松遼坳陷南緣構(gòu)造控煤作用

楊忠習(xí)，孫慧梅，王 野

吉林省煤田地質(zhì)物探公司， 吉林 長(zhǎng)春 130033

松遼坳陷南緣構(gòu)造控煤作用

楊忠習(xí)，孫慧梅，王 野

吉林省煤田地質(zhì)物探公司， 吉林 長(zhǎng)春 130033

本文通過對(duì)該區(qū)含煤盆地的分布、含煤地層、構(gòu)造規(guī)律、沉積環(huán)境和聚煤特征的研究，劃分了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造型式，即松遼盆地南緣總的構(gòu)造型式為直扭構(gòu)造體系，具有天山—陰山緯向構(gòu)造帶和雙遼—鐵嶺—大孤山經(jīng)向構(gòu)造帶，不同次序、不同級(jí)別的構(gòu)造控制礦產(chǎn)的賦存和分布，形成了三種不同的煤田沉積類型并各具其特征，東西、南北向構(gòu)造是本區(qū)的構(gòu)造格架，它們的運(yùn)動(dòng)方式與方向及其派生的分枝構(gòu)造是控盆聚煤的分布與沉積類型的重要因素，控制聚煤盆地的展布與沉積類型，決定了聚煤的發(fā)育程度。

松遼坳陷；南緣；構(gòu)造；控煤；作用

松遼坳陷南緣是指北緯42°～43°左右的區(qū)域，北起西拉木倫河—西遼河，南至多倫—赤峰—鐵嶺—長(zhǎng)白山天池一線的東西向區(qū)域，屬新華夏系第三陸緣隆起帶，第四平原沉降帶，第五內(nèi)陸隆起帶與天山—陰山緯向構(gòu)造體系相復(fù)合的部位。

1 含煤地層

含煤地層區(qū)劃以遼河南北向斷裂為界，兩側(cè)巖性、巖相差異明顯，東部為松遼分區(qū)綏化—農(nóng)安小區(qū)，含煤地層為上侏羅統(tǒng)沙河子組（曉明組），西部為松遼分區(qū)開魯小區(qū)，含煤地層為上侏羅統(tǒng)協(xié)爾蘇組（三臺(tái)子組）和李影匠組、下白堊統(tǒng)沙力好來。它們均與下伏上侏羅統(tǒng)火山巖、古生界和前震旦系變質(zhì)巖呈不整合接觸。上覆地層為白堊系紅層呈不整合超覆。

含煤巖系沉積在呈北北東、北東方向展布、雁行排列或列式排列的斷陷盆地中，一般為中小型，面積由幾十到幾百平方公里。每個(gè)盆地明顯受兩組斷裂控制，一組為北北東（或北東），一組為東西（或北西），主要斷裂常構(gòu)成盆地的邊界，且常在其一側(cè)，具同生斷裂性質(zhì)。

2 構(gòu)造型式分析

區(qū)內(nèi)具有下列構(gòu)造型式：天山—陰山緯向構(gòu)造帶和雙遼—鐵嶺—大孤山經(jīng)向構(gòu)造帶，均以元古代和古生代地層構(gòu)成隆起帶，是控制區(qū)域性構(gòu)造的框架，派生分枝構(gòu)造呈北東、北西向的共軛扭裂，它們對(duì)于控盆聚煤起主導(dǎo)作用（圖1）。

⑴ 陰山緯向構(gòu)造帶東段：從多倫—赤峰—鐵嶺—長(zhǎng)白山天池一線為東西向隆起帶，分布范圍為北緯41°～43°左右，軸部約在北緯42°附近，寬約50～100 km，自東向西沿軸向分布以元古代和古生代地層為主，中、新生代地層次之，在不同地段出露情況各有差異。其軸部隆起為北東、北西向，共軛扭裂較發(fā)育，有時(shí)張性斷裂和剪切斷裂結(jié)合呈折線狀，很少有較大的東西向構(gòu)造。較為翼部斜坡部位，北翼斜坡帶從赤峰 —鐵嶺（軸）到西拉木倫河—西遼河斷裂的范圍，當(dāng)巖石變形達(dá)到破裂程度而產(chǎn)生斷裂，如西拉木倫河斷裂即是與隆起同時(shí)或稍晚的產(chǎn)物。它們之間為斜坡帶（局部應(yīng)力），構(gòu)造較為簡(jiǎn)單、平穩(wěn)，僅出現(xiàn)斷裂構(gòu)造。

