徐宿地區(qū)構造特征及其演化

王陸超，汪吉林，李 磊

(中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室，江蘇 徐州221008)

徐宿地區(qū)構造特征及其演化

王陸超，汪吉林，李 磊

(中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院煤層氣資源與成藏過程教育部重點實驗室，江蘇 徐州221008)

研究區(qū)位于蘇、魯、豫、皖交界中心，大地構造隸屬于華北板塊東南緣，是華北地區(qū)主要賦煤地帶，自石炭—二疊紀以來，該區(qū)經受了多次構造活動，構造演化與華北板塊南緣和東緣的2條板緣構造活動帶密切相關。通過在研究區(qū)進行野外實際調查并結合區(qū)域地質資料的基礎上，對研究區(qū)地質構造特征及其演化進行了討論，并探討了研究區(qū)構造對煤田的控制作用。

構造;特征;構造演化;徐宿地區(qū);江蘇;安徽

0 引言

徐宿地區(qū)大地構造屬于華北板塊的東南緣，區(qū)內主要構造為徐宿弧形構造以及一些小的褶皺及斷層。在前人研究的基礎上，筆者通過大量野外地質調查，詳細研究了徐宿地區(qū)構造特征及其演化。本區(qū)不僅構造特征及位置特殊，而且具有豐富的煤炭及煤層氣資源。因此，該區(qū)的地質研究具有十分重要的理論意義。

1 區(qū)域地質概況

徐宿地區(qū)大地構造上位于華北板塊的東南邊緣，是華北聚煤區(qū)的一部分，東以郯廬斷裂與揚子地臺相隔，西鄰阜陽斷裂帶，南近華北南部古大陸邊緣—秦嶺—大別山造山帶，北以豐沛斷裂與魯西隆起相連。南側的秦嶺—大別山帶是位于華北古大陸板塊與華南板塊之間的多旋回復合造山帶，經歷了復雜的古大陸邊緣演化、陸-陸碰撞、陸內俯沖、逆演-疊復等造山歷程(王文杰等，1992)。區(qū)域基底構造格架受南、東兩側板緣活動帶控制，為受郯廬斷裂控制的近南北向(略偏北北東)褶皺斷裂，早三疊世—晚侏羅世華北板塊與揚子板塊斜向碰撞產生的巨大擠壓應力以及北面豐沛隆起、南面蚌埠隆起2個東西向構造帶阻擋誘發(fā)的旋轉作用，使徐宿地區(qū)形成一個半圓形向前陸凸出的推覆系，呈北北東向延伸的徐宿弧形構造(圖1)(馬公偉，1992)。

2 區(qū)域地層特征

本區(qū)地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)，區(qū)內基巖露頭面積很少，大部分為第四系覆蓋區(qū)。區(qū)內基巖出露面積較小，多為第四系覆蓋。古老的結晶底基地未見揭示，蓋層發(fā)育良好。自上元古界青白口系至上古生界二疊系發(fā)育了一套較穩(wěn)定的地臺型沉積蓋層，自下至上有青白口系劉老碑組、震旦系、寒武系、奧陶系中、下統(tǒng)、石炭系中、上統(tǒng)、二疊系、侏羅系、白堊系及第四系覆蓋，其間缺失奧陶系上統(tǒng)至石炭系下統(tǒng)。蓋層覆蓋在太古界泰山群變質基底之上，可分為3個亞構造層，即青白口震旦系、寒武—奧陶系、石炭—二疊系。下部的青白口震旦系亞構造層主要為海相碳酸鹽巖，厚度自南東向北西逐漸減小，從而構成向北西減薄的楔狀沉積體。上元古界青白口系和震旦系均屬一套濱、淺海碎屑巖-碳酸鹽巖沉積組合，是華北板塊東南緣獨特的沉積類型。上古生界和下古生界2個亞構造層分別為濱海相碎屑巖和淺海相碳酸鹽巖組成的穩(wěn)定的上部蓋層，微角度不整合覆于下部亞構造層之上。上古生界石炭系和二疊系為含煤地層，組成復式向斜核部，除零星露頭外均隱伏于第四系之下，共含煤15層～34層，可采和局部可采者5層。中、新生界主要發(fā)育于區(qū)內各斷陷盆地內，為陸相碎屑及火山碎屑沉積，有侏羅系上統(tǒng)、白堊系及第三系，第四系在全區(qū)廣泛分布。區(qū)內巖漿巖以中性巖為主，集中在晚侏羅世、早白堊世。徐宿地區(qū)地層劃分見表1(劉建光等，1990)。

