首页 理论教育 宁夏煤系后期构造对煤炭资源的控制作用

宁夏煤系后期构造对煤炭资源的控制作用

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:侏罗纪煤系和石炭二叠纪煤系存在于上述向斜之中。在以北北东向为主体的贺兰山构造中,北西向斜冲断层可能属于六盘山弧形构造带的外围部分,经后期叠加形成于贺兰山构造带之上。它们由奥陶纪灰岩、石炭二叠纪煤系地层组成。它们多发育于褶皱旁侧,东盘向西缓冲,构成叠瓦状构造。由上述可以看出,甜水堡以北发育的次级褶皱构造受深大断裂控制并与断裂平行走向,往往被断裂切割而复杂化。

宁夏煤系后期构造对煤炭资源的控制作用

(一)成煤期后构造几何形态特征及其分布规律

1.东部南北向构造带

(1)贺兰山构造带逆冲推覆构造

贺兰山构造带总体走向为北北东向,东西两侧分别被贺兰山东麓断裂和贺兰山西麓隐伏断裂所控,南部以青铜峡—固原断裂与六盘山弧形构造带相邻。

根据贺兰山的地质构造状况,自北向南可分为3个次级构造单元

北段内又以正义关断裂为界分为南北2个部分。北部地区区内仅剩下沙巴台和石炭井三矿北部部分地区,其构造发育状况与桌子山构造基本相同(属于北部内蒙古巴音敖包—桌子山段逆冲推覆带的一部分),主体为一套由石炭二叠纪煤系地层组成的近南北向的沙巴台向斜,向斜西翼受到自西向东逆冲的西鄂博梁断层和沙巴台断层2组断层的破坏,东翼石炭二叠纪及三叠纪地层自西向东展布,不整合于新太古界贺兰山群之上。正义关断裂以南10~20km宽的地带(大致沿碗沟—大澄沟断层向南东延至马莲滩沟口一带),其构造特征是由一组走向北北东(或北北西)并由晚古生代和三叠纪地层组成的褶皱构造,以及相伴发育着的自西向东推挤为主的高角度逆冲断层。褶皱构造自西向东为:呼鲁斯太向斜、陶斯山背斜、石炭井向斜、苦水沟背斜、李家沟向斜、西鄂博梁背斜、正义关向斜、东鄂博梁背斜及石嘴山向斜,其中上述向斜的西翼均受到向东逆冲的断层破坏或使其变陡(倾角30°~80°)。石炭二叠纪煤系赋存在上述的向斜之中。

中段南界大致位于苏峪口至阿拉善左旗一线断续出露的北北西向的断裂带上。它的主体构造是北北东向的2个背斜(大岭—庙前梁子背斜、苏峪口—神水庙背斜)和3个向斜(北寺—红石崖向斜、白芨滩—响水向斜和大澄沟—黄草滩—兰圈倒转向斜)组成的以中生界为核心地层的复向斜,复向斜两翼以小松山断裂和东翼的勃力海带—花石洞断层以及老树湾—大水沟断层向着核心对冲或逆掩。侏罗纪煤系和石炭二叠纪煤系存在于上述向斜之中。

南段地质构造比较复杂,早元古代至早古生代地层中发育着北北东向和北北西向两组断裂,互相截切使地层形成一些半背斜构造形态,在背斜的核部以早元古代地层为主,东翼局部缺失,仅西翼出露完整。在以北北东向为主体的贺兰山构造中,北西向斜冲断层可能属于六盘山弧形构造带的外围部分,经后期叠加形成于贺兰山构造带之上。

(2)陶乐—横山堡构造带

本构造带在横山堡一带,呈北北东向的背斜、向斜及断裂相间组成的复背斜构造。主要褶皱有:三道沟背斜、沙沟向斜、丁家梁背斜、马莲台向斜、苦草凹背斜、双庙向斜以及张家窑背斜。它们由奥陶纪灰岩、石炭二叠纪煤系地层组成。褶皱轴向自北而南均由南南西转为南北向,褶曲一般不对称,轴面多向东倾斜。背斜东翼宽缓,地层倾角15°~25°,西翼多被南北向逆冲断裂破坏转为陡立,倾角为50°~70°(向斜构造反之)。复背斜内的断裂走向偏东或偏西,多倾向东,长几公里至十几公里,断距10~300m,最大达1000m。它们多发育于褶皱旁侧,东盘向西缓冲,构成叠瓦状构造。