圖1 松遼盆地南部含煤盆地分布圖Fig.1 Distribution map of coal-bearing basin in south part of Songliao Basin

⑵ 經(jīng)向構(gòu)造帶：從雙遼—鐵嶺—撫順河—蘭河—黃花甸子—大洋河入海一線，為一條較長(zhǎng)的構(gòu)造帶，由于生成和改造的緣故，使現(xiàn)存的構(gòu)造形跡在不同的地段各有差異，在垂直緯向構(gòu)造的擠壓與拉伸的作用下，產(chǎn)生南北的擠壓帶和張裂帶，由前震旦系古生界變質(zhì)巖構(gòu)成。受新華夏系的影響，使南北向構(gòu)造被改造成斷斷續(xù)續(xù)的形跡，最明顯的是北段的現(xiàn)代遼河（以鐵法分界分為南北兩段）。

綜上，東西、南北向構(gòu)造是控制區(qū)域性的基本構(gòu)造格架，對(duì)于控盆聚煤起主導(dǎo)作用。

⑶ 東西、南北向構(gòu)造是本區(qū)的構(gòu)造格架，它們的運(yùn)動(dòng)方式與方向及其派生的分枝構(gòu)造是控盆聚煤的分布與沉積類型的重要因素。

東西向構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)方向與方式：東西方向上逆時(shí)針的水平位移，北盤西移，南盤東移，如西拉木倫河兩側(cè)的新開河與老哈河水平錯(cuò)開近30 km，而且西遼河彎曲呈“S”形。南北方向主要是由于地球旋轉(zhuǎn)，從高緯度向低緯度方向的推擠，呈波浪式遞進(jìn)，每遞進(jìn)一次都產(chǎn)生波峰與波谷，多次波峰與波谷的重疊形成緯向隆起帶（圖2）。在隆起帶軸部北東、北西向的共軛扭裂，其中北東向一組與新華夏系構(gòu)造（歸并）復(fù)合而增強(qiáng)，屬左旋直扭（顯壓扭性）；北西向一組受干擾因而不發(fā)育，屬右旋直扭（顯張扭性），有時(shí)張性斷裂和剪切斷裂結(jié)合呈折線狀（圖3）。

南北向構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)方向與方式：東西方向上拉伸與擠壓，南北方向呈順時(shí)針?biāo)轿灰?，同時(shí)派生出北東、北西向共軛斷裂。有時(shí)張性斷裂和剪切斷裂相結(jié)合呈折線狀，如雙遼—鐵嶺間的南北向主干構(gòu)造呈折線狀，限制了兩側(cè)派生分枝構(gòu)造，但尚未切穿主干構(gòu)造。東側(cè)北東向構(gòu)造（河流）與新華夏系構(gòu)造復(fù)合而增強(qiáng)，顯左旋直扭呈“多”字形或“入”字形構(gòu)造，控制聚煤盆地的展布與沉積類型。為河流相、沖積扇、三角洲和曲流河的泛濫平原和三角洲平原環(huán)境，煤層分散，多為不穩(wěn)定的薄煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；西北以北北西向構(gòu)造控制聚煤盆地的展布與沉積類型，為湖泊相、深湖、淺湖和湖濱平原沉積環(huán)境，煤層較集中，為一復(fù)煤層組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的較厚煤層。

