汤昆
云南省一四三煤田地质勘探队 云南曲靖 655000
摘要:地质体是在地壳演化中形成的,它是建造和构造形变的综合体。“松子山构造区”滑覆构造总体构造形态为断裂化的地质体在较晚期构造应力或工程载荷作用下沿已存在的断裂发生形变和位移的现象。自印支运动(三叠系以后)以来经历了多期构造变动。据区域构造及构造发展史,区内构造变形主要形成于燕山期及其以后的造山运动,上覆地层构造较为复杂,经矿区富民、松子山、鑫田、中鑫煤矿四个勘探区大量钻孔验证,“松子山构造区”宣威组(P2x)上覆地层(以下简称盖层),应为燕山期形成的一规模较大的滑覆体。
关键词:松子山矿区;断裂;滑覆构造;滑动构造三要素;滑动系统;前缘挤压带;后缘拉伸带
松子山矿区横垮云南省富源县富村镇及贵州省盘县乐民镇,中心点位于富源县城135°方向,直线距离约41km,出露地层从老至新有泥盆系、石炭系、二迭系、三叠系及第四系,地层累计厚度约为7000m。缺失了志留系、泥盆系下统、侏罗系、白垩系、第三系地层。其中,以二迭系、三叠系地层分布较广,第四系(Q)地层零星分布于河流两岸、平坝及山间低凹处。主要含煤地层为上二迭统宣威组。
1区域地质背景
矿区处于扬子准地台西南边缘,滇黔凹褶束;云南山字型构造第二道弧(石屏建水弧)之滇东台褶带。区域构造处于压扭性弧岛状构造带上,富源~弥勒断裂带和平关~阿岗断裂带之间。夹持于该两条区域断裂带之间的是一轴向近南北,整体呈北北东向展布的复式向斜构造,褶皱及断裂发育。区域构造自西向东主要有富源-弥勒断裂、恩洪复向斜、平关-阿岗断裂。现将主要区域构造分述如下:
(1)富源-弥勒断裂带:规模大,南西见于弥勒城北,经富源县东向北东方向延至贵州六枝境内,全长大于240km,地层断距大于2000m,断裂面为压扭性。在断层的南东盘地层变化大,褶曲发育,并伴有北西向次级断裂带。断裂带距本矿区较远。
(2)恩洪复向斜:夹于富源―弥勒断裂与平关-阿岗断裂之间轴向呈近南北向的向斜构造,轴部位于新村―九河一线,东翼宽缓,西翼较陡,两翼次级褶皱及压扭性、张扭性走向断裂发育。信德煤矿(区)即处于恩洪复向斜北部北东翼的一个次级背斜构造中。
(3)平关—阿岗断裂:为恩洪复向斜东界,亦是本矿区的东部边界断裂,南部起于罗平县阿岗以南,北至贵州平关以北,全长大于100km。地层断距大于500m,溶蚀、陷落、凹地发育,阿岗坝子即由该断层形成。断裂面为压扭性,次级羽状断裂发育。在矿区附近上盘出露地层为二叠系上统峨眉山玄武岩、宣威组煤系地层、三迭系下统卡以头组、飞仙关组、中统个旧组地层均有出露,下盘出露地层为二叠系下统的茅口灰岩和二叠系上统峨眉山玄武岩。
2松子山煤矿区滑覆构造
煤矿区域构造位于恩洪复式向斜北部东翼,富源—弥勒断裂带(贵州省称之为盘县大断裂)和平关—阿岗断裂带之间,具体位于阿岗—平关断裂带上盘,区域构造发育有一系列北北东向(少数近南北向)近于平行排列的开阔短轴褶曲和高角度压性冲断层,沿走向延伸往往呈“S”型波浪弯曲,断面倾向不定,南东东及北北西者均有。
在松子山因煤层勘查施工了约100个钻孔,经收集整理:所有揭露盖层的钻孔,均有不同程度的地層缺失现象,其规律为自北向南(富民煤矿~中鑫煤矿)、自北西向南东缺失地层逐渐减少,钻孔岩芯自北西向南东由零散~碎块状~轻微挤压~挤压~严重挤压渐变,为典型的地质体因构造应力发生位移的现象。