(3)罗山—马家滩构造带逆冲推覆构造

本构造带受几条走向为近南北或北北西向区域大断裂分割。自西向东为青铜峡—固原断裂、韦州—安国断裂、青龙山—平凉断裂、惠安堡—沙井子断裂以及东侧马家滩—柳条井断裂。在罗山至马家滩一带形成具有典型逆冲推覆性质的逆冲断块,并在逆冲断块的挤压前缘和后缘伸展地带形成一系列复背向斜构造,自北而南划分如下。

A.磁窑堡—马家滩—萌城复向斜。总体表现为西起惠安堡—沙井子断层,东以马柳断裂为界,南北长约100km、东西宽10~35km狭长的斜阶断块。由于新生界覆盖,基岩很少出露,据地震资料,该复向斜内的中生代地层厚达数千余米,其下伏地层为二叠系、石炭系和奥陶系,奥陶系顶界面埋藏深达3000m左右。因受燕山运动影响于中生界内产生大量褶皱和断裂,它们互相平行呈舒缓波状展布。褶皱自北而南、由西向东排列的有:刘家庄碎石井背斜、庙儿台向斜、周家沟于家梁背斜、磁窑堡—长梁山—马家滩向斜、鸳鸯湖—冯记沟背斜、叶庄子小沙湾子向斜、积家井甜水堡背斜、海子湖贺家窑向斜、尖儿庄子背斜、烟筒山向斜等。以上褶皱一般长20~30km,宽者仅为5km,大部分向北倾伏。背斜西翼常被断裂破坏而不完整,出露窄,倾角有时倒转;向斜构造则反之。

断裂亦隐伏于新生界以下,其走向与褶皱基本一致,断距在400~1000m之间,常与褶皱相伴出现。自西往东主要有:于家台逆断层、雷鸡圈—野麦子塘断层、北梁断层、金家渠子西侧断层、于家梁逆断层、杜窑沟逆断层、李新庄西侧逆断层等。在这些断裂中又以雷鸡圈—野麦子塘断层、李新庄西侧逆断层规模最大。它的断面西倾,倾角45°~70°,在深部倾角变缓,均未切割石炭二叠系地层。

B.石沟驿—惠安堡向斜。位于黄河断裂以东、惠安堡米沙井子断裂以西,轴向310°~320°,长约60km、宽20km,向斜开阔,两翼对称,呈椭圆形。据物探资料证实,向斜之南为惠安堡向斜,因大面积覆盖地表构造面目不清,次级褶皱不发育而断裂发育(如有老窑山西断层)。中生代地层发育偶见二叠系,本向斜从褶皱构造规模、强度看远比马家滩一带要弱。

C.青龙山复背斜。该复背斜是一个不完整的南北向复背斜构造,倾伏端在北部太阳山附近,西邻韦州复向斜,东与石沟驿—惠安堡向斜以青龙山—平凉断裂为界,长约45km,宽5km,核部由蓟县系硅质条带白云岩组成,往西依次出露有震旦系、寒武系和奥陶系。

D.韦州复向斜。位于罗山与青龙山之间,是一个向南仰起、向北倾伏的簸状向斜盆地,轴向由北北西至北西,轴长55km,宽15km,核部由三叠系延长群组成,两翼依次出露二叠纪和石炭纪地层。向斜两侧不对称,西翼略陡,倾角一般大于30°,受北西向断层破坏,在煤山附近倾角可达70°左右;东翼略缓,倾角一般10°~30°。向斜内断层比较发育,有谢家湾断层和红城水断层,对向斜西翼有较大的破坏。向斜轴部有较大的马庄子断层,向斜东翼断层成群分布,由两组不同方向、不同性质的断层组成,其规模较小,一般都在1~5km,对向斜东翼及煤层破坏较大。

