恩洪煤矿区构造成生机制初步分析

王鹏刚

恩洪煤矿区构造成生机制初步分析

王鹏刚

（四川省煤田测绘工程院，成都 610072）

在对滇东富源县恩洪煤田构造特征分析的基础上，将煤田古构造应力场分为加里东期、华力西期、印支—燕山早期及燕山晚期—喜马拉雅期四个期次，对各构造阶段的地壳应力状态及其产生的构造形迹进行扼要的论述，为该煤田构造的研究提供了一定的依据。

煤矿区；应力场；成生机制；恩洪

恩洪煤矿区位于滇东富源县境内, 矿区面积约620km2。区内分布上二叠统龙潭组、长兴组含煤地层，煤炭资源丰富，为云南省最主要的焦煤产地。该区在多期构造活动的作用下形成了复杂的构造格局，构造的后期叠加、改造迹象明显，前人多认为其为新华夏系构造产物，但尚未进行系统的成因演化分析。

由于地壳中的各种地质构造现象，都是岩层或岩体经受构造应力作用的产物。其类型、规模、空间分布、组合型式等均与构造应力场的性质、方向、大小以及岩石在变形环境中的力学性质有着极为密切的关系。在不同体系、不同方向和不同强度的构造应力场作用下，地壳中将产生不同的构造样式及组合型式[1]。前人[2~3]运用构造控煤分析方法，对研究区控煤构造进行了解析，建立了构造解析与构造控煤作用之间的联系，但对研究构造变形和造成变形的外力和应力条件之间的关系研究较为缺乏。

因此，要深入认识研究区内各种地质构造的分布、排列、组合规律，认识研究区内构造运动的发生、发展规律及与邻区的构造关系，进行构造预测，都必须在恢复研究区的古构造应力场，确定不同地质时期构造应力场的性质及其时空演化规律的基础上进行，目前很多学者已将此应用于煤田地质领域[4-9]。

1 恩洪煤矿区构造特征

1） 恩洪矿区处于滇东多种构造体系复合部位，总体为一北北东轴向的复式向斜，其间为北北东向滨太平洋体系的压扭性、压性断裂所分隔，普遍开阔的次级向、背斜褶皱密集展布其中，向斜一般较完整，背斜常被走向断裂破坏，以及众多的伴生及派生断裂构造穿插切割，并有南北向特提斯体系的扭张断裂构造稀疏散布（图1），地质构造复杂。

图1 恩洪矿区构造纲要图

2） 主干断裂富源-弥勒大断裂和平关-阿岗断裂总体走向北东，挤压、右旋扭动现象显著，且具先压后扭特点。其派生的西翼入字型褶断带为压扭性，东翼弧形断裂带为张扭性。主干断裂与主干断裂之间，分北北西及北东东两组共轭扭断裂，呈“X”型展布，并以北北西向为主，为数众多，规模一般较小，多显示张扭力学性质，北北西向多具左旋扭动特征，北东东向普遍具右旋扭动特征。

3）北北西及北东东向共轭扭断裂常切割其它各类断裂构造，东翼弧形断裂带的北东东向断裂一般切割西翼入字型褶断带的近南北向构造，南北向构造中的压扭性断裂一般切割张扭性断裂。

2 构造成生机制分析

2.1 成生序次

从矿区构造形迹展布关系看：矿区西部主体褶皱构造恩洪复向斜及其次级褶曲构造，皆依附于北北东向主干断裂呈雁形斜列，远离主干断裂其形迹则逐惭悄失，与东西两条主干断裂旁侧分别出现的北东向张扭断裂和北北东或近南北向的压扭性断裂，皆同属“入”字型派生构造，居于从属地位。矿区东北部及东南外围的压性构造，皆基本平行北北东向主干断裂独立展现，具同期性。

从构造形迹的力学性质看，如前述恩洪复向斜两侧主干断裂皆作右旋直线扭动，其派生构造，无论张性或压性无不具扭动特征。

根据矿区东部“入”字型断裂构造形迹有切割西部“入”字型构造，分支褶曲及压扭性断裂、特提斯系南北向扭张断裂，而本身又被共轭扭断裂切割的现象，初步判定矿区构造成生序次大致是:南北向扭张断裂→矿区东北部及东南部外围压性构造→富源—弥勒断裂→恩洪复向斜西翼次级褶曲及“入”字型压扭断裂→平关-阿岗断裂→恩洪复向斜东翼“入”字型褶曲及北东向张扭断裂→共轭扭断裂。

恩洪矿区构造成生序次分为四个阶段（图2）：

图2 恩洪矿区构造应力场演化示意图

1）雏形阶段，在晋宁、澄江、加里东运动的持续作用下，云南地块以东西向挤压应力为主，南北向构造活动占主要地位，恩洪矿区古北东向构造在持续的东西向挤压作用下塑性变形加强，与东西向主压应力的交角变大，从而由扭性变为压扭性，褶皱和冲断层逐渐发育起来，如图2-A。

2）发展阶段，发生于泥盆-二叠纪期的华力西运动，将此时主压应力方向转变为南北向，云南地壳由北向南滑动加剧，滇东由于华夏地块的抵制，产生向北的扭力，使北东向的构造得以迅速发展，如弥勒－师宗断裂、富源-弥勒断裂、平关-阿岗断裂产生，如图2-B。

