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宁夏煤炭资源断裂构造特征及分布

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在罗山、云雾山等古生代基岩出露地段均可见断裂露头。该断裂发展过程控制了断裂两侧构造单元的古生代至新生代各期沉积建造、岩浆活动、构造演化,在加里东期至喜马拉雅期均有活动。在同心一带,该断裂带上盘分布一系列串珠状的背斜构造,呈右行雁列展布,背斜两翼不对称,东翼陡西翼缓,有些背斜的东翼直立或倒转,反映了断裂右旋平移及西盘向东推覆的特点。从崛吴山、月亮山南麓到六盘山西麓,卫片显示出清晰的线性构造特征。

宁夏煤炭资源断裂构造特征及分布

按照目前的地质构造面貌,宁夏的构造体系大致以青铜峡—固原大断裂为界,分为宁南弧形构造带和鄂尔多斯西缘冲断褶皱带两个不同的构造体系。

(一)宁南弧形构造带

宁南弧形构造带由四列弧形断褶带或逆冲推覆带构成。自西南向北东分别为:西华山—南华山—月亮山—六盘山弧形断褶带、香山—清水河西侧山断褶带、烟筒山断褶带、罗山—牛首山—卫宁北山断褶带和其间所夹的3个断陷—坳陷盆地(兴仁—海原盆地、中卫—清水河盆地、红寺堡—渠口盆地)构成。由6条主要断裂组成,其中5条为逆冲断裂,断裂为北西或北北西走向,向北西撒开,向东南逐渐收敛,与青铜峡—罗山—固原大断裂相交,见图1-3-2。

1.青铜峡—罗山—固原大断裂(带)

属龙首山—六盘山大断裂的一段。自西由甘肃龙首山向东经内蒙古元山子延入宁夏境内,经牛首山东北麓转向南,大致沿罗山东麓—六盘山(大关山)东麓一线延伸,长度超过400km。推测该断裂东南段属地壳硅铝层断裂,西至龙首山地段断裂深度增大,发展为岩石圈断裂,沿断裂可见太古代结晶基底和超基性—基性岩体分布。该断裂为华北塔里木板块与秦岭祁连褶皱造山带分界线,形成于加里东期,华力西期至喜马拉雅期均有活动,其活动方式和力学性质曾发生过多次转化。根据物探资料,罗山以南地段具重力阶梯,表现出断裂东侧隆升,其西侧为埋深1600m的洼陷或槽形谷地,断裂两侧地层发育特征有较明显的差别。在罗山、云雾山等古生代基岩出露地段均可见断裂露头。从卫片影像分析,断裂的线性特征明显,控制了牛首山、大小罗山和六盘山的山麓和洪积扇前缘,并将黄河冲积平原分割成卫宁和银川两块独立的平原,使土井至古长城一线白垩系截断而形成断层崖等,反映了断裂具长期的活动特征。断面西倾,倾角80°左右,切穿中—上元古界,未见太古代—早元古代结晶基底。

图1-3-2 宁夏回族自治区大地构造纲要简图

2.西华山—六盘山断裂

断裂由甘肃黄家洼山北麓东延至宁夏西华山—南华山东北麓—马东山东北麓与前述青铜峡—罗山—固原深大断裂复合。断裂呈北西西向转为近南北向延伸,向南西方向倾,倾角50°~80°,具上陡下缓的铲形特点。北西段(南西华山段)主要表现为逆冲性质,南段主要表现为右行走滑性质。形成于中、晚元古代,是秦岭—祁连裂谷带裂开与闭合过程中的主要断裂之一,其活动一直延续至今。该断裂发展过程控制了断裂两侧构造单元的古生代至新生代各期沉积建造、岩浆活动、构造演化,在加里东期至喜马拉雅期均有活动。它切穿元古界至第四系所有地层,北西段切割较深,见元古界逆于第三系之上,破碎带宽几十米至百米,沿断裂有超基性岩、花岗岩分布,具有急剧的重力梯度变化,推测属岩石圈断裂;南段切割较浅,未见岩浆岩体发育。同时它亦为当今地震活动带,著名的1920年海原大地震与它密切相关。