圖2 遞進(jìn)隆起示意圖Fig.2 Schematic diagram of progressive doming

⑷主干構(gòu)造兩側(cè)相同與不同點(diǎn):東西向主干構(gòu)造的軸部的北東、北西向共軛扭裂構(gòu)成共軛雁裂帶，局部張裂和剪裂構(gòu)造結(jié)合呈折線狀，形成“多”字形復(fù)合構(gòu)造，翼部（局部應(yīng)力）構(gòu)造簡(jiǎn)單形成行列狀聯(lián)合構(gòu)造，其中北東向與新華夏系構(gòu)造（歸并）復(fù)合而增強(qiáng)，是主干構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)繼承性的產(chǎn)物。

南北向主干構(gòu)造的東側(cè)：北東向構(gòu)造與新華夏系構(gòu)造（歸并）復(fù)合而增強(qiáng)，形成“多”字形或“入”字形復(fù)合構(gòu)造，是主干構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)繼承性的產(chǎn)物，西側(cè)北西向構(gòu)造不發(fā)育，與局部東西向構(gòu)造聯(lián)合形成行列形構(gòu)造，是南北向主干構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)繼承性的產(chǎn)物。

東西、南北向主干構(gòu)造是區(qū)域構(gòu)造框架，都有控制沉積環(huán)境、構(gòu)造型式及聚煤盆地展布的作用。派生分枝構(gòu)造北東、北西的共軛扭裂同屬直扭構(gòu)造體系，不是平移，就是旋鈕。它們各有差異：東西向構(gòu)造的發(fā)生與發(fā)展是長(zhǎng)期的、持續(xù)的，形成明顯的環(huán)球擠壓（緯向）構(gòu)造帶，而南北構(gòu)造不發(fā)育，時(shí)而拉伸或擠壓，形成斷斷續(xù)續(xù)鋸齒狀張性斷裂或擠壓（經(jīng)向）構(gòu)造帶（大陸上擠壓為主），張性斷裂和剪切斷裂相結(jié)合呈折線狀。

3 構(gòu)造控煤

松遼盆地南緣總的構(gòu)造型式為直扭構(gòu)造體系。其方向有東西向、南北向、北東向和北西向，它們之間有密切的聯(lián)系。東西向和南北向構(gòu)造是區(qū)域性構(gòu)造格架（主干構(gòu)造），起主導(dǎo)控制作用，北東向和北西向構(gòu)造是主干構(gòu)造派生出來的分枝構(gòu)造，分枝構(gòu)造和局部東西向構(gòu)造相聯(lián)合，形成“多”字形構(gòu)造。不同次序、不同級(jí)別的構(gòu)造控制礦產(chǎn)的賦存和分布。

圖3 第二次序的局部共軛扭裂和追蹤張裂Fig.3 Local conjugate torsion and trace tension

⑴天山—陰山緯向構(gòu)造帶東段軸的位置

從多倫—赤峰—鐵嶺—長(zhǎng)白山天池，為一條東西向隆起帶，構(gòu)成南北向分水嶺，由元古代和古生代地層構(gòu)成。構(gòu)造上為左右一對(duì)共軛扭裂，有時(shí)組成共軛雁列或共軛雁列網(wǎng)格，這時(shí)無論共軛角大小，主應(yīng)力方向都可以根據(jù)雁列的規(guī)律來確定。

在軸線一定的寬度內(nèi)，形成的共軛雁列帶或共軛雁列網(wǎng)格交接復(fù)合部位形成山間斷陷聚煤盆地，這是由于隆起中負(fù)向構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，聚煤條件好，易于形成煤層厚、面積大的煤田，如平莊、元寶山、阜新和鐵法煤田。向翼部逐漸變劣，就其北翼來說，過了西拉木倫河則更差。