圖1 徐宿弧形構造圖

3 區(qū)域構造特征

徐宿地區(qū)的構造以徐宿弧形推覆構造最為醒目，它的主體止于東西向光武—固鎮(zhèn)斷裂，北至東西向豐沛斷裂，可能將越過豐沛斷裂繼續(xù)向北北東延展。平面上，主體褶皺與斷裂軌跡均表現出一系列向西突出的弧形。徐宿弧形推覆構造主體為一系列東東向北西西推掩的斷片及其伴生的一套平臥、斜歪緊閉線形褶皺組成，并為后期裂陷作用、重力滑動作用及擠壓作用所疊加而更復雜化。卷入推覆構造的是青白口系—二疊系，具典型的薄皮構造特征。推覆構造以廢黃河斷裂與宿北斷裂為界，自北而南可分為北段北東向褶斷帶、中段弧形褶斷帶與南段北西向褶斷帶。

表1 徐宿地區(qū)地層層序劃分簡表

剖面上，徐宿弧形逆沖推覆構造可分出西部外緣帶、中部鋒帶和東部后緣帶(圖2)。推覆構造構成雙沖斷裂系，內部可識別出3套斷裂褶皺組合。第一套是作為頂沖斷裂的近順層臺階式逆沖斷裂及其伴生的中小型平臥褶皺，臺階式的逆沖斷裂的斷坪層位由東向西抬高，大體上逐次沿青白口系劉老碑組、震旦系史家組、寒武系饅頭組、奧陶系賈汪組和石炭、二疊紀煤系等頁巖、泥灰?guī)r為主的軟弱層位發(fā)展。第二套為疊瓦扇逆沖斷裂和斜歪褶皺組合，展布于徐州—宿州一線以西，逆沖斷裂面絕大多數傾向東，上陡下緩，向下收斂于隱伏的底沖斷裂，上部可見飛來峰。第三套出現在徐宿東部地區(qū)支河坳陷—郯廬斷裂之間，出露基巖主要是震旦系和青白口系，為低角度逆沖斷裂與寬緩褶皺組合，被后期活動的北北東向正斷裂切割后，形成多列晚侏羅世—早白堊世火山碎屑和磨拉石沉積盆地(江蘇省地質礦產局，1984;安徽省地質礦產局，1986)。

3.1 主要褶皺構造

由一系列復式背、向斜組成。復式背斜核部由震旦系組成，復式向斜核部由石炭系、二疊系組成。兩翼為寒武系、奧陶系。復式背斜相對緊密，復式向斜較為開闊，褶皺軸向自南而北，由北北東逐漸轉為北東東向，向西突出呈弧形。分述如下：蕭縣復背斜、大吳集復向斜、閘河復式向斜、賈汪復式向斜、支河向斜、時村向斜、南坪向斜、雙堆背斜、宿南向斜、蘆嶺向斜、童亭背斜等(圖1、圖2)。

3.2 主要斷裂構造

徐宿雙沖疊瓦扇構造主要由一系列走向北東、北北東的斷裂組成，大多呈向北西突出。主要斷裂有：豐沛斷裂、廢黃河斷裂、宿北斷裂、光武—固鎮(zhèn)斷裂、張集斷裂、青龍山斷裂、固鎮(zhèn)—長豐斷裂和張小樓斷裂以及武店斷裂等(圖1、圖2)。

4 區(qū)域構造演化

根據區(qū)域地質資料綜合分析，筆者認為在加里東運動后的漫長地質歷史中，構造變形微弱，地殼運動以區(qū)域性升降活動為主，并連續(xù)沉積了中生代早三疊紀的地層。沉積格局整體上呈東西展布，是華北古板塊與周緣華南板塊之間相互作用的結果。

印支—燕山早期，華北古板塊與華南古板塊沿南北方向運動并發(fā)生碰撞后，“蘇膠”或“張八嶺”地塊向華北古板塊施加反方向的南東東向擠壓應力，使本區(qū)由早期的南北擠壓為主的應力狀態(tài)轉變?yōu)閺娏业慕鼥|向擠壓。在先期形成的東西向斷裂構造的基礎上產生近南北向的斷陷隆起;郯廬斷裂帶也在同時活動，發(fā)生左行剪切。這些由南東向北西疊加的隆起與擠壓以及前寒武系楔形體向西、向上運移，終于導致本區(qū)發(fā)生由南東東向北西西強烈的逆沖推覆。并因其推覆擠壓前端遇到徐州西北碭山古陸核的阻擋，產生一系列北東向向南減弱、向北發(fā)展的反向逆沖斷裂。