3.清水河断裂

该断裂由香山北麓向东南沿清水河至固原附近与青铜峡—固原断裂相交,北北西走向,断面西南倾,长度约200km,呈向北东凸出的弧形展布。香山北麓和东麓地区该断裂地表露头清楚,它将奥陶系、石炭系逆冲到第三系之上,断面倾向西南,倾角70°~85°,且沿断裂带褶皱、断裂发育,岩层陡立,挤压破碎带比较发育。从同心至固原头营有一个不太明显的重力梯度带,可能是这条断裂的反映。从香山北麓经同心到固原头营一带卫片线性影像比较明显。在同心一带,该断裂带上盘分布一系列串珠状的背斜构造,呈右行雁列展布,背斜两翼不对称,东翼陡西翼缓,有些背斜的东翼直立或倒转,反映了断裂右旋平移及西盘向东推覆的特点。

4.烟筒山—窑山断裂

该断裂发育于烟筒山、窑山东麓,向北西至中宁附近与中卫—中宁断裂相交,向南东至炭山附近与青铜峡—固原断裂相交,断面南西倾,倾角60°左右。断裂为北西走向,并呈北东凸出的弧形,总长度130km。重力及卫片图清楚反映了这条断裂的存在。断裂北段烟筒山东麓可见泥盆系、石炭系逆冲到第三系之上,挤压破碎带宽10~20m,岩层直立,南西盘向北东方向逆冲,同时兼左旋扭动。南段窑山一带下白垩统逆冲到第三系之上。在烟筒山九座坟等地,一系列大小不等的冲沟在通过山前断层处时,发生左旋走滑,说明断裂至今仍在活动。

5.香山—天景山北麓大断裂

自中卫沙坡头起,沿香山—天景山北麓—石峡口一线呈微向北东凸出之弧形展布,延至固原彭堡附近与南、西华山深断裂相交,延展长度150km。实际上是由两条以上的断裂组成断裂带,宽达百余米。主断面倾向南西,倾角60°~80°,表现为明显的逆冲性质,部分地段可见古生代地层逆冲到新近系之上,甚至形成叠瓦状构造。在侏罗纪以后的地质时期,断裂的某些段落表现为正断层性质。该断裂处于一个平缓的重力梯度带上,每公里平均递减约0.5×10-5m/s2。它切割的最底层位为奥陶系,沿断裂带未见岩浆岩出露,应属盖层断裂。断裂北段形成时间较早,可能为加里东期,控制着晚古生代香山断块的展布。该断裂于印支、燕山和喜马拉雅各期均有活动;断裂在同心以南段形成较晚,可能为燕山期,至喜马拉雅期仍在活动,它控制着白垩纪和新生代断陷盆地的分布及近代地震活动。

6.月亮山—六盘山西麓断裂

该断裂是一条比较大的隐伏断裂,从隆德到西吉表现为北西走向的重力梯级带,延展长度100km,梯度约3mGal/km。从崛吴山、月亮山南麓到六盘山西麓,卫片显示出清晰的线性构造特征。断裂为北西走向,呈向北东凸出的弧形,断裂长度200km。断裂向南西方向倾,为逆冲性质。

7.中卫—中宁断裂

经中卫、中宁县沿黄河东西展布,全长100km。该断裂西段是北部沙漠与南部黄土丘陵的分界线。黄河在银川平原及景泰、靖远地区近南北流向,至中卫、中宁一带突变为近东西方向,这一转变可能与中卫—中宁隐伏断裂有关。从该断裂与香山—清水河、烟筒山—窑山断裂的组合关系分析,应具有左旋平移性质。

(二)鄂尔多斯西缘冲断褶皱带

鄂尔多斯西缘冲断褶皱带由贺兰山断褶带、银川断陷盆地和灵武—彭阳断褶带组成,它们自西向东近南北平行展布。(www.xing528.com)

1.韦州—安国断裂

该断裂为断面西倾走向近南北的逆冲断裂,北段北西走向,至牛首山附近与青铜峡—固原断裂有相交之势,南段至华亭以南一带逐渐消失,全长250km。重力异常图表现为断续状的梯级带,北段韦州—张家山—毛井重力梯度带南北延伸近80km,梯度2~3mGal/km,南段安国—古城重力梯度级带南北延伸35km,梯度3~4mGal/km。马家滩—韦州地区的地震勘探发现该断裂走向北西,断面南西倾,倾角15°~20°,垂直断距800~1500m,水平推移2100~5200m(见图1-3-3)。在下马关南30km处的谢家湾,为断面西倾向东逆冲的高角度逆冲断层,断距1000m以上,黄土覆盖,未见断裂出露,但卫片反映出该断裂的存在,如东西走向的折死沟经豫旺后,在谢家湾之南突然变为南北向;东西流向的茹河在古城以北亦突然变为南北向。上述两条河流的南北向流域段是韦州—安国断裂存在及确定其走向的地貌证据。