由上述可以看出,甜水堡以北发育的次级褶皱构造受深大断裂控制并与断裂平行走向,往往被断裂切割而复杂化。从剖面上看,主干掩冲大断裂构成大型叠瓦状构造,断面一般西倾,上陡下缓,并向深部逐渐收敛,沿石炭二叠纪煤层向上滑移,见图4-1-2。由西向东水平推移距离逐渐增大,这也是造成本区地层大量缩减的主要原因。

(4)沙井子—王洼构造带、控煤构造

本构造带由构造线为南北向并向南延伸的逆冲推覆断块组成,深大断裂在局部地段构成侏罗纪煤系的矿区边界以及石炭二叠纪煤系的预测边界,逆冲断裂断面陡立,断块内常发育有次级断裂(如银洞沟断层,走向北北东,倾向295°,断距大于2000m)和褶皱构造(如陈耳山背斜、银洞子向斜、银洞子背斜、陆家阳洼背斜以及店子洼背斜)。其中背斜轴向以南北向为主,西翼一般较缓(10°~22°),东翼较陡(15°~30°),同时受青龙山—平凉断裂影响,断裂两侧白垩系—第四系的地层厚度以及埋深有很大差异,东部较西部要大得多。

2.西部六盘山弧形构造带

本构造带处于青藏板块东北缘和华北板块西南缘的交界地带,北与阿拉善地块、东与鄂尔多斯西缘南北向构造带以青铜峡—固原深大断裂为界,属走廊过渡的东段。区域构造总体呈叠瓦状向东北突出并逆冲的大型弧形逆冲断裂(区域一级的自北东向西南有:青铜峡—固原断裂,烟筒山—窑山断裂,香山—清水河断裂,西、南华山—六盘山断裂及六盘山西麓断裂)组成的楔形逆冲断块,同时还伴随着众多呈弧形展布的隆起、坳陷和次级断裂,构造样式主要定型于古—新近纪末的喜山期运动。

根据六盘山弧形构造带的构造特点,以下分述各个逆冲推覆体内的构造几何形态特征及分布规律。

(1)卫宁北山构造带

本构造带北起青铜峡—固原深大断裂,西南以香山—清水河断裂为界,为一向西部张开、向南部收敛于固原一带的弧形条带。本构造带为叙述方便将罗山逆冲席与同心逆冲席包括在内,其中两个逆冲席以烟筒山—窑山断裂为界。

图4-1-2 罗山—马家滩段构造横剖面图

在这个主体表现为复式向斜的构造带内,局部尚存有一些小的复背斜构造(如罗山复背斜)。复式向斜轴部以晚古生代地层为主体,两翼则零星出露志留纪—奥陶纪地层,轴向由卫宁北山一带近东西向,向东至烟筒山一带转为南东向,在卫宁北山东西向的复式向斜中发育着一系列走向东西、呈舒缓波状的褶皱及次级断裂。自北而南划分为单梁山—碱沟山背斜(向东倾伏,西翼对称,倾角大于40°)、麦垛山—格子山向斜(向西倾伏,受次级断裂破坏,两翼不对称)以及伴生断裂(狼墩扎子山断裂,涩水沟逆冲断裂),并于复向斜的东段泥盆系中发育有东西向的短轴褶皱和与其平行的小型逆冲断层,倾向南,倾角均在60°~85°。在沿烟筒山—窑山断裂附近(青龙山—窑山一带),地表可见古生代地层逆冲于第三系之上,并形成一些西翼缓、东翼陡(局部地段发生倒转)的褶皱构造。如近断裂处的宝头水背斜,东翼倾角40°,局部倒转,西翼仅20°~30°。中生代煤系地层则沉积在由断裂破坏形成的山间断陷盆地内。而南部同心一带主要分布中生代和新生代地层,其构造简单,局部仅有幅度在几十米左右的褶皱,如塔儿湾背斜两翼倾角在24°左右。