晚侏羅世—早白堊世，郯廬斷裂拉張裂陷，本區(qū)也受影響。由東到西，產生由強至弱的斷陷活動，東西、南北向古斷裂復活。反向逆沖斷裂的活動促使上覆系統(tǒng)沿石炭二疊紀煤系底面軟弱層產生伸展性重力滑動構造。早白堊世后，燕山晚期的擠壓活動加強了本區(qū)已有逆沖推覆構造的活動，并因宿北斷裂的平移剪切，最終造成徐宿弧形逆沖推覆構造(琚宜文等，2002)。

喜馬拉雅期，主要表現為古構造的改造作用。近東西的大斷裂受到左行壓剪作用，但北北東走向大斷裂處于右行壓剪狀態(tài)，早期的右行走滑北東—北東東向斷裂轉變?yōu)閱我坏睦瓘堊饔?，從而使正斷層活動達到鼎盛。

5 結語

徐宿地區(qū)構造特征復雜，最主要構造為徐宿弧形構造。徐宿弧形構造中的以北東向逆沖斷裂形成最早，活動也最強烈，由此產生碭山底隆發(fā)生的反向逆沖斷裂。它在南端受宿北斷裂阻隔，應力迅速減弱，但北端并不存在任何限制，它有可能超過豐沛斷裂向北東方向發(fā)展，主要控煤因素是滑脫構造掩蓋了煤系或其他地層，在滑脫構造前緣多表現為逆沖斷層壓煤系或煤系基底(韓樹棻，1990)。構造演化與華北板塊南緣和東緣的2條板緣構造活動帶密切相關，徐宿地區(qū)的煤層賦存明顯地受區(qū)域構造的控制，應該注意在北東向延展的推覆斷裂下找煤。

安徽省地質礦產局.1986.安徽省地質志［M］.北京：地質出版社.

韓樹棻.1990.兩淮地區(qū)成煤地質條件及成煤預測［M］.北京：地質出版社.

琚宜文，王桂梁.2002.淮北宿臨礦區(qū)構造特征及演化［J］.遼寧工程技術大學學報：自然科學版，21(3)：286-289.

江蘇省地質礦產局.1984.江蘇省及上海市區(qū)域地質志［M］.北京：地質出版社.

劉建光，王桂梁，沈修志.1990.徐州地區(qū)沖斷褶皺帶的多元信息綜合研究［D］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社.

馬公偉.1992.對徐宿弧形構造成因的新認識［J］.中國區(qū)域地質，(1)：83-87.

王文杰，王信.1992.中國東部煤田推覆、滑脫構造與找煤研究［M］.徐州：中國礦業(yè)大學出版社.

Tectonic characteristics and their evolution in Xu-Su area

WANG Lu-chao，WANG Ji-lin，LI Lei

(School of Resources and Earth Sciences，China University of Mining and Technology，Key Laboratory of CBM Resources and Reservoir Formation Process，Xuzhou 221008，Jiangsu)

The study area was located in the bordering center of Jiangsu-Shandong-Henan-Anhui provinces;its tectonic unit belonged to the southeastern margin of the North China plate and was a major hosting coal belt in North China.Since Permo-Carboniferous，this area underwent a multiphase tectonic activities，tectonic evolution was closely related to the two tectonic activity belts on plate margin of the south and east margin of the North China.Based on a systematic analysis of the geological data in the study area and in combination with the field survey，the authors discussed in details the characteristics of geology tectonic characteristics and tectonic evolution，studied its controlling effect on coal field occurrences in Xu-Su area.

Tectonics;Characteristics;Tectonic evolution;Xu-Su area;Jiangsu;Anhui

P542

A

1674-3636(2011)03-0247-04

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.03.247

2011-03-22;

2011-04-26;編輯：陸李萍

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金(2010LKDZ07)資助

王陸超(1986—)，男，碩士研究生，構造地質學專業(yè)，主要研究方向為煤田構造、構造控煤及地質災害預測等，E-mail：wlc86@126.com