■雷亚平 董译繁
(西安地质矿产勘查开发院 陕西 西安 710100)
陕西省石炭二叠纪煤田韩城矿区地质构造及煤层构造特征
■雷亚平董译繁
(西安地质矿产勘查开发院陕西西安710100)
本文以华北地层区鄂尔多斯盆地南缘地层、构造等资料为基础,对陕西省石炭二叠纪煤田韩城矿区地质特征进行了较为详细的探讨,为韩城矿区的以后煤矿设计及开采提供了较为详尽的地质资料。
韩城矿区地层褶皱断层煤层构造岩浆岩
韩城矿区属渭北石炭二叠纪煤田一部分,地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。矿区基岩大片裸露,新近系红土层、第四系黄土层分布面积较小,地层自东而西由老到新,大致呈北北东向呈带状分布。
2.1矿区构造特征
韩城矿区位于祁吕贺山字型构造的前弧东翼内侧,并处于新华夏系第三沉降带之东部,秦岭、阴山两个大型纬向构造带之间。韩城矿区总体构造框架为一宽缓的向北西方向缓倾的单斜构造,主要构造变形带集中在矿区东南边缘地带。褶皱构造:
2.1.1矿区边缘背斜带
根据出露的残体地层推断,背斜核部地层应为太古界,背斜轴向总体作北东30°~40°延伸,且可见其中尚包括四个左行斜列的双向倾伏背斜。现将其中四个北东向次级背斜特征分述如下:
A:上峪口背斜:北端始于禹北,受F2(上峪口逆断层)所切,南端止于燎原煤矿,延伸长在9km以上。核部最老地层出露太古界。轴向呈北东55°左右,枢纽作马鞍形起伏。该背斜断面皆向南东倾斜,且倾角较缓。
B:西垣山背斜:北端止于马庄以北,南端止于高山殿以南,延伸约9km。核部最老地层出露太古界。轴向呈北东50°左右,枢纽也作马鞍形。
C:庙坡(姚庄以西)背斜:北端止于雷家坡,南端止于象山南,延伸约7km。出露最古老地层为奥陶系下统最底部的冶里组、亮家山组,推断轴向北东35°~40°左右。
D:英山背斜:北起王庄以北,南止于小西庄以西,延伸约5km。背斜轴向约为北东35°~40°左右,枢纽仍为双向倾伏,中部呈弓形凸起。
2.1.2矿区边缘东西向背斜残体
东西向褶皱因受前述韩城边缘背斜带的横跨,又受F1正断层和走向逆断层的割切,故其残体规模有限,较明显的可见四个背斜的西段倾伏端,它们是:
A:阳山庄背斜:轴部出现太古界,外围受寒武系及奥陶系地层圈闭。轴向约北西70°~80°,北翼缓而南翼陡。本段残体规模较大,背斜倾伏端残体的横向最大宽度约3Km以上。
B:马庄背斜:轴部出现太古界,外围受寒武系、奥陶系地层圈闭,北部比较明显。轴向不易确定,但据地层展布势态仍可推断其为近东西或北西西向。
C:盘龙河背斜:轴部位于盘龙河口以南,受影响的地层仍为寒武系和奥陶系以及石炭系和二叠系下部地层,石炭系地层圈闭明显。轴向近于东西,倾伏端的横向规模最大宽度约在2Km以上。
D:土门口背斜:位于涺水河在象山的出口处,本残体由于受多条断层切割而不易测定轴向,但据地层展布趋势分析,仍属近东西向,且南部圈闭趋势急剧,故推测为南翼陡而北翼缓的不对称背斜的倾没端。
2.2断裂构造
断层为本区最为发育的构造形式,多为走向断层,一般都延伸较远,以平行或斜列形式组成断层带,有的则常出现分叉或归复,也有分支断裂伴生,使韩城矿区东缘组成断裂网系,呈现褶断带性质。现将规模较大者分述如下:
