浅析煤盆地构造展布规律及对煤层的控制

来源:期刊VIP网所属分类:能源发布时间:2012-07-26浏览:

  摘要:通过对南票煤田的褶皱、构造等构造展布规律的分析,进一步阐述煤盆地构造展布规律与对煤层控制的关系。
  关键词:含煤地层;煤层;三角洲;湖泊;沉积;聚煤规律
  Abstract: Based on the analysis of fold, tectonic Nanpiao Coal Field tectonic distribution, further elaborated coal basin tectonic distribution law of coal seam and controlling relationship.
  Key words: coal; coal; delta; lake; sediment; the rule of coal gathering
  中图分类号:F407.21 文献标识码:A 文章编号:
  南票煤田位于华北赋煤区(Ⅰ级)、锦州—南票含煤区内。
  南票煤田位于金岭寺—羊山盆地的东南翼,与头台子—黄土坎—杨家仗子断隆带接触。
  该盆地细分为三个赋煤构造单元:
  ①南票单斜(南票煤田石炭二叠系含煤建造);②根德营子向斜(中生界构造层为南票向斜);③西北为麒麟堡背斜。见下图 “南票煤田赋煤构造分区图”。
  1. 褶皱构造
  1.1 南票单斜(南票煤田)
  上古生界石炭二迭系含煤地层出露呈单斜构造,地层走向N25-60°E,倾向NW,倾角20-70°。-800m以浅苇子沟井田—三家子井田间呈向东南突出的弧形构造,苇子沟井田处于弧形构造的内侧。沙金沟附近向北西倾没的前寒武系背斜构造,中石炭系本溪组与馒头组地层呈不整合沉积接触。
  1.2 根德营子向斜
  又称南票向斜:为中生界构造层。
  位于根德营子—松岭门一线,为中生代火山-沉积向斜,东南翼为中、上元古界、古生界地层,走向N45°E,倾向NW,倾角25-45°,其上为侏罗系火山—沉积岩系覆盖,西北翼为麒麟堡背斜的东南翼,侏罗系中统兰旗组地层走向N50°E,倾向SE,倾角10-12°,长约30km。
  1.3 麒麟堡背斜
  位于麒麟堡大营子附近,轴部为南票组地层,两翼均为兰旗组地层,为短轴背斜,两端均不明显,长约15km左右。
  2.断裂构造
  断裂构造有两组:一组走向N40-60°W,倾角70-80°的正断裂;另一组走向N30-60°E的逆冲断裂,如大西沟逆冲断裂,走向NE,倾向NW,倾角50-76°左右,石炭、二迭系含煤地层重复出现。
  南票煤田各井田断层分述如下:
  2.1 三家子井田断层特征
  三家子井田位于南票煤田的西南部,南票煤田是羊山盆地的一部分,位于盆地的东南侧。羊山盆地的大地构造位置,处于羊山东西向复杂构造带与大兴安岭—太行山北东向构造带交接部位的东缘。传统叫法为华北地台燕辽沉降带的东段。地层产状基本上是北东南西走向,倾向北西。煤田的西南部三家子井田由于受次一级构造—歪桃山东西向构造的阻挡,在南石场附近地层由北东向转折成东西走向的一个弧形,形成一个向北倾伏的宽缓向斜。由岭底下至沙金沟,井田地层产状由近东西向转折或近南北向,倾角在18°~35°之间。
  经勘探和深部生产水平实际揭露来看,井田内大、中型断裂构造主要赋存于井田的东部,即12~24号勘探线之间,方向多为北东向,同大地构造线一致,性质多为扭性逆断层,切割较深,主要影响太原组六、七、八煤组,其中较大的延展在500米以上的主要有三条,具体见下表:
  三家子井田主要断裂构造一览表
序号 性质 走向 倾向 倾角 垂直断距 水平断距 延展 位置
F1 剪扭性逆 N20°W 南西 53° 20m 20m 900m 15、~16
勘探线
F6 剪扭性逆 N40°E 近南北 87° 20~70m 100m 1150m 16、21
勘探线
F9 剪扭性逆 N15°E 北西 29~85° 30m 60m 700m 11、~23
勘探线

