徐士陆
(河北省煤田地质局物测地质队,河北 邢台 054000)
蔚县矿区位于河北省西北蔚县境内,大致呈一北东向的矩形,东西长约40km,南北宽约16km,面积约500km2。矿床南部为基岩隐伏区,北部出露的基岩有中~上元古界,下古生界及侏罗系,侏罗系中下统下花园组为矿系地层。矿床基底为寒武~奥陶系,两者呈微角度不整合接触,矿区四周被边界断层所圈(图1)。
图1 蔚县矿区构造示意图
蔚县南山断裂:位于矿区南部,长度大于150km,走向北东,倾向北酉,西起马庄以西往东经松枝口、黑山寺、狼山至延庆,故又称蔚县~延庆断裂。该断裂是一条区域性断裂,控制着含矿盆地的展布。该断裂以北地层为侏罗系,以南地层为中上元古界和下古生界,断裂大部分被第四系掩盖。它形成于燕山期,喜山期继续活动,早期为逆断层,后期转为正断层。其北侧发育一组走向与其平行的正断层,主要活动于喜山期,与蔚县南山断裂构成地堑;该组断层中的壶流河断层控制着矿系地层的分布,下花园组含矿地层主要分布在该断层北部。
原南山断裂:位于矿区北部,走向北东,倾向北西,长约100km;下盘出露地层为太古界,上盘出露地层为中上元古界和中侏罗系。该断层形成时期及性质与蔚县南山断裂一致,燕山期为逆断层,断裂北升南降,喜山期转为正断层,南升北降,现被第四系覆盖。
右所堡~松枝口正断裂:位于矿区东界,走向北西,长约110km,为一条区域性断裂,表现为多期活动性,尤其是燕山期以来活动明显,它控制着晚侏罗世火山岩的分布。上侏罗统主要分布在该断层以东。
大湾~暖泉正断层:位于矿区西界,走向北西,倾向北东,该断层控制地层的分布,下花园组主要保存于该断层以东。
矿区内部按构造特征可分为二部分,北部构造简单,主体为月山向斜(图2),长约50km,宽约l5km,为短轴向斜;轴向北东,两翼不对称,北西翼窄且较陡,局部地层倾角近于直立,南东翼宽且平缓,轴面倾向北西。向斜核部为中侏罗统髫髻山组,两翼为中侏罗统九龙山组,龙门组和中下侏罗统下花园组的矿系地层。南部整体呈—倾向南东的单斜层,地层倾角5°~15°,局部受断层影响倾角变大。该区大致以崔家寨井田走向东西的F14断层为界分两个亚区,F14断层以北在单斜之上发育了一组平行褶曲。
这类褶曲一般规模不大,轴长约3km左右,轴向以北西向为主,沿轴线呈波状延伸,为短轴褶曲。褶曲开阔,两翼平缓,一般翼角10°~15°,由于翼角从深部向浅部逐渐变缓,一般未到达地面褶曲即消失;它们对矿层、矿物性质、水文及其它开采技术条件影响不大,这组褶皱向北止于月山向斜,往南不过F14断层。该区除褶曲外还发育近南北向、北东向和北西向三组断层,断层的规模一般不大,以近南北向的正断层为主,F14以南褶曲轮廓模糊,若隐若现,同一等高线在平面上呈蛇曲状。该区构造以断裂为主,断层长度一般小于2km,正、逆断层均有,逆断层以近东西向为主,断距一般30m左右,造成地层重复。还有近南北向、北东向和北西向三组断层,它们把矿系地层切割为大小不等,形态各异的断块,破坏矿层的连续性,少数断距较大的断层构成井田的边界。
图2 蔚县矿区剖面图
印支运动受南北向挤压在蔚县一带形成近东西向坳陷,与其配套的构造还有北西、北东向两组剪裂和一组近南北向张裂。早侏罗世开始本区继承性沉积了下花园组含谋地层,至中侏罗世早期的早燕山运动,本区受北西~南东向挤压,形成北东向褶皱,蔚县含矿向斜由近东西向转为北东东向。早燕山运动之后本区爆发火山喷发,矿系地层被中侏罗世的火山岩覆盖,火山岩分布范围比矿系地层广。中侏罗世末的燕山第二幕构造运动使本区再次受到北西~南东向挤压.在蔚县矿床向斜的两翼形成阳原南山和蔚县南山断层,它们由北西向南东逆冲,在阳原南山断层作用下,向斜轴面倾向北西,造成两翼不对称的形态。同时期还在向斜东南部形成了一系列小型逆断层,伴随挤压作用加强,基底的北西和近南北向两组裂隙开始活动,形成相应方向的断层。晚侏罗世以来本区东西两侧的北西向断层开始活动,尤其是东部的右所堡~构枝口断裂活动明显,它们都是西升东降,在右所堡~松枝口断层以东沉积了较厚的晚侏罗世的火山岩。晚燕山运动至喜山早期,本区上隆遭剥蚀,蔚县南山断裂和阳原南山断裂由逆断层转为正断层,它们都呈南升北降,蔚县矿区整体呈北高南低的断块,北部矿区遭剥蚀,南部矿床被第四系覆盖,右所堡~构枝口断层此时也由东倾转为西倾,东升西降,断层以西的矿床被第四系掩盖。
通过对蔚县矿区的地层、构造以及含矿地层的分析,探讨了该区域的矿床内部构造及矿系地层的成因,根据钻探资料对含矿地层的变化进行了分析。