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摘要：滎鞏煤田煤炭資源豐富，受構(gòu)造格局控制明顯。立足于煤田構(gòu)造特點(diǎn)分析，在以往地質(zhì)資料進(jìn)行信息挖掘和再認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了滎鞏煤田地質(zhì)構(gòu)造特征與地質(zhì)構(gòu)造形成機(jī)制、構(gòu)造演化史及現(xiàn)存構(gòu)造格局，建立了滎鞏煤田控煤構(gòu)造樣式，將滎鞏煤田控煤構(gòu)造樣式劃分為壓縮構(gòu)造樣式、伸展構(gòu)造樣式、剪切和旋轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式、滑動(dòng)構(gòu)造樣式等4大類，縱灣褶皺型構(gòu)造控煤樣式、塹壘型構(gòu)造控煤樣式、單斜斷塊型構(gòu)造控煤樣式、走滑型構(gòu)造控煤樣式、背斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造控煤樣式、掀斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造控煤樣式等6小類，科學(xué)指導(dǎo)了煤炭資源潛力預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)工作。

關(guān)鍵詞：滎鞏煤田；控煤構(gòu)造樣式；資源預(yù)測(cè)

0引言

控煤構(gòu)造樣式是針對(duì)煤炭資源評(píng)價(jià)與勘查開發(fā)提出來的，用以描述對(duì)煤系和煤層的形成、構(gòu)造演化和現(xiàn)今賦存狀況具有控制作用的構(gòu)造樣式，它們是區(qū)域構(gòu)造樣式中的重要組成部分但不是全部。控煤構(gòu)造樣式的厘定，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)煤田構(gòu)造發(fā)育規(guī)律、指導(dǎo)煤炭資源評(píng)價(jià)和煤炭資源勘查實(shí)踐具有重要意義。本文通過對(duì)滎鞏煤田以往地質(zhì)資料進(jìn)行信息挖掘和再認(rèn)識(shí)，結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查、生產(chǎn)礦井實(shí)地調(diào)查，以構(gòu)造控煤作用分析為核心，深入系統(tǒng)的研究了區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征與地質(zhì)構(gòu)造形成機(jī)制、構(gòu)造演化史及現(xiàn)存構(gòu)造格局，在地球動(dòng)力學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上建立了滎鞏煤田的控煤構(gòu)造樣式，科學(xué)的指導(dǎo)了滎鞏煤田的煤炭資源潛力預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)工作，同時(shí)，提供了區(qū)域構(gòu)造研究指導(dǎo)找煤的思路和方法。

1研究區(qū)地質(zhì)背景

1．1地層滎鞏煤田西起于五指嶺斷層與偃龍煤田相接，東至中牟縣與通許找煤區(qū)相連，北臨開封凹陷與焦作煤田相望，南至王口斷層與新密煤田相鄰。據(jù)河南省綜合地層區(qū)劃，滎鞏煤田地層屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)嵩箕小區(qū)，發(fā)育地層由老到新有元古界的嵩山群、震旦系地層；古生界的寒武系、奧陶系和二疊系地層；中生界的三疊系地層和新生界的古近系、新近系和第四系地層。

1．2構(gòu)造滎鞏煤田大地構(gòu)造位置位于一級(jí)構(gòu)造分區(qū)華北板塊板內(nèi)，二級(jí)構(gòu)造分區(qū)嵩箕構(gòu)造亞區(qū)之嵩箕斷隆東北部。滎鞏煤田基本構(gòu)造形態(tài)為中西部地層走向近東西轉(zhuǎn)向東部地層走向近北北西，傾向由中西部向傾北轉(zhuǎn)向東部的向南西西傾，傾角一般在5°～20°的單斜構(gòu)造，屬嵩山背斜北翼，具體位于嵩山背斜的東北部，郭小寨斷層的上盤。構(gòu)造形跡以斷裂構(gòu)造、滑動(dòng)構(gòu)造為主。斷裂構(gòu)造按其走向，可分為近東西向、北西向和北東向三組，近東西向斷裂構(gòu)造最為發(fā)育，但東西向構(gòu)造受北西向構(gòu)造的后期切割比較明顯，構(gòu)成煤田的基本構(gòu)造格架；滑動(dòng)構(gòu)造發(fā)育有徐莊滑動(dòng)構(gòu)造、大峪溝滑動(dòng)構(gòu)造、鐵山滑動(dòng)構(gòu)造、金龍滑動(dòng)構(gòu)造、三李滑動(dòng)構(gòu)造、米河—賈峪滑動(dòng)構(gòu)造和計(jì)河滑動(dòng)構(gòu)造等7個(gè)，均形成于燕山期。

