河北省大城勘查區(qū)構(gòu)造成因分析

張治學(xué)

河北省煤田地質(zhì)局物測地質(zhì)隊，河北 邢臺 054000

1 勘查區(qū)構(gòu)造特征

大城勘查區(qū)位于河北省平原區(qū)東南部、在巨厚的新生界（新生界厚度大于800m）下埋藏有石炭～二疊紀煤系地層。該區(qū)地層走向總體呈NE，沿走向地層呈波狀延伸，整體呈向北西傾的單斜層。地層傾角平緩，一般5°～10°，在單斜構(gòu)造背景上發(fā)育有少量斷裂和褶曲，斷層是主要構(gòu)造形式，勘查區(qū)共有斷層45條，其中落差H≥100m的斷層6條，落差在50m≤H＜100m的斷層3條，落差在20m≤H＜50m的斷層19條；落差H＜20m的斷層16條。斷層均為正斷層，走向以北西～南東向為主，其次為北東～南西走向的斷層。它們聯(lián)合把煤系地層切割呈埋深不等的斷塊。剖面上組合呈階梯形、地塹型、地壘型（圖1）。

勘查區(qū)中部有兩條相近平行的大斷層（DF16、DF17），斷層走向為北西向，傾向南西，呈階梯狀組合；斷層落差均大于100m，它們將勘查區(qū)分為南北兩部分。

南區(qū)又以留林居向斜為界，該向斜以南斷層較發(fā)育、共有斷層16條，其中落差H≥100m的斷層3條，50m≤H＜100m的斷層2條。斷層走向以北西西向為主，其次為近東西向，斷層呈地塹、地壘組合；延伸到東部煤層露頭處的斷層規(guī)模較大；西部斷層的規(guī)模較小，其斷層落差在10m～20m。東南邊緣的邊界斷層（靜?！蟪菙嗔眩┛刂泼簩勇额^。從留林居向斜往北至DF16，斷層較少、共有斷層12條，其中落差H≥100m的斷層2條（含DF16），其余斷層的落差均小于50m。斷層主要集中在該區(qū)域的中部，其走向為北西～近東西向。此外，該區(qū)中部還發(fā)育小褶曲，在小廣安至西馬村之間，他們呈軸向北東向、相間平行排列的背、向斜。

DF17斷層以北斷層較少，共有斷層15條，其中落差H≥100m的斷層1條（即DF17），其余斷層的落差均小于50m。斷層零星分布，其走向主要為北西～近東西向。沿東子牙村至辛莊發(fā)育一軸向呈北東向褶曲、即子牙背斜。此外，本區(qū)中部有兩個小褶曲：西萬燈背斜，長約5km，軸向呈北西向，向北西傾伏，軸線大致沿43勘查線延伸，平面上呈“S”，兩翼傾角平緩，翼角小于10°。北樓堤向斜，位于西萬燈背斜北側(cè)，長約5km，軸向呈北西向，向北西傾伏，平面上呈“S”，兩翼傾角平緩，翼角小于10°。

圖1

2 成因分析

本區(qū)自石炭～二疊紀成煤后，經(jīng)受了多期次構(gòu)造運動的改造，形成了勘查區(qū)現(xiàn)在的煤層賦存狀態(tài)及構(gòu)造格局。華北古板塊北緣從加里東運動階段是一個不斷向北增生的過程，至海西運動階段古蒙古洋殼的消減，華北古板塊和西伯利亞古板塊發(fā)生碰撞對接，使得華北古板塊北部隆升形成陰山古陸，成為華北盆地的主要物源區(qū)。印支運動，華北古板塊仍受南北向擠壓繼續(xù)隆起，缺失晚三疊世的沉積。燕山運動階段是華北古板塊構(gòu)造演化的一個轉(zhuǎn)折，由于太平洋～庫拉板塊向北西西向俯沖于歐亞板塊，并產(chǎn)生了強大的北西～南東方向的擠壓應(yīng)力場，塑性較強的沉積蓋層形成軸向北東的褶皺及與其相配套的北北西和北東東向兩組剪切斷裂構(gòu)造。受此應(yīng)力的作用本區(qū)形成一組軸線北東向呈雁列式排列的褶皺，剖面組合呈隔檔式（向斜寬、背斜窄），與其相配套的北西向張裂和近東西向剪切斷裂構(gòu)造（圖2-a）。燕山運動末期壓應(yīng)力由北西～南東向擠壓，轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|～南西向擠壓，在此應(yīng)力場的作用下形成了本區(qū)的靜海～大城正斷層，該斷層斜切子牙背斜，背斜西北翼抬升，靠斷層的部位煤系地層被剝蝕。予此同時，在子牙背斜的西北翼形成一組軸線呈北西向的褶曲，較大的有留林居向斜和陳莊向斜等，它們與前期的褶皺相比，其規(guī)模要小的多（圖2-b）。喜馬拉雅運動，印度板塊與歐亞板塊碰撞，受此擠壓中國東部向東部太平洋自由面方向滑移、蠕散，在華北產(chǎn)生了北西西～南東東向伸展應(yīng)力場。同時，華北上地幔的隆升，巖石圈的強烈減薄，也在華北產(chǎn)生近東西向拉張，它們共同作用，在本區(qū)形成一系列正斷層，陳莊向斜被DF16、DF17斷層破壞（圖2-c），早期的斷層此時也繼續(xù)活動，破壞了煤層的連續(xù)性。由于地幔上隆，導(dǎo)致局部巖石熔融，所形成的巖漿巖順斷層侵入煤系地層中。新近紀以來，本區(qū)大幅度沉降，沉積了巨厚的新近系和第四系。

3 構(gòu)造對煤層的影響

本區(qū)在燕山期形成的向斜構(gòu)造，是煤層得以保存的關(guān)鍵，古近紀靜?！蟪菙鄬釉俅位顒?，使得含煤區(qū)塊大幅抬升，煤層埋深變淺。廣宗普查區(qū)和南皮寨子預(yù)查區(qū)均具有相似的疊加構(gòu)造特征，即在早期向斜（或單斜）的基礎(chǔ)上，在其一側(cè)發(fā)育喜山期的走向正斷層，控制含煤區(qū)塊的埋深；這是河北省平原區(qū)今后的找煤方向?？辈閰^(qū)內(nèi)均為正斷層，規(guī)模較大的斷層破壞了含煤區(qū)的完整性和煤層的連續(xù)性。由于斷層走向較接近，將區(qū)內(nèi)地層以及煤層切割成近東西向條塊狀，在縱剖面上以地塹和地壘或階梯的形式存在。這些較大斷層的存在，將會影響到井田、采區(qū)劃分及采煤工作面布置。褶曲主要是影響煤層底板的起伏，由于勘查區(qū)地層傾角平緩，所以對煤層開采的影響不大。

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