(2)清水河—西华山构造带

该构造带是夹持在香山—清水河断裂和西华山—六盘山断裂间的楔形逆冲席,它包括北部香山复式背斜和海原坳陷两部分。北部复式背斜,其主体由早古生代地层组成,轴向大体呈东西或北北西向,加里东运动使巨厚早古生代地层褶皱、隆升;晚古生代及中生代分布于复背斜的两翼及山间断陷盆地内(石炭二叠纪煤系地层相对保存在向斜盆地中,有梁水园向斜、校育川向斜及油井山向斜等,侏罗纪煤系盆地则在下流水一带)。复背斜内部次级褶皱和断裂也相当发育,褶皱紧密,两翼倾角常在70°左右(如上石棚—罗泉湾背斜、尖尖山倒转背斜等)并伴随有平行发育的逆冲断裂(上石棚—喇嘛井断层、校育川—党家水断层),大多数断裂构造为倾向南西的逆冲断裂,分布在天景山一带。

南部为楔形山间坳陷,据物探资料证实,区内为一东北隆起向西南倾斜的平缓大单斜,呈一典型的箕状坳陷,沉积盖层厚度由东北向西南逐渐加厚(厚度变化为1400~4000m);沿逆冲断裂附近或受其影响平行发育的褶皱构造均为北西走向,由东北向西南褶皱逐渐变弱,褶皱倾角和幅度小,褶皱数量也变少,主要有桃山—井家口背斜、天子塘背斜以及李旺堡背斜和东台背斜。背斜轴部出露第三系和白垩系,两翼转缓,一般倾角在10°~15°,局部地段东翼转陡35°~60°,其规模不大,均在10km左右。

(3)南华山—六盘山构造带

本构造带包括大关山和小关山两个逆冲席,西以六盘山西麓断裂为界,东以青铜峡—固原深大断裂为界,呈北西向条带展布。总体表现为以早白垩系为核心的复背斜构造,褶皱轴向北部为北西向,至固原以南变为近南北向,延至泾源以南又变为北西向,呈一反“S”形。沿北西向逆冲断裂的前缘隆起部位形成一系列右行雁列分布的褶皱(也就是构成六盘山高峰的主体部分)。其中背斜构造西翼均较缓(25°~45°),东翼均较陡(33°~50°),局部地段常常发生倒转,如固原北部庙山背斜、侯家河—香炉西背斜以及开城—泾源东侧背斜。向斜构造主要为第三系所覆盖,地层较平缓,两翼倾角在10°~15°之间,如隆德向斜、香水店向斜等,并伴随着次级断裂发育,如罗家峡断层(为一走向北西,倾向235°~265°,倾角50°,延伸长达45km)以及苏台断层(走向北北西,倾向北东,延长达40km)。(www.xing528.com)

综上所述,从本区构造变形强烈的程度及卷入地层判断,加里东中晚期强烈的构造运动奠定了西华山与六盘山地区的主要构造格架—褶皱和走向逆断裂,而且促使深部黏度很大的中酸性岩浆沿着断裂运移、上升形成各类侵入岩体,在后续印支期、燕山期构造变形中,这些逆断裂继续活动,并在喜山期强烈的挤压过程中最终形成。

(二)构造对煤层的控制作用

本区石炭二叠纪煤系形成以后,历经印支期大面积隆起遭受剥蚀,其中发生在燕山中期的构造运动表现最为强烈,使得侏罗纪煤系及其以前地层遭受褶皱与断裂,是对煤系改造最强烈的时期,同时也奠定了区内南北向构造带及其构造格局的雏形,燕山晚期区内构造格局趋于成熟。喜山期除在剪切拉张作用下形成银川断陷盆地外,主要表现为西南地区的六盘山弧形构造带趋于成熟而各煤田构造趋于复杂化。

