盤沿斷層走向相對滑動，對煤層賦存產生影響。研究區(qū)西部邊界斷層—五指嶺平移斷層，具左行平移性質，規(guī)模較大，長期活動，使西盤之煤層向南平移數(shù)千米，使東盤之煤層向北平移數(shù)千米，成為偃龍煤田與滎鞏煤田之自然邊界。另外也使富煤帶的走向由近東西向變?yōu)楸蔽飨?。同時，五指嶺斷層西南盤下降，保存了部分煤系。

3．4伸展構造控煤樣式伸展構造是在區(qū)域性引張應力作用下形成的一套以正斷層為主的線狀或面狀構造組合。一般有塹壘構造、單斜斷塊等組合形式。伸展構造賦煤性較好，除個別上升盤遭剝蝕外，一般能較好保存原始沉積煤層，但煤層連續(xù)性較差，常被各向斷層分割成很多斷塊，形成地塹、地壘、階梯狀斷塊。地塹構造會使煤層埋深變得相對較深；地壘構造會使煤層埋深變得相對較淺；階梯狀斷塊煤層埋深隨著階梯的遞進而變深，往往不利于大型井田的劃分。

4對煤炭資源預測的指導

在分析研究滎鞏煤田構造演化、構造發(fā)育和賦存情況，建立的構造控煤樣式指導下，利用聚煤背景、構造組合方式在滎鞏煤田深部自西向東共劃分為5個預測靶區(qū)，分別為鞏義預測區(qū)、后河預測區(qū)、滎陽預測區(qū)、馬寨預測區(qū)和小喬預測區(qū)，預測靶區(qū)面積383．20km2，共預測總資源量164077萬t。

5結論

滎鞏煤田煤炭資源豐富，受構造格局控制明顯。根據(jù)區(qū)域構造特征、地殼應力環(huán)境，結合滎鞏煤田含煤巖系和煤層現(xiàn)今分布與構造形態(tài)之間的關系，將滎鞏煤田控煤構造樣式劃分為壓縮、伸展、剪切和旋轉、滑動等4大類控煤構造樣式，縱灣褶皺型、塹壘型、單斜斷塊型、走滑型、背斜型重力滑動構造、掀斜型重力滑動構造等6小類控煤構造。深入研究控煤構造樣式，探討煤系賦存規(guī)律及其與構造之間的關系，對進行煤炭資源潛力評價、勘查和安全開采具有重要意義。

作者：楊敏1，2；許軍2 單位：1．河南理工大學資源環(huán)境學院，2．河南省煤炭地質勘察研究總院