河北省大城勘查区构造成因分析

张治学

河北省煤田地质局物测地质队，河北 邢台 054000

1 勘查区构造特征

大城勘查区位于河北省平原区东南部、在巨厚的新生界（新生界厚度大于800m）下埋藏有石炭～二叠纪煤系地层。该区地层走向总体呈NE，沿走向地层呈波状延伸，整体呈向北西倾的单斜层。地层倾角平缓，一般5°～10°，在单斜构造背景上发育有少量断裂和褶曲，断层是主要构造形式，勘查区共有断层45条，其中落差H≥100m的断层6条，落差在50m≤H＜100m的断层3条，落差在20m≤H＜50m的断层19条；落差H＜20m的断层16条。断层均为正断层，走向以北西～南东向为主，其次为北东～南西走向的断层。它们联合把煤系地层切割呈埋深不等的断块。剖面上组合呈阶梯形、地堑型、地垒型（图1）。

勘查区中部有两条相近平行的大断层（DF16、DF17），断层走向为北西向，倾向南西，呈阶梯状组合；断层落差均大于100m，它们将勘查区分为南北两部分。

南区又以留林居向斜为界，该向斜以南断层较发育、共有断层16条，其中落差H≥100m的断层3条，50m≤H＜100m的断层2条。断层走向以北西西向为主，其次为近东西向，断层呈地堑、地垒组合；延伸到东部煤层露头处的断层规模较大；西部断层的规模较小，其断层落差在10m～20m。东南边缘的边界断层（静海～大城断裂）控制煤层露头。从留林居向斜往北至DF16，断层较少、共有断层12条，其中落差H≥100m的断层2条（含DF16），其余断层的落差均小于50m。断层主要集中在该区域的中部，其走向为北西～近东西向。此外，该区中部还发育小褶曲，在小广安至西马村之间，他们呈轴向北东向、相间平行排列的背、向斜。

DF17断层以北断层较少，共有断层15条，其中落差H≥100m的断层1条（即DF17），其余断层的落差均小于50m。断层零星分布，其走向主要为北西～近东西向。沿东子牙村至辛庄发育一轴向呈北东向褶曲、即子牙背斜。此外，本区中部有两个小褶曲：西万灯背斜，长约5km，轴向呈北西向，向北西倾伏，轴线大致沿43勘查线延伸，平面上呈“S”，两翼倾角平缓，翼角小于10°。北楼堤向斜，位于西万灯背斜北侧，长约5km，轴向呈北西向，向北西倾伏，平面上呈“S”，两翼倾角平缓，翼角小于10°。

图1

2 成因分析

本区自石炭～二叠纪成煤后，经受了多期次构造运动的改造，形成了勘查区现在的煤层赋存状态及构造格局。华北古板块北缘从加里东运动阶段是一个不断向北增生的过程，至海西运动阶段古蒙古洋壳的消减，华北古板块和西伯利亚古板块发生碰撞对接，使得华北古板块北部隆升形成阴山古陆，成为华北盆地的主要物源区。印支运动，华北古板块仍受南北向挤压继续隆起，缺失晚三叠世的沉积。燕山运动阶段是华北古板块构造演化的一个转折，由于太平洋～库拉板块向北西西向俯冲于欧亚板块，并产生了强大的北西～南东方向的挤压应力场，塑性较强的沉积盖层形成轴向北东的褶皱及与其相配套的北北西和北东东向两组剪切断裂构造。受此应力的作用本区形成一组轴线北东向呈雁列式排列的褶皱，剖面组合呈隔档式（向斜宽、背斜窄），与其相配套的北西向张裂和近东西向剪切断裂构造（图2-a）。燕山运动末期压应力由北西～南东向挤压，转变为北东～南西向挤压，在此应力场的作用下形成了本区的静海～大城正断层，该断层斜切子牙背斜，背斜西北翼抬升，靠断层的部位煤系地层被剥蚀。予此同时，在子牙背斜的西北翼形成一组轴线呈北西向的褶曲，较大的有留林居向斜和陈庄向斜等，它们与前期的褶皱相比，其规模要小的多（图2-b）。喜马拉雅运动，印度板块与欧亚板块碰撞，受此挤压中国东部向东部太平洋自由面方向滑移、蠕散，在华北产生了北西西～南东东向伸展应力场。同时，华北上地幔的隆升，岩石圈的强烈减薄，也在华北产生近东西向拉张，它们共同作用，在本区形成一系列正断层，陈庄向斜被DF16、DF17断层破坏（图2-c），早期的断层此时也继续活动，破坏了煤层的连续性。由于地幔上隆，导致局部岩石熔融，所形成的岩浆岩顺断层侵入煤系地层中。新近纪以来，本区大幅度沉降，沉积了巨厚的新近系和第四系。

3 构造对煤层的影响

本区在燕山期形成的向斜构造，是煤层得以保存的关键，古近纪静海～大城断层再次活动，使得含煤区块大幅抬升，煤层埋深变浅。广宗普查区和南皮寨子预查区均具有相似的叠加构造特征，即在早期向斜（或单斜）的基础上，在其一侧发育喜山期的走向正断层，控制含煤区块的埋深；这是河北省平原区今后的找煤方向。勘查区内均为正断层，规模较大的断层破坏了含煤区的完整性和煤层的连续性。由于断层走向较接近，将区内地层以及煤层切割成近东西向条块状，在纵剖面上以地堑和地垒或阶梯的形式存在。这些较大断层的存在，将会影响到井田、采区划分及采煤工作面布置。褶曲主要是影响煤层底板的起伏，由于勘查区地层倾角平缓，所以对煤层开采的影响不大。

[1]中华人民共和国地质矿产部. 地质专报. 河北省北京市天津市区域地质志地质出版社，1989（06）

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[4]何樵登等. 地震勘探原理和方法[M]. 北京：地质出版社，1986.

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