1．3煤層滎鞏煤田含煤地層為二疊系地層，總厚688．93m，自下而上劃分4個(gè)地層組9個(gè)煤段，即太原組為一煤段，山西組為二煤段，下石盒子組含三煤段、四煤段、五煤段和六煤段，上石盒子組含七煤段、八煤段和九煤段。共含煤23層，煤層總厚15．33m，含煤系數(shù)為2．2％，其中山西組下部二1煤全區(qū)可采，太原組一1煤大部可采，一3煤、二12煤局部可采。

1．4沉積巖相古地理格局滎鞏煤田位于華北晚古生代巨型聚煤盆地南帶，含煤巖系兼有北型及南相的特點(diǎn)。中奧陶世末期，整個(gè)華北板塊受加里東運(yùn)動(dòng)影響上升為陸地，經(jīng)受長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕，使中奧陶世石灰?guī)r表面遭受卡斯特化。晚二疊世早期，整個(gè)華北板塊受到華力西運(yùn)動(dòng)的影響，北部西—蒙古板塊由北向南向華北板塊俯沖，南部古華南板塊由南向北向華北板塊猛烈俯沖，形成古地形為南高北低。地面開始下沉，海水自北東和東侵入，整個(gè)華北板塊演化為大型濱海盆地，鄭州—鄢陵一線以北及其以東地區(qū)不同程度接受了沉積，以南和以西仍遭風(fēng)化剝蝕。本區(qū)為熱帶—亞熱帶以華夏植物群早期古植物為特征的濱海環(huán)境。晚二疊世晚期，西—蒙古板塊俯沖加劇，古地形北高南低，海水為北西—南東向，華北聚煤盆地北帶為陸相沖積扇河流體系沉積，中帶、南帶以過渡相三角洲體系沉積為主。中二疊世早期至中二疊世晚期，基本繼承了晚二疊世晚期的古地理格局，但隨著北部陰山古陸的不斷抬升和海水的不斷南退，華北聚煤盆地沉積相帶也不斷向南遷移，形成以陸源碎屑為主的海退型沉積相組合，三角洲平原多覆以沼澤和泥炭沼澤，并不斷向南遷移，泥炭物質(zhì)的堆積部位亦隨之上移。晚二疊世早期末，古華南板塊對(duì)華北板塊俯沖加劇，中條、伏牛古陸迅起，河南域內(nèi)形成西南高、東北低的古斜坡，南緣的伏牛古陸成為本區(qū)的主要物源區(qū)。此時(shí)，古氣候干旱炎熱，泥炭沼澤絕跡，本區(qū)演化為陸緣近海湖環(huán)境。總之，滎鞏煤田自早二疊世至中二疊世，地臺(tái)基本穩(wěn)定，間以振蕩運(yùn)動(dòng)，海浸頻繁，沉積盆地基底緩慢下沉，物源供應(yīng)充足，繼陸表海、半咸水海灣沉積過渡為三角洲沉積，形成了多旋回結(jié)構(gòu)的含煤巖系連續(xù)沉積。