从构造复杂程度来看,因含煤岩系历经多期构造运动的后期改造,其受力方向强弱的不均衡性以及岩石物理学性质差异的影响,各聚煤区构造复杂程度也不尽相同,并形成不同的赋煤构造。这些赋煤构造叠加在原始聚煤盆地的基础上,直接反映了含煤建造体系保存形式的展布方向,它与原始聚煤盆地的范围和分布方向也不尽一致。就石炭二叠纪煤系而言,其构造复杂程度较侏罗纪煤系相对要高,但从其开采技术条件和煤炭资源利用方面来看,有利的改造和不利的改造同时并存。

从空间分布特征来看,控煤构造主要以逆冲推覆构造为主,都有明显的分带性。从板缘到板内是一个由强挤压到弱挤压的构造环境。与此相对应,推覆滑脱构造形态相应表现为深层次基底逆冲推覆构造、盖层逆冲推覆构造、重力滑动构造而呈规律性变化。各煤田内褶皱形态也相应由逆冲推覆构造控制的复杂褶皱(推覆系统与断夹块)到中小型滑片背向斜而呈规律性变化。下面就区内煤田控煤构造变形的样式以及变化具体表现分述如下。

1.南北向构造带对各煤田的控制作用

(1)贺兰山煤田

位于南北向构造带的北段,区域构造线为北北东向,在被高角度断裂切割为各个不同的断块上分布着石嘴山、沙巴台、正义关(含王全口)、李家沟、石炭井、马莲滩、呼鲁斯太、汝箕沟、插旗沟、苏峪口矿区。其中除汝箕沟矿区为中生代侏罗纪煤矿区外,其他矿区均属晚古生代石炭二叠纪煤矿区。

自早期印支运动开始,石炭二叠纪含煤岩系就逐渐受到来自西部阿拉善地块东移的推挤而发生褶皱并向东发生逆冲。在石嘴山—石炭井—呼鲁斯太一带形成由次级断裂控制的小型逆冲断块,后期燕山运动逐渐使逆冲推覆构造活动达到高潮,使含煤岩系继续抬升遭受剥蚀,并被破坏成为不连续的块体。各块体逆冲前缘的隆起部位,新太古界的贺兰山群、中元古界的长城系、新元古界的蓟县系和古生界寒武系地层依次出露于地表,而煤系及煤层仅残留于其后坳陷带的向斜盆地内。与此同时部分起着调节作用的早期形成的东西压性断层恢复活动,在沿碗沟—大磴沟—马莲滩以南、苏峪口—阿拉善左旗以北之间形成的坳陷内,石炭二叠纪煤系地层之上沉积了巨厚的中生代地层相对保存了晚古生代煤系,这些东西向断裂现今成为某些矿区的天然边界。而发育于该坳陷之上的侏罗纪含煤盆地即以盛产“太西煤”而闻名于世的汝箕沟盆地,其延安组煤层的变质程度与后期逆冲推覆构造多次活动有着紧密的联系。如在小松山一带地表可见奥陶系灰岩逆冲推覆到侏罗系煤系地层之上。

在喜山期推覆构造的作用下,贺兰山煤田整体快速隆升,相对遭受剥蚀。但从目前开采技术条件以及煤炭资源利用前景来看,处于逆冲推覆构造活动作用强的矿区其剥蚀程度高、埋藏浅,较马莲滩以南的晚古生代煤矿区成为最具有经济价值的开发区城。从其逆冲推覆构造发育来看,贺兰山煤田分布着一系列由西向东并由煤系基底以及古老结晶基底卷入的断裂,属于基底逆冲推覆构造。

(2)宁东煤田

位于南北向构造带南段的北部,北起横城与内蒙古自治区边界,南至萌城与甘肃省相邻,西侧分别以黄河断裂、青铜峡—固原深大断裂为界,东侧又分别与陕西省、甘肃省接壤。南北长104~200km,东西宽80~105km,面积约13224km2

区域构造线为近南北至北北西向,在被高角度断裂切割为不同的断块上分布着5个煤矿区,位于北部的红墩子、横城堡和南部的韦州为3个晚古生代石炭二叠纪煤矿区;位于中部的自西向东为石沟驿、灵武、鸳鸯湖、马家滩、积家井、萌城6个中生代侏罗纪煤矿区。