A:韩城正断层(F1):为韩城矿区之最大正断层。位于韩城市山区与黄河河谷平原交界地带,总长40km以上。总体走向呈北东30°~40°,各段走向不一,呈现曲折。F1断层发育较晚,几乎切过了全区的所有较大构造。
B:上峪口逆断层(F2):也称禹门口~文家岭逆断层。北起禹门口以北的黄河左岸,分布稳定,出露完整,长约10公里。断层走向与地层走向基本一致,倾角35-70度,属一条挤压明显的逆推走向断层。断距各处不一。
C:龙王寺逆断层(F21):位于东岭村至龙王寺沟。断层走向北东东—南西西,长约2km。断层面倾向南东,呈波状起伏,倾角60°。断距不详。
矿区浅部煤系因受断褶构造影响,倾角呈急倾斜甚至直立现象,但沿煤层露头倾斜方向不远,煤层倾角急剧变缓在15o以下,剖面总体形态呈‘L”型。发育在煤层内的构造以中型褶皱及落差5m以下的中小型断层为主,大中型断层不甚发育。
沿煤层走向,从南西至北东,煤层走向呈多级正弦型波状曲线变化。其中一级波状弯曲有三个,分别为弧顶位于象山煤矿井口附近,向南弯凸的一级宽缓向斜,弧顶位于文家岭附近向北西弯突的一级宽缓背斜及弧顶位于桑树坪矿南部边界向南东弯凸的一级宽缓复式向斜。这些宽缓的一级背向斜构造,轴向北西。在聚煤时期,就以隆起和凹陷的形式控制着含煤沉积和聚煤作用。表现在凹陷区(现今的向斜区)地层沉积厚度大,细碎屑岩及泥岩所占比例高。地层含煤性好,煤层厚度大,向着隆起区(现今的背斜区)方向地层厚度及煤层厚度都趋于减薄。
在上述一级波状弯曲的基础上,各井田主要以二级波状弯曲的褶皱为主,其方向除NW向外,还有近EW向及NE向褶皱。NW向褶皱仍以聚煤期发育的更次一级的同期隆起和凹陷为主,是直接控制井田内煤层厚度变化和相带分布的波状构造。经后期差异压实及北东—南西方向的挤压而表现出宽缓的产状变化。近EW及NE向褶皱系聚煤期后构造运动形成的褶皱,其中EW向褶皱以宽缓的倾伏褶皱或褶皱鼻形式显现;NE向褶皱仅在矿区边浅部表现强烈,因汾渭断陷的陷落,只保留褶皱带的边缘,该褶皱带向煤田内部迅速减弱仅有微弱的余波影响,主要为轴向NE60-65°的短轴背向斜。
沿煤层倾向,在单斜背景的基础上,发现数条北东方向的二级挠曲带。其表现特征为:煤层底板等高线由密变稀,倾角由陡变缓,或等高线由稀变密,倾角由缓变陡。前者组成挠曲向斜,后者组成挠曲背斜。这些挠曲背向斜由浅部到深部,幅度与强度有逐步减弱趋势。它们的枢纽在未受横向构造干扰的情况下,总体顺等高线延展。在横向构造干扰时,挠曲枢纽线便穿越底板等高线。在现有生产矿井深部边界线范围内,可以发现至少2条这样的挠曲向斜和彼邻的挠曲背斜。
韩成矿区构造框架总体为一向北西方向缓倾的单斜构造,构造变形带主要集中在矿区东南边缘地带及南部。矿区浅部煤系因受断褶构造影响,倾角呈急倾斜甚至直立现象,但沿煤层露头倾斜方向不远,煤层倾角急剧变缓在15°以下,剖面总体形态呈‘L”型。发育在煤层内的构造以中型褶皱及落差5m以下的中小型断层为主,大中型断层不甚发育。
X752[文献码]B
1000-405X(2016)-9-12-1
雷亚平(1983~),女,学士,地质学专业。