沁水煤田樊庄井田构造特征分析

田志强

（山西省煤炭地质114勘查院，山西长治046011）

沁水煤田樊庄井田构造特征分析

田志强*

（山西省煤炭地质114勘查院，山西长治046011）

在分析区域构造地质资料的基础上，通过樊庄井田地质填图、钻探、测井、化验等勘探手段，对区内出露地层构造和钻孔岩芯构造特征进行综合分析。结合区域构造演化，分析了井田构造发育特征、构造演化历史及其形成机制。认为樊庄井田构造主要受燕山运动构造活动控制，其构造格局表现为东西分带、南北分段的基本特征。

樊庄井田；构造特征；发展演化

樊庄勘探区位于山西省沁水煤田晋城矿区中部，勘探区面积127.01km2，地质填图面积140km2，共施工钻孔97个，其中11个钻孔见岩芯构造破碎带，1个钻孔为陷落柱。地质填图构造形迹与钻孔控制煤层起伏形态相对应。9个钻孔揭露的断裂构造和1个陷落柱未波及地表，其断层落差均不大于20m。依据区域构造特征及其演化，对本区构造特征进行对比分析。

1　区域构造特征

1.1区域构造位置

山西省地处华北古板块内部，属于典型的板内构造。晋城矿区位于华北断块区吕梁—太行断块沁水块坳东部次级构造单元沁水复式向斜南段，晋（城）—获（鹿）断裂带的西侧。樊庄井田位于晋城矿区的中部（图1）。

1.2区域构造特征

晋城矿区在奥陶系剥蚀面上沉积了石炭系、二叠系、三叠系地层，此间构造活动微弱。从三叠纪末期开始处于隆起状态广泛遭受剥蚀。之后始于早侏罗世至晚白垩世早期间为本区域最主要的燕山期构造运动活动阶段，在燕山运动的不同时期，随应力场的改变表现出不同的构造形式。

（1）燕山运动早期（早侏罗世—中侏罗世早期）：由于东西向主压应力的作用，构造变动在形态上主要为大型开阔褶皱，如太行山复式背斜隆起、沁水复式向斜。

（2）燕山运动中期（中侏罗世晚期—早白垩世早期）：该期是北北东向构造的主要时期，地块在南北向扭力和东西向挤压力联合作用下发生构造变动，主压应力方位由早期的东西向转变为北西西—南东东方向，由此而形成了北北东向的线型挤压带，如晋（城）—获（鹿）断裂带。

（3）燕山运动晚期（早白垩世晚期—晚白垩世早期）—喜山期：该期区域构造应力方式发生了改变，主压应力方向为北东—南西向，主张应力方向为北西—南东向，相应的构造变动以改造先期变形为主，以北北东向压性断层改造为张性断层尤为突出，其构造类型以断裂为主，褶皱次之。在沁水盆地南缘，有一组主要由东西向—北东向断层组成的弧形断裂带。井田内西部的寺头断层北东段走向北10°～25°东，南西段走向逐渐改为近东西向，这正是此期原属北北东向的构造形迹被改变的结果。

总之，沁水复向斜与太行山复背斜分界的晋获断裂带对区域构造格局的形成和发展具有重要的控制作用。晋城矿区主体构造线方向与晋获断裂带方向一致，呈北北东向展布，区域地层走向亦为北北东向，向西缓倾，沿走向和倾向方向均呈波状起伏，形成次一级宽缓的短轴褶曲，自东向西其褶皱的紧闭程度由强变弱，构造形迹的展布由集中到分散，隆起、凹褶的幅度逐渐变小，由窄变宽。区内形成的主要断裂构造为高角度正断层，走向北北东向。

2　井田构造

2.1井田构造特征

井田构造特征与区域构造特征一致。井田内总体构造形态为走向南北—北北东，向西缓倾的单斜。在此基础上发育方向比较单一的宽缓褶曲。沿倾向方向，东部较平缓；中部褶皱形迹紧密，西部较陡，走向近南北，多为不对称的褶曲，表现为东翼缓，西翼陡，两翼地层产状一般为4°～12°，局部受构造应力作用最大可达28°；西部表现为向西倾的单斜，倾角一般为10°左右。沿走向方向，南部褶曲，多为短轴宽缓褶曲，断裂构造较发育；北部褶曲相对紧密，两翼地层产状较陡。沿倾向及走向伴有少量断层和一个陷落柱。井田构造格局表现为东西分带、南北分段的基本特征（见图2）。