该区域印支期构造运动以不均衡沉降为主,在晚古生代煤系之上形成巨厚的沉积盖层。后经晚期印支运动(即古特提斯海向北扩张)强烈的北东向挤压应力的作用,使韦州—马家滩地区沉积盖层发生褶皱变形,煤系基底向西南方向俯冲剥蚀。至燕山运动中期褶皱达到高潮,形成一系列自西向东推覆由断裂控制的断块构成叠瓦状构造,向东部发展到马家滩一带。根据现今地表以及物探资料观察,除韦州、红墩子、横城堡石炭二叠纪煤系地层抬升较高,并在其向斜两翼有零星出露外,青龙山东侧断裂以及沙葱沟断裂以东地区埋藏均较深,石炭二叠纪煤系底界标高为-2500~-4000m(据T9标准反射层),逆冲断裂在深部沿石炭二叠纪较软的煤系地层向上滑移,由此可见煤系地层被错断缺失严重,并遭受强烈挤压揉皱。

在青龙山一带地表可见蓟县系、寒武系、奥陶系地层向东逆冲到三叠系或二叠系之上,从东向西石炭二叠纪煤系基底逐渐隆起抬高,活动强度逐渐加强,在局部地段如韦州向斜,煤系基底标高为1000~500m,其向斜两翼发育次级断裂(有北东向和北西向两组),形成一些小型地垒和地堑,使煤层露头被切割得支离破碎,个别延伸较长的断裂成为划分井田的自然边界。由此可见,从资源利用角度来看,在韦州、横城一带煤层埋藏经改造抬升,属于有经济价值的区域;而在青龙山断裂、沙葱沟断裂以东地区,石炭二叠纪煤系埋藏较深,并且破坏严重,属于难以利用的资源。

区内侏罗纪含煤岩系,其聚煤期后的构造复杂程度较石炭二叠纪而言相对简单,由于侏罗纪延安组含煤地层形成之前,受印支运动末期的影响,该区由西向东总体呈上升趋势,使得侏罗纪延安组煤系沉积范围较石炭二叠纪小得多,沉积中心逐渐向东迁至石沟驿—萌城以东地带。后期经燕山中期运动的强烈改造,在马家滩—柳条井断裂以西宽约30km的南北走向范围内,形成规模最大、影响最强的两种控煤类型。其一为褶皱型,其二为逆冲叠瓦型。

A.褶皱型控煤构造:是指在鸳鸯湖—萌城狭长地带内的含煤岩系中展布了9个对煤层赋存起控制作用的背向斜构造,地层倾角一般为20°~40°,并以积家井—甜水堡背斜为界。以东背斜西翼倾角往往陡于东翼,向斜东翼往往陡于西翼;以西的背向斜则反之。

B.逆冲叠瓦型控煤构造:上述地区同样发育着11条中型级别的以逆冲为主的断裂,具断面东倾和西倾两组,断距200~1000m,剖面上呈“Y”字形特点,相应从平面来看掩冲褶皱带内背向斜多呈雁行排列。由于褶皱和逆冲断裂发育,使背向斜保存的完整性越来越差(形成半背斜构造、鼻状构造以及断块构造),相应也就加剧了煤系地层构造的复杂程度。同时多数断层切过侏罗纪煤系的基底成为划分井田的天然边界。

马家滩—柳条井断裂虽属表层断层,但对中生代煤盆地影响较大,为马家滩最后一个逆冲席前缘带的前锋边界断层。它是在巨大地质应力的作用下,其上盘聚集着巨大的能量,地(煤)层遭遇到强烈的挤压和破坏,从而形成一系列南北走向西倾东冲的断裂和褶皱构造行迹。马家滩—柳条井断裂的下盘,虽说也出现一系列反冲断层(由东向西),但其对煤系地层影响较小,构造形态相对较为简单,地(煤)层相对比较平静,保持缓慢的升降运动,褶皱运动不强烈,在某些地段保持着原始煤层和冲刷而形成的无煤层赋存的古河道,其侏罗纪延安组煤系埋藏深度都在地表以下2000m左右。除天环向斜呈南北向于区内展布以外,局部地段为背斜构造(天池穹隆构造),因盖层沉积较厚对煤成气是很好的贮气构造。