2研究區(qū)構(gòu)造演化

滎鞏煤田成煤期后先后經(jīng)歷了印支期、燕山早期、燕山晚期和喜山期等4次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其中，印支運(yùn)動(dòng)和燕山早期運(yùn)動(dòng)對(duì)滎鞏煤田煤炭資源賦存影響比較大。印支期，受印支運(yùn)動(dòng)影響，北部在西—蒙古板塊向南俯沖，南部華南古板塊向北俯沖，在南北向擠壓應(yīng)力作用下，華北板塊內(nèi)處于擠壓收縮狀態(tài)，形成東西走向的大型背斜和壓性或壓扭性斷裂，橫穿全區(qū)，線性特征明顯，呈現(xiàn)區(qū)內(nèi)最基本、最醒目的構(gòu)造；燕山期，受燕山運(yùn)動(dòng)影響，華北板塊與華南板塊發(fā)生碰撞，華北板塊內(nèi)強(qiáng)烈擠壓，特別是燕山早期北西—南東向擠壓強(qiáng)烈，產(chǎn)生北西向的平移斷裂構(gòu)造和褶皺滑脫。該組斷裂規(guī)模大，延伸近距離遠(yuǎn)，切割深度大，線性特征明顯，具有明顯的左行平移性質(zhì)。北西向的斷裂切割或改造了早期東西向的斷裂和褶皺，使其發(fā)生扭曲，形成“弧形”或“S”形。燕山晚期在北東—南西向應(yīng)力作用下，形成北東向斷裂，但北東向斷裂在規(guī)模及頻度上及對(duì)煤層的控制程度上，都遠(yuǎn)不及東西向及北西向構(gòu)造；因此，在印支期—燕山期，印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)華北板塊均產(chǎn)生了擠壓作用，使得華北板塊內(nèi)發(fā)育以擠壓收縮型為主的構(gòu)造格局。喜山期，喜山運(yùn)動(dòng)對(duì)華北板塊產(chǎn)生東西向應(yīng)力，表現(xiàn)為拉張作用，華北板塊處于伸展?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生了以伸展型構(gòu)造，使印支期形成的東西向構(gòu)造和燕山早期形成的北西向構(gòu)造產(chǎn)生繼承性活動(dòng)。

3研究區(qū)構(gòu)造控煤樣式

以野外調(diào)查、煤田地質(zhì)勘探資料分析為基礎(chǔ)，根據(jù)河南省區(qū)域構(gòu)造特征、地殼應(yīng)力環(huán)境，結(jié)合滎鞏煤田含煤巖系和煤層現(xiàn)今分布與構(gòu)造形態(tài)之間的關(guān)系，將滎鞏煤田控煤構(gòu)造樣式劃分為壓縮構(gòu)造樣式、伸展構(gòu)造樣式、剪切和旋轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式、滑動(dòng)構(gòu)造樣式等4大類，縱灣褶皺型構(gòu)造控煤樣式、塹壘型構(gòu)造控煤樣式、單斜斷塊型構(gòu)造控煤樣式、走滑型構(gòu)造控煤樣式、背斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造控煤樣式、掀斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造控煤樣式等6小類。

3．1滑動(dòng)構(gòu)造控煤樣式滑動(dòng)構(gòu)造屬發(fā)育在地殼淺層的面狀構(gòu)造，是深部地質(zhì)應(yīng)力集中釋放后，淺層地體趨衡的一種相對(duì)水平運(yùn)動(dòng)。根據(jù)滎鞏煤田滑動(dòng)構(gòu)造滑面賦存位置及展布形態(tài)，可劃分為背斜型重力滑動(dòng)控煤構(gòu)造、掀斜型重力滑動(dòng)控煤構(gòu)造。滑動(dòng)構(gòu)造的根部及滑體中前部由于切割二1煤層上覆地層，且由于滑體的滑動(dòng)運(yùn)移，使根部較新地層直接覆蓋于較老地層之上，造成地層缺失，呈現(xiàn)正斷層性質(zhì)，往往使煤層埋深變淺，易于開采；滑動(dòng)構(gòu)造的前弧，由于根部的推力滑動(dòng)作用，使前弧較老地層覆蓋于較新地層之上，造成地層重復(fù)，表現(xiàn)逆斷層性質(zhì)，雖然地層重復(fù)，但由于抬升遭受后期的剝蝕，往往使煤層埋深較改造之前變化不大。