從軸部到西拉木倫河斷裂，就它們所控制的白堊系地層的差異來看，接近軸部，早白堊世的登樓庫(kù)組、泉頭組較發(fā)育，翼部次之；至雙遼——通遼為青山口組和姚家組，到巨流河為晚白堊世嫩江組和四方臺(tái)組。說明東西向隆起是由北向南遞進(jìn)隆起的，波浪式前進(jìn)，沖擊程度逐漸減弱直至相對(duì)穩(wěn)定，具有充分的時(shí)間和良好的環(huán)境形成富煤（區(qū)）帶，但無論是隆起或坳陷的兩翼，就其聚煤而言總是一好一差，一般來說，相對(duì)下降翼好，相對(duì)上升翼差，隆起（背斜）軸部多共軛扭裂，坳陷（向斜）軸部扭裂角近垂直于軸的斷裂。

⑵南北向主干構(gòu)造不及東西向主干構(gòu)造控礦明顯，僅以雙遼—鐵嶺間來說，前者僅控制中生代的不同沉積環(huán)境和構(gòu)造型式，帶來成礦的優(yōu)劣差異，不具普遍性。

⑶山岳水系與成煤的關(guān)系:中生代古山岳、古水系與現(xiàn)存山岳水系變遷不大，遼河、洮兒河現(xiàn)在位置與古河道位置僅在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，燕山運(yùn)動(dòng)以來構(gòu)造運(yùn)動(dòng)變化不劇烈，溫暖潮濕的氣候從南向北移到天山—陰山以北區(qū)域，具備了適宜植物生長(zhǎng)的條件，山邊水（河）沿都是植物生長(zhǎng)的良好場(chǎng)所，即可以沿著古山邊水(河)的分布規(guī)律尋找聚煤的有利地帶。

4 結(jié)論

（1） 松遼盆地南緣總的構(gòu)造型式為直扭構(gòu)造體系；

（2） 區(qū)內(nèi)具有天山—陰山緯向構(gòu)造帶和雙遼—鐵嶺—大孤山經(jīng)向構(gòu)造帶；

（3）東西、南北向構(gòu)造是本區(qū)的構(gòu)造格架；

（4）不同次序、不同級(jí)別的構(gòu)造控制礦產(chǎn)的賦存和分布，它們的運(yùn)動(dòng)方式與方向及其派生的分枝構(gòu)造是控盆聚煤的分布與沉積類型的重要因素。

[1] 李四光.地質(zhì)力學(xué)概論[M].科學(xué)出版社.1973.

[2] 孫禮文. 松遼盆地南緣找煤研究報(bào)告[R]. 1985.

[3] 李思田,等. 霍林河煤盆地晚中生代沉積構(gòu)造史和聚煤特征[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，1982,(3).

[4]李思田,等. 中國(guó)東北部晚中生代斷陷型煤盆地的沉積作用和構(gòu)造演化[J].地球科學(xué)—武漢地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1982,(3).

Coal-controlling structures in south rim of Songliao Depression

YANG Zhong-xi, SUN Hui-mei, WANG Ye
Coal Field Geological and Geophysical Prospecting Company of Jilin Province,Changchun 130033,Jilin,China

Based on research of the distribution of coal-bearing basin, coal-bearing strata, tectonic regularities, sedimentary environment and coal-accumulation features, divides tectonic type in the region, namely the total structural types in south rim of Songliao Basin is structures resulting from linear shearing, with the Tianshan-Yinshan latitudinal tectonic belt and Shuangliao-Tieling -Dagushan meridional tectonic belt. Different orders and different levels tectonic controlled occurrence and distribution of minerals, formed three different coalf eld sedimentary type with different features, EW-SN structures is the tectonic framework of this area. the way their mode and direction of motion, and its derivative branch tectonic are important factors in distribution of basin-controlling coal accumulation and deposition types. Distribution and sedimentary type of controlling coal-accumulation basin, determines the development degree of coal-accumulation.

Songliao Depression; south rim; tectonic; coal-controlling; effect

P618.11

：A

1001—2427（2013）04 - 27 -4

2013-05-05;

2013-11-18

楊忠習(xí)（1963-），男，吉林磐石人，吉林省煤田地質(zhì)物探公司高級(jí)工程師.