2.青龙山—平凉断裂

总体呈南北走向,北段在青龙山及其以北地区,走向变为北西向,并与青铜峡—固原断裂有相交之势,南段延至平凉之南,全长250km。沿断裂是一条非常明显的重力梯级带,该重力带从牛首山东麓、青龙山东麓,向南经毛井、罗洼、草庙、彭阳,至平凉以南龙门一带,长度250km,梯度4~8mGal/km,最高达12mGal/km。马家滩—韦州地区地震勘探发现该断裂为东冲的逆断层,走向北西,断面南西倾,倾角15°~40°,垂直断距200~2600m,平移断距2000m左右,见图1-3-3。青龙山一带发现蓟县系、奥陶系东冲到三叠系或二叠系之上,彭阳一带的泾河、茹河地震测线亦发现该断裂,断面西倾,倾角较陡,向东逆冲,见图1-3-4。

图1-3-3 马家滩地区83061地震解释剖面图

3.惠安堡—沙井子断裂

在惠安堡以北,断裂走向北北西,经甜水、南湫子、沙井子至安家川以南及茹河之北消失,全长200km,断面西倾向东逆冲,重力上表现为惠安堡至苦水重力梯级带,梯度5~10mGal/km,最大达12mGal/km。北段的马家滩—韦州地区地震资料查明该断裂走向北西,断面西倾,倾角10°~40°,上盘向东逆冲,垂直断距2400~3400m,平移距离4500~15000m,见图1-3-3。断裂南段,在地震测线上发现,断裂走向近南北,西倾东冲,倾角50°左右,垂直断距1500~3000m,向南断距逐渐变小而消失。

4.贺兰山东麓断裂

该断裂是贺兰山与银川地堑的分界断裂,地形高低悬殊,卫片线性构造特征明显,断裂北部始于石嘴山,向南可达青铜峡,全长170km,北东走向,呈微向西凸出的弧形展布,断面东倾,正断层性质。重力表现为明显的密集带,梯度4~6mGal/km。断裂北段及中段均有地震测线证实,断距2500m,断面东倾,倾角80°。

5.黄河断裂

该断裂是银川地堑的东部边界,沿黄河从石嘴山经陶乐、横山堡至吴忠以南,总体北北东走向,全长180km,断面西倾,正断层性质。重力表现为密集带,梯度4~6mGal/km。横山堡地区数条地震测线证实了这一断层的存在,断面西倾,倾角50°~65°,正断层性质,断距670~2000m,北部石嘴山地区地震测线查明该断层断距变小,为300~800m。

6.正义关断裂

具有右旋平移性质,东西走向,西起宗别立,东经正义关并延伸至铁克苏庙以北,全长100km,断面北倾,近于直立,倾角70°~80°,局部南倾,断层上盘是太古界贺兰山群变质岩,下盘以上元古界—古生界为主。卫片线性构造影像明显。断裂带附近挤压破碎带宽40~50m,最宽达300~400m,局部地区糜棱岩化,软地层中小褶皱十分发育。该断层明显切割北北西和近南北向断裂,具右行平移特点,平移距离达5km左右,以致该断裂两侧的断裂走向不协调,北侧走向北北西,南侧走向北北东。

图1-3-4 六盘山弧形带园河地震剖面图

7.车道—阿色浪断裂

为隐伏断裂,据物探资料大致沿内蒙古桌子山东麓的阿色浪—盐池萌城—甘肃车道—彭阳一线呈南北向延伸,长达600km。为区域磁场明显的分区界线,推测已切过太古代基底。它是鄂尔多斯西缘坳陷带与鄂尔多斯台坳的分界线,长期控制着两个单元的地质构造的发展演化。据1957年石油工业部西安地质调查处305队资料,沿断裂重力梯度明显,推测断面东倾,为高角度正断层,西侧为被抬升的宁东台隆带,东侧为坳陷的盐池坳陷带,二者落差最大可达8000m左右。根据物探资料判定车道—阿色浪逆断裂是前古生界地层的隐伏断裂,对中生代含煤地层无控煤作用。

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