3．2背斜構(gòu)造控煤樣式印支運(yùn)動(dòng)晚期，在南北擠壓應(yīng)力作用下形成了嵩山背斜、穎陽—新密向斜和箕山背斜。嵩山背軸部抬升比較高，遭受剝蝕，煤系地層被剝蝕，兩翼煤系地層保存完好，賦存了滎鞏煤田、偃龍煤田、新密煤田和登封煤田4個(gè)煤田。滎鞏煤田位于嵩山背斜北翼，軸的中西段，由于背斜軸仰起并長(zhǎng)期裸露地表，使煤系遭到剝蝕，僅殘留了元古界、寒武系、奧陶系。而在背斜軸的傾末端、三李區(qū)和背斜的南北兩冀則保留了較厚的煤系地層，這些地段是本次預(yù)測(cè)找煤的重點(diǎn)。

3．3走滑型構(gòu)造控煤樣式斷層兩盤沿?cái)鄬幼呦蛳鄬?duì)滑動(dòng)，對(duì)煤層賦存產(chǎn)生影響。研究區(qū)西部邊界斷層—五指嶺平移斷層，具左行平移性質(zhì)，規(guī)模較大，長(zhǎng)期活動(dòng)，使西盤之煤層向南平移數(shù)千米，使東盤之煤層向北平移數(shù)千米，成為偃龍煤田與滎鞏煤田之自然邊界。另外也使富煤帶的走向由近東西向變?yōu)楸蔽飨颉Ｍ瑫r(shí)，五指嶺斷層西南盤下降，保存了部分煤系。

3．4伸展構(gòu)造控煤樣式伸展構(gòu)造是在區(qū)域性引張應(yīng)力作用下形成的一套以正斷層為主的線狀或面狀構(gòu)造組合。一般有塹壘構(gòu)造、單斜斷塊等組合形式。伸展構(gòu)造賦煤性較好，除個(gè)別上升盤遭剝蝕外，一般能較好保存原始沉積煤層，但煤層連續(xù)性較差，常被各向斷層分割成很多斷塊，形成地塹、地壘、階梯狀斷塊。地塹構(gòu)造會(huì)使煤層埋深變得相對(duì)較深；地壘構(gòu)造會(huì)使煤層埋深變得相對(duì)較淺；階梯狀斷塊煤層埋深隨著階梯的遞進(jìn)而變深，往往不利于大型井田的劃分。

4對(duì)煤炭資源預(yù)測(cè)的指導(dǎo)

在分析研究滎鞏煤田構(gòu)造演化、構(gòu)造發(fā)育和賦存情況，建立的構(gòu)造控煤樣式指導(dǎo)下，利用聚煤背景、構(gòu)造組合方式在滎鞏煤田深部自西向東共劃分為5個(gè)預(yù)測(cè)靶區(qū)，分別為鞏義預(yù)測(cè)區(qū)、后河預(yù)測(cè)區(qū)、滎陽預(yù)測(cè)區(qū)、馬寨預(yù)測(cè)區(qū)和小喬預(yù)測(cè)區(qū)，預(yù)測(cè)靶區(qū)面積383．20km2，共預(yù)測(cè)總資源量164077萬t。

5結(jié)論

滎鞏煤田煤炭資源豐富，受構(gòu)造格局控制明顯。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造特征、地殼應(yīng)力環(huán)境，結(jié)合滎鞏煤田含煤巖系和煤層現(xiàn)今分布與構(gòu)造形態(tài)之間的關(guān)系，將滎鞏煤田控煤構(gòu)造樣式劃分為壓縮、伸展、剪切和旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)等4大類控煤構(gòu)造樣式，縱灣褶皺型、塹壘型、單斜斷塊型、走滑型、背斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造、掀斜型重力滑動(dòng)構(gòu)造等6小類控煤構(gòu)造。深入研究控煤構(gòu)造樣式，探討煤系賦存規(guī)律及其與構(gòu)造之間的關(guān)系，對(duì)進(jìn)行煤炭資源潛力評(píng)價(jià)、勘查和安全開采具有重要意義。

作者：楊敏1，2；許軍2 單位：1．河南理工大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，2．河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院