2.1 滑动构造的形成条件
滑动构造的形成除了滑动系统、滑面和下伏系统(底盘)三要素之外,还必须有促使滑动系统向某方向移动的力和将滑体与围岩分离的构造,这二者缺一不可。
(1)滑动构造的形成:燕山期一次强烈的造山运动,形成了著名的盘南、胜境关、老厂等一系列背斜(盘南背斜为贵州省盘县煤田重要的赋煤区之一,“松子山构造区” 位于该背斜南部末端)及其次一级的背斜构造,由于背斜的隆起,使周边地层逐渐抬高,在此过程中,平行于地层走向产生拉张应力,斜交走向产生剪切应力,这两种应力随着隆起的增高而逐渐增大,到一定程度岩层断裂产生走向断层和斜交断层,使滑动系统(严格讲应叫滑动系统前身)脱离上方和两侧围岩。与此同时,随着背斜的隆起滑动系统越抬越高,其下滑的分力也逐渐增大,当这个分力增大到一定程度,就能克服下方岩体的阻力和底部摩擦力而开始滑动。
(2)滑动构造的发展:在滑动过程中,滑动系统各部的变化是不一样,主要表现在:由于向前滑动的结果,滑覆体后部必然与隆起背斜拉开,二者之间出现悬空现象,因重力原因,滑动系统的尾部岩层常发生滚卷而形成背斜,并伴随发生一些断裂构造(大部分为反向)。在“松子山构造区”浅部大量钻孔揭露三叠系的地层零乱地覆盖在宣威组(P2x)地层之上,推测就是上述的“滚卷背斜”残留物。在后部产生规模大小不等的走向断层,这些断层的普遍特点是:上部倾角陡、落差大,下部倾角缓、落差小,进入宣威组(P2x)含煤地层后,由切层转变为沿某一软弱面顺层滑动。(图2.1-1)。
图2.1-1
(3)滑动构造的三要素
①主滑面:即分隔滑动系统与下伏系统的分界面。它不是一个简单的滑面,而是一组分分合合的滑面群,也是滑动系统脱离下伏系统而独立运动的滑脱面。该滑脱面后缘地表露头线在富民煤矿(南段)及松子山煤矿西部有出露,将其命名为F1,滑脱面前缘地表露头线在鑫田煤矿及中鑫煤矿东部有出露,将其命名为F12、F19。
主滑面近似为一两侧为弧形的平底“V”字型,经大量钻孔揭露,滑面最低处大致位于35446000经线附近,其东、西两侧为相向的滑面角。西侧:主滑面相对较稳定地分布在一定层位(位于6煤层及其顶、底板泥岩中),滑面产状与下伏系统地层产状大致平行,滑面倾向近东,地表倾角较大,在30~50°之间,往下逐渐减小至水平状;东侧主滑面因动力的减小,滑面位置不沿固定在某一层位,一般沿软弱面切层而过,滑面倾向近西,地表倾角较大,在30~90°之间(局部反倾),往下逐渐减小至水平状。滑面岩性以糜棱岩、泥岩为主,胶结紧密。
②滑动系统:即滑动构造上盘,在滑动过程中是相对运动盘,它由三叠系地层组成,其总的特点是断层较多,钻孔岩芯破碎,地层缺层现象严重。
③下伏系统:即滑动构造的底盘,由宣威组中、下段(P2x1-2)地层组成,大部分被滑体掩盖。整体来看,底盘构造是个轴面向南倾的相对来说基本对称的向斜构造,但中部发育有次一级的褶曲,较大的褶曲位于近轴部位置的背斜构造。
2.2 矿区滑覆构造的标志
(1)滑覆体后缘拉伸带
以富民煤矿北部外围雅达村(录属于贵州省盘县)保存较好,拉伸带沿先期形成的逆冲断裂带发育,断裂破碎带内除可见先期挤压逆冲产生的