（1）褶曲：井田内共有10条褶曲，走向近南北，以西坪上背斜和应郭向斜为主体，构成井田构造形态的骨架(褶曲构造特征见表1)。

表1　樊庄井田褶曲构造统计表

（2）断层：井田内共有断层14条，其中落差大于50m的2条，落差在20～50m的断层5条，落差小于20m的7条；正断层8条，逆断层6条(断层构造特征见表2)。

利用钻孔破碎带孤立断点确定断层最可靠的依据是地层层位缺失和重复，其断层性质、落差易确认，走向依据井田在区域应力作用下张性断层一般为北25°东，压性断层一般为北15°西的方向确认，断面倾向方向一般与地层的倾向有关。

在区域构造应力作用下会形成一组走向、倾向、倾角相同，落差不一的叠瓦状断裂带；井田内逆断层规模均不大，落差小于30m，其沿走向和倾向方向延伸不会太远，倾角平缓，一般为45°左右，落差将逐渐变小导致断层消失，以至于地表基岩无断层表现形迹。

（3）陷落柱：井田内中部-107号钻孔为陷落柱(X1)，形态上，平面呈圆形或椭圆形，剖面上呈倒漏斗状。该孔从518.05m至终孔927.24m岩芯破碎。上部岩芯正常，未出露地表。其3号煤层陷落范围直径约200m。陷落柱壁倾角按区域陷落角为80°确定。

2.2井田构造应力场分析

井田构造的发育受到区域构造背景和构造应力场的控制。

燕山运动早期，最大挤压应力方位为东西向，构造变动在形态上主要为大型开阔褶皱；井田内在东西向挤压应力的作用下，形成次一级南北向压性构造褶曲和北北西向逆冲断裂。区域应力场河淮“软块”向西挤压遇到沁水相对“硬块”的作用下，使井田内构造由东向西，地层产状由东部平缓变形至西部较陡，褶曲亦形成东翼缓，西翼陡的不对称变形，地层产状最大可达28°。

燕山运动中期，主压应力方位由早期的东西向转变为北西西—南东东方向；在井田内形成北北东向压性构造，由于南部挤压性断裂的发育，应力得以释放，挤压褶曲应力得到“舒展”变形，使井田南部表现为断裂发育而褶曲宽缓的构造特征。

燕山运动晚期—喜山期，主压应力方位由中期的北西西—南东东方向转变为北东—南西向，主张应力方向为北西—南东向，相应的构造变动以改造先期变形为主，其构造类型以断裂为主；在井田内原形成的北北东向压性断裂改造为北北东向张性断裂；井田南端至寺头一线压应力迹线向北偏转，原北北东向构造形迹被改造形成由东西向—北东向的弧形张扭性断裂。

3　结语

樊庄井田构造的发育在很大程度上受到区域构造背景和构造应力场的控制。经历燕山运动早期、中期、晚期—喜山期等不同时期的改造，构造格局相应产生了分异转化。总体构造形态为走向南北—北北东，向西缓倾的单斜，在此基础上发育方向比较单一的宽缓褶曲。沿倾向方向，东部较平缓；中部褶皱形迹紧密，西部较陡，走向近南北。沿走向方向，南部褶曲，多为宽缓褶曲；北部褶曲相对紧密，两翼地层产状较陡。中南部沿倾向及走向伴有少量断层和一个陷落柱。其构造格局表现为东西分带、南北分段的基本特征

[1]武铁山，等.山西省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

[2]曹代勇，宁树正，郭爱军，等.中国煤田构造研究进展[J].中国煤炭地质，2014，26（4）：5-7.

[3] 邢集善，叶志光，孙振国，等.山西板内构造及其演化特征初探[J].山西地质，1991，6（1）：3-14.

P618

A

1004-5716(2016)11-0162-04

2015-12-09

2015-12-10

田志强（1962-），男（汉族），山西孝义人，工程师，现从事煤田地质工作。