总体看来,宁东煤田自早期印支运动至燕山运动晚期一直受到来自西南方向的强烈挤压,而形成一系列由逆冲断裂构成的叠瓦状构造,从其被卷入的煤系基底地层来看,属于板缘内侧的基底推覆构造,局部有些属于盖层逆冲推覆构造。其成煤期后构造活动对煤田的改造是有利的(主要以侏罗纪煤田为主),大部分因后期推覆抬升浅埋于地表,成为目前具有经济价值的开发区域。在东部鄂尔多斯地块本部因成煤期后构造活动影响甚微,煤系基本保存完整,但因埋藏过深近期还不能列为有经济价值的开发区域。

(3)宁南煤田

位于南北向构造带的南段(属固原、彭阳两县所辖),面积约为1840km2。分布有炭山、王洼2个矿区,均为中生代侏罗纪煤矿区。在王洼的西部尚赋存石炭二叠纪含煤地层。

该区为南北向长条状隆起区,即所谓“南北古脊梁”。它自奥陶纪以来(加里东构造运动晚期),一直为一长期隆起区,晚古生代—中生代在本区断续沉积剥蚀,只在王洼等地残留为侏罗系煤盆地。这个南北向由基底深大断裂控制的长条隆起,对晚古生代和中生代沉积起了一定的分隔控制作用。据对银洞子—王洼煤矿区等地的钻孔以及物探地震资料证实,从北向南延伸的青龙山—平凉断裂在此地也表现为由西向东逆冲,在受到西侧早古生代灰岩的挤压下,断裂东侧侏罗纪煤系地层发生构造变形,产生走向为近南北向的褶皱赋煤构造,该断裂不仅成为王洼矿区的西部边界,而且在其后期持续的同沉积活动还控制着断裂东西两侧盖层白垩纪的沉积厚度。据钻孔资料表明,白垩纪地层厚度为东厚西薄。从开发利用的前景来看,银洞子—王洼煤矿区东部由于构造活动对煤系影响不大,且盖层较厚,埋藏相对较深,故其目前有经济开发价值的部位仅限于矿区西部。

而炭山矿区西部边界紧靠青铜峡—固原深大断裂,受其影响含煤岩系的基底长期处于上升剥蚀状态,中生代侏罗纪煤系不整合于新元古代蓟县系地层之上,成煤期后因受到来自西或西南方向间歇性挤压应力以及东部受到逆冲断块的阻挡,在矿区内产生一些高角度走向近似平行于东侧深大断裂(为近南北向),断距为100~200m的张性断层以及由这些断层控制两翼倾角为20°~30°的背向斜赋煤构造。由于炭山矿区煤系地层分布范围较小,四周均为断裂所控,并有后期构造活动对煤系改造作用强烈,切割成好多个小块体,故其开采及经济价值较小,只适合地方小煤矿开发。

2.六盘山弧形构造带对各煤田的控制作用

六盘山弧形构造带属走廊过渡带的东段,其构造带内所赋存的煤系地层均为祁连型,该煤系不论是在成煤期前、成煤期后的分布范围、展布方向还是资源量上都与东部南北向构造带内具华北型的煤系有着很大差异。例如,石炭二叠纪煤系地层不整合接触于泥盆纪磨拉石建造以及早石炭世早期浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩地层之上,并控制着含煤盆地的分布范围,而东部华北型石炭二叠纪煤系基底则缺失这一层段的地层。因含煤地层大部分仅出露于本构造带北部香山一带,故统称为香山煤田。