  井田西部即12号勘探线以西,没有发现破坏井田煤层赋存形态的大型断裂,但经过上部生产水平揭露表明,小型断裂构造较为发育,但对生产影响都不是很大。
  2.2 苇子沟井田断层特征
  本区共探明六条断层,叙述如下:
  F1号逆断层:位于11’~18线地表见断点,82-4号孔南部,山西组逆于上石盒子组白色粗砂岩之上。断层走向近于南北~北30度东,倾向西或北西,断层倾角55度,断距10-85米。走向长1500米左右,西部进入闪长斑岩侵入体内,东部消失于18~19线之间。
  F6号逆断层:位于16~21线,地表见断点,在82~31号孔以北大窝铺窑附近,上石盒子组紫色粗砂岩逆于石千峰组地层之上,断层走向北40°东至近于南北,倾向北西或西,倾角87°,见图21大窝铺煤矿附近F6断层断点示意图。
  图2 大窝铺煤矿附近F6号断层点示意图
  F9号逆断层:位于18~22线,走向长1100米左右,断层走向北15°东,倾向北西,倾角79~85°,垂直断距20~60米,水平移距100~150米。
  F5号逆断层:位于12~12’线,82~3号孔见断点为311.86米,主要是六煤组二层厚度增大,相当于距离50米B04号孔的2倍左右,推定有逆断层。附近的-100零号石六见有逆断层,与82~3号孔所见相同。
  F7逆断层:位于9~11线,82~45号孔六煤组二层底板等高线为-412.91米,82~10号孔煤层底板标高为-374.44米,两孔煤层底板相连,则82~45号孔煤层底板台起,似有断层存在,六煤组二层煤层底板等高线畸形,且82~24号孔抬起,似有断层。推定为逆断层,走向长700米,走向N75°E,倾向北西,倾角82°左右,水平移距约110米左右,向两侧消失。
  F8号断层位于11’~12线,82~44号孔于560.77米山西组底部砾岩结束,其附近煤层底板等高线畸形,故推定有正断层存在。走向长700米左右,走向N25°W,倾向北东,倾角84°左右,垂直断距约30米,水平移距60米。
  2.3 大窑沟井田断层特征
  本区大断层不多,但从矿井资料看,小断层是比较发育的,如西二区E19号钻孔附近走向70米就有断层4条,根据断层走向可分两组:一组为NW向,另一组为NE向,该两组方向的断层与本区两组节理方向相同。
  大窑沟井田断层一览表
断层编号 性质 走   向 倾向 落  差 走向长度 可靠程度 备注
F1 N40~70°E NW 98 700 较可靠  
F2 N20°W SE 0~39 500 可靠  
F3 N10°E NW 0~96 900 可靠  
F4 N50~53°W NW 0~48 210 可靠  
F5 N20~40°E SE 30~162 2300 较可靠  
F8 NE NW 32   可靠 井下见
F9 NE NW 61   可靠 井下见
F10 NE NW 0~142 900 可靠 井下见

  2.4 邱皮沟井田断层特征
  本井田内特别是大西沟区落差大于30米以上断层较多,F1、F2和F8等三条主要断层,控制点较多,断层性质及产状清楚,位置可靠。
  F1压扭性断层:在二佛庙子村北及东地段地表有断裂出现,并可延至铁桥以东小凌河边,向西可延到大窑沟井田第27号勘探线至第26号勘探线深部,走向为北40~60°东,在本井田走向沿长6000米以上;倾角71~80°,垂直落差100~300米,水平移距200~350米。
  F2张扭性断层:本断层位于井田第43号勘探线至第31号勘探线之间,走向43~70°东,在本井田走向沿长1700米以上;倾向东南,倾角75~84°之间,垂直落差38~150米,水平移距120~150米。
  F8张扭性断层:本断层位于井田第43号勘探线至第34号勘探线之间,走向北35~40°东,在本井田走向沿长2400米以上;倾向南东,倾角76~83.5°之间,垂直落差44~143米,水平移距80~100米。
  3.构造展布规律及对煤层的控制
  南票煤田所在的南票~羊山向斜带位于虹螺岘~杨家杖子向斜带之西北,也就是指石炭二叠系和下中侏罗统构成的北东向展布的向斜带。南从南票的三家子起,经巴图营子、上园等,由于大面积的兰旗组和部分义县组覆盖,其向斜北延方向和下伏有无煤系尚不很清楚,故以前常将南票视为单斜构造。即已控制的南票矿区为本向斜带的东南翼,走向为北东45°,呈弧形变化,东南翼为下古生界和蓟县系,轴部石炭二叠系和下中侏罗统。由于挤压岩层倾角变化较大,石炭二叠系及其基底多呈波状起伏。岩层倾角在20°~65°间,在三家子一带为20°左右,苇子沟变为40°~65°,在东北端小凌河矿的岩层倾角也很大。向斜西翼推断在根德营子~松岭门一线以东,向斜轴在双塔子沟北东方向一线。巴图营子为南票的北东走向延伸部分,也有向斜的东南翼,北西倾斜,倾角25°~30°。区内断裂不甚发育,据南票区所见有两组,一组为北东40°左右的逆断层,与岩层走向一致,倾向北西,倾角50°~70°,使石炭二叠系重复出露,如在水泉附近由寒武系逆冲在奥陶系上,在白石地~岭底下见山西组重复出现,倾角40°~45°,其断层也截断了中侏罗统;另一组为走向北西的张扭性正断层,落差数十米。煤田内还有石英斑岩、闪长斑岩、辉绿岩侵入煤系和煤层中,对煤层煤质有较大影响。另外在南票~巴图营子向斜之西可能还存在羊山~药王庙向斜,赋存石炭二叠系和下中侏罗统含煤地层。
  南票煤田侵入岩以中性、中酸性和酸性为主体,侵入部位与构造有密切的关系,一是在地层走向变化转弯及隆起区构造应力比较复杂集中的部位,断裂、裂隙比较发育,是火成岩侵入的良好通道。侵入岩对煤层的破坏以中酸性和酸性火成岩为最严重,煤田西部的苇子沟和东部的纲户屯区为火成岩破坏剧烈区。以复式层间侵入为主,将煤层楔开、吞蚀煤层,穿层或与煤层互层存在,其结果造成煤层间距过大,分割了可采煤层,使其煤层结构更加复杂化。煤层受火成岩侵入影响,以气煤变质为弱粘煤、贫煤及天然焦。
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