3）形成阶段，中生代的印支-燕山运动早期，表现为板块强烈的碰撞、拼合，古特提斯的潜没关闭，此时的应力状态较为复杂，云南地壳继续由北向南滑动，又受到了由东向西推挤力的作用，以向南的滑动为主，东西两侧同时还受到了强大的扭力作用，构造运动以升降运动为主，褶皱断裂较为发育，格宗向斜形成。在燕山早期的构造应力场控制下，滇东地区华夏构造相对扭动而发育成长为新华夏构造体系，煤田的主干断裂发生反扭，同时形成恩洪复向斜及其两翼入字型断裂的雏形，如图2-C。

4）定型阶段，燕山晚期以后，由于印度板块与欧亚板块相碰撞，构造应力场逐渐转换为以近东西向的挤压为主，在云南产生了强大的东西向压应力，并以来自西部的挤压力为主，在滇东以NWW－SEE挤压为主[10]。由于地块的不均匀性，边界条件不同等，各地表现的构造形迹也有强弱之别[11]，煤田主干断裂发生了顺时针的扭动而受到改造，煤田南部的顺扭得到强化，并产生了大量的北北西向、北东东向共轭扭裂，如图2-D。

2.2 矿区构造成因机制

二叠世早—中期因古特提斯海洋壳由西向东部的扬子板块俯冲，导致地幔物质上涌，川滇古陆进一步上隆，以致南北向的古断裂复活、张裂，致使古断裂沿线于晚二叠世早期玄武岩岩浆强烈喷溢，乃致川滇古陆以东为大面积玄武岩覆盖，构成晚二叠世含煤岩系基底。

成煤期后至中始新世末由于印度板块与欧亚板块沿雅鲁藏布江缝合带与欧亚板块强烈碰撞，除喜马拉雅山及青藏地区挤压上升外，还波及云南全境，使云南古生界、中生界及第三系地层全面褶皱。与此同时，东部太平洋板块活动方向，由早期的北北西向转为北西西方向，除直接影响中国东部形成巨型的北北东构造带外，向西亦波及昆明及滇东地区：即滇东及恩洪矿区的北东向褶皱构造与断裂构造之形成无不与新生代西太平洋的板块活动有关，均属滨太平洋构造系。

3 结论

1）恩洪煤矿区构造为在南北向、东西向及合力联合扭动作用下形成，具有多期活动及力学性质转化特点；

2）煤矿区北北东向主体断裂，当南北向压应力较强时，表现为反扭；而当东西向压应力较强大时，表现为顺扭；

3）煤矿区构造成生序次大致是：南北向扭张断裂→东南部外围扭压构造→富源-弥勒断裂→平关-阿岗断裂→恩洪复向斜西翼次级褶曲及“入”字型压扭断裂→恩洪复向斜东翼“入”字型褶曲及北东向张扭断裂→共轭扭断裂；

4）滇东及恩洪煤矿区的北东向褶皱构造与断裂构造的形成均与新生代西太平洋的板块活动有关，归属滨太平洋构造系。

[1] 万天丰. 古构造应力场 [M]. 北京:地质出版社,1988.

[2] 李建, 曹代勇, 林玉成, 等. 云南省控煤构造样式的构造解析研究[J]. 煤炭科学技术, 2011,39（10）: 100-103.

[3] 石显耀, 曹代勇, 林玉成, 等. 滇东地区控煤构造样式研究[J].中国煤炭地质,2009,21（12）:24-27.

[4] 陈带花. 煤田构造应力场分析与探讨[ J] .煤炭技术, 2009, 28（6）.

[5] 尚洪田. 邢东 矿井构造特征及应力应变场分析[ J] .中国煤炭地质, 2008 ,20（10）:61 -63.

[6] 宋卫华, 张宏伟, 徐秀茹. 区域构造应力场的数值模拟与应用[J]. 辽宁工程技术大学学报, 2006,25（1）:39-41.

[7] 蒋建平, 高广运, 康继武. 镜质组反射率测试及其所反映的构造应力场[J]. 地球物理学报, 2007, 50（1）:138-145.

[8] 夏玉成. 构造应力对煤矿区采动损害的影响探讨[ J] .西安科技大学学报,2004,24（1）:72-75.

[9] 李明, 姜波, 林寿发 等. 黔西发耳矿区构造演化及煤层变形响应[J]. 煤炭学报,2011,36（10）:1668~1673.

[10] 万天丰. 中国大地构造学纲要[M]. 北京: 地质出版社,2004.

[] 王巨民. 滇东 恩洪 煤矿区构造体系归属[J]. 云南地质,1992,11（1）:32-35.

Preliminary Study of Tectonic Mechanism of the Enhong Coal Mine

WANG Peng-gang

（Sichuan Institute of Coal Field Surveying and Mapping Engineering, Chengdu 610072）

This paper divides ancient tectonic stress fields of the Enhong coal mine into 4 ones such as Caledonian, Hercynian, Yindo-Sinian-Yanshanian and Late Yanshanian-Himalayan. Crust stress state and resultant structural features of the same tectonic stress fields are discussed.

coal mine; stress field; genetic mechanism; Enhong

2017-10-15

王鹏刚（1984-），男，陕西富平人，硕士研究生，从事地质勘查工作

P618.11

A

1006-0995（2018）03-0413-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.014