香山煤田北以碱沟山矿区北缘与内蒙古自治区省界为界,南界于西华山至风台山一线,东以青铜峡—固原断裂为界,西至宁夏与甘肃的省界。在这一区域构造表现为由一系列呈叠瓦状向东北突出的大型弧形逆冲断裂组成并向东南变窄的楔形逆冲断块上,发育分布着十几个煤矿区和煤矿点。在中宁—中卫东西向断裂以北有碱沟山矿区,以南有上河沿、下河沿、小洞山、梁水园、土坡、线驮石、下流水、校育川、油井山、深井、帽儿山、榆树台、大柳树以及窑山等矿区和煤矿点,除下流水、窑山为中生代侏罗纪煤矿区外,其余均属晚古生代石炭二叠纪煤矿区,含煤地层面积约为1950km2

从本区晚石炭世早期土坡煤系地层成煤期后构造控煤的特征来看,由于受基底构造影响,成煤与改造几乎同时并存。例如形成于前加里东期并长期活动,沉降中心位于卫宁北山一带具东西走向展布的晚古生代坳陷内。因受基底断裂和同沉积构造活动的控制,坳陷于早期成煤阶段处于快速沉积,晚期则迅速隆起,在坳陷中心(碱沟山矿区一带)沉积厚度达3168m,向两侧则变薄(土坡矿区厚变为924m,到了油井山厚度仅为19.68m),其强烈的变形都不利于泥炭沼泽的发育和煤层的保存。只是到了晚石炭世晚期(太原组)其活动性的差异明显减弱,局部才形成具工业价值的煤层。

自早期印支运动开始,区内石炭二叠纪含煤岩系就逐渐受到来自特提斯洋壳和欧亚板块南北向相互挤压的作用(主要是北部受到阿拉善地块的阻挡),形成许多近东西向的褶皱和逆冲断层。例如,在卫宁北山一带出现一系列规模较大的、两翼倾角在75°左右或者发生倒转的紧密褶皱和高角度的逆冲断层,在地表可见由小窑开采的部位,煤层都近似直立。在中宁—中卫断裂以南地区(主要为香山一带)则处于整体隆起抬升,长期遭受剥蚀,只在局部坳陷部位,石炭二叠纪煤系才得以保存。如梁水园向斜盆地,由于抬升较高,煤系埋藏较浅,颇具经济开发前景。部分东西走向的逆冲断层则成为矿区的天然边界,如小洞山、下河沿、大柳树以及榆树台等矿区的南界,均可见到泥盆纪、奥陶纪地层逆冲到石炭二叠纪煤系之上。在东部土坡—线驮石矿区,由于受到东部鄂尔多斯地块的阻挡,原呈东西走向展布的晚古生代煤田被逐渐挤压变为北西方向展布,原先比较完整的向斜盆地经逆冲断裂的破坏而成为一个单斜构造,地表可见矿区西南黑阴凹山早古生代地层高角度逆冲在石炭二叠纪煤系地层之上。印支运动晚期在持续活动逆冲断裂带隆起前缘形成的断陷盆地内,发育着侏罗纪煤田,如下流水矿区、窑山矿区。由于这些断陷盆地一直处于构造活动的控制中,虽说沉积厚度都较大,但由于其成煤环境的不稳定而没有形成具有工业价值的厚煤层及资源量,故从利用的角度来看只适合小窑开采。

自燕山运动开始至古—新近纪末的喜山运动,本构造带一直受到来自西南方向挤压应力作用,其构造样式主要定型于喜山期(第Ⅲ幕),从整个构造带内煤田的改造情况来看,其成煤期后构造改造的复杂程度较东部南北向构造带要高。同样,不利改造和有利改造相互并存。碱沟山矿区煤层的变质程度与后期南北向挤压多次活动有着紧密的联系(其后期青藏板块与阿拉善块体多次碰撞,使处于碰撞前缘煤田内的煤变质程度加深),其产出的无烟煤某些指标要好于汝箕沟无烟煤,并成为当前开发的热点之一。而土坡—线驮石矿区,地表可见断层将煤系露头切割得支离破碎,井下还可见到古—新近纪红层楔入煤系地层。校育川矿区和油井山矿区则受到断层切割并强烈揉皱或后期剥蚀严重仅残留很少部分于断夹缝中,成为难能利用的资源并失去开发的价值。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