徐宿地区构造演化特征及控煤作用

刘金鑫　张凯

【摘 要】徐宿地区处于苏鲁豫皖交界中心，大地构造隶属于华北板块东南缘，是华北地区主要的赋煤地带，自石炭二叠纪以来，该区经受了多次构造活动，构造演化与华北板块南缘和东缘的两条板缘构造活动带密切相关。本文对研究区构造演化特征进行了详细探讨，并探讨了研究区构造演化对煤田的控制作用。

【关键词】徐宿；构造演化；特征；控煤作用

0 引言

徐宿地区大地构造上位于华北板块东南缘，东以郯庐断裂相隔，受南、东两侧板缘活动带控制，构造活动强烈，发育了一系列逆冲断层和紧闭的线性褶皱，平面上呈西向凸出的弧形，与区域性的构造格局极不协调。本文研究了区域构造演化特征及其对煤控制作用。

1 区域地层

徐宿地区的地层属于华北地层区，区内的基岩出露面积比较小，多为第四系覆盖，古老的结晶基底地未见揭露，盖层发育良好。研究区从青白口系到二叠系发育了一套比较稳定的地台型沉积盖层，覆盖在太古界泰山群变质基底之上，可划分成3个亚构造层：青白口震旦系、寒武奥陶系和石炭二叠系。下部的青白口震旦系亚构造层主要为海相碳酸盐岩，厚度从SE向NW逐渐减小，从而构成向NW减薄的楔状沉积体。寒武奥陶系和石炭二叠系两个亚构造层分别是滨海相的碎屑岩和浅海相的碳酸盐岩组成的稳定上部盖层，呈微角度不整合覆盖在青白口震旦系亚构造层的上面。石炭系和二叠系为含煤地层，中、新生界主要发育于区内各断陷盆地内，为陆相碎屑及火山碎屑沉积，有侏罗系上统、白垩系及古近系和新近系，第四系在全区广泛分布。

2 区域地质概况

徐宿地区大地构造上处于华北板块东南边缘，南面与华南板块相接，东面和郯庐断裂带相隔，西面与河淮沉降区相毗邻，南北分别被EW向光武～固镇断裂和EW向丰沛断裂所限制，区域基底构造格架受南、东两侧板缘活动带控制，总体表现为受郯庐断裂控制的近SN向的褶皱断裂，叠加并切割早期的EW向构造，形成现今NNE向延伸的徐宿弧形构造，显示出了一种和区域构造不协调的特殊构造格局。自燕山运动以来沉降区发生大规模断陷活动，中新生界厚度普遍在2000米以上，隆起区自中生代后主体部分沉降幅度不大或隆起遭受剥蚀。

3 区域构造演化

根据区域地质资料综合分析认为在加里东运动后的漫长地质历史中构造变形微弱，地壳运动以区性升降活动为主，并连续沉积了中生代早三叠纪的地层。沉积格局整体上呈东西展布，是华北古板块与周缘华南板块之间的相互作用的结果。

印支—燕山早期，华北古板块与华南古板块沿南北方向运动并发生碰撞后，“苏胶”或“张八岭”地块向华北古板块施加反方向的南东东向挤压应力，使本区由早期的南北挤压为主的应力状态转变为强烈的近东向挤压。在先期形成的东西向断裂构造的基础上产生近南北向的断陷隆起；郯庐断裂带也在同时活动，发生左行剪切。这些由南东向北西叠加的隆起与挤压以及前寒武系楔形体向西向上运移，终于导致本区发生由南东东向北西西强烈的逆冲推覆。并因其推覆挤压前端遇到徐州西北砀山古陆核的阻挡，产生一系列北东向的向南减弱、向北发展的反向逆冲断裂。

晚侏罗世至早白垩世，郯庐断裂拉张裂陷，本区也受影响。由东到西，产生由强至弱的断陷活动，东西、南北向古断裂复活。反向逆冲断裂的活动促使上覆系统沿石炭二叠纪煤系底面软弱层产生伸展性重力滑动构造。早白垩世后，燕山晚期的挤压活动加强了本区已有逆冲推覆构造的活动，并因宿北断裂的平移剪切，最终造成徐宿弧形逆冲推覆构造。

喜马拉雅期，主要表现为古构造的改造作用。近东西的大断裂受到左行压剪作用，但NNE走向大断裂处于右行压剪状态，早期的右行走滑NE～NEE向断裂转变为单一的拉张作用，从而正断层活动达到鼎盛。

4 构造演化对煤控制作用

徐宿地区在古生代形成石炭、二叠系含煤地层之后，遭受中、新生代印支、燕山以及喜山期强烈构造活动的破坏和改造而发生构造变形，力学性质不同的岩层其变形程度不同，夹于能干岩层之间的煤层是地壳各类岩石中最易变形、最易流动的软弱层之一。因此构造动力变质作用所形成的构造煤成为一种普遍现象，徐宿地区在构造动力变质作用下，对深成变质作用和岩浆热力变质作用形成的构造煤加以改造，加深了构造煤的变形变质程度。

徐宿地区石炭、二叠系含煤地层沉积期间，构造活动主要表现为区域性的整体升降运动，含煤岩系形成之后，仍延续了这种构造演化特征和构造格局，煤系上覆地层缓慢增加。进入三叠纪后地壳沉降速率急剧增大，本区快速沉降，连续沉积了三叠系地层。

晚三疊世开始，华北与华南板块发生碰撞，由南向北的挤压应力，促使本区整体上隆，沉积作用间断，原先沉积的地层遭受风化剥蚀。燕山构造旋回早期，本区进入该太平洋构造域。由于中国东部太平洋板块向中国大陆下的的俯冲，区域应力转为NW～SE向作用，因而东部地区大量NE向构造形迹发育。同时在向斜褶皱和坳陷盆地内堆积了侏罗纪陆相红色碎屑岩沉积和火山岩沉积。晚三叠世～早侏罗世阶段，地壳处于波动上升状态，煤层埋深由2000m以下剥蚀至1500m左右。

中、晚侏罗世发生了更为强烈的燕山运动，本区发生断块差异升降运动，形成隆起或坳陷，进而形成许多相互独立的断陷盆地，在一些坳陷和断陷中形成晚侏罗世和早白垩世陆相沉积，并沿断裂带仍有岩浆侵入活动。中生代的印支和燕山运动使得本区的煤系抬升、褶皱、断裂，并经历了漫长的风化剥蚀和夷平，至此本区构造的基本轮廓已经成形，形成现今的煤系布局。

5 结语

徐宿地区区域构造演化特征复杂，最主要构造为徐宿弧形构造。中生代的印支和燕山运动使得本区的煤系抬升、褶皱、断裂，并经历了漫长的风化剥蚀和夷平，至此本区构造的基本轮廓已经成形，形成现今的煤系布局。构造演化与华北板块南缘和东缘的两条板缘构造活动带密切相关，徐宿地区的煤层赋存明显地受区域构造的控制，应该注意在北东向延展的推覆断裂下找煤。

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[责任编辑：薛俊歌]