鄂爾多斯盆地西北部構(gòu)造特征研究

馮翠榮+馬海軍

摘要：鄂爾多斯盆地西北部是鄂爾多斯盆地乃至整個(gè)內(nèi)蒙古自治區(qū)的煤炭資源重要富集區(qū)，其擁有古生代石炭—二疊紀(jì)和中生代侏羅紀(jì)兩類含煤巖系，儲(chǔ)量豐富，煤種齊全，品質(zhì)優(yōu)良，是我國(guó)煤炭工業(yè)的重要戰(zhàn)略基地。本文以地球動(dòng)力學(xué)和煤田地質(zhì)理論為指導(dǎo)，從煤系賦存角度出發(fā)，結(jié)合大地構(gòu)造單元區(qū)劃及賦煤?jiǎn)卧獏^(qū)劃，以地質(zhì)構(gòu)造控制煤系賦存狀況為出發(fā)點(diǎn)，合理地劃分了賦煤構(gòu)造單元，建立了鄂爾多斯盆地西北部3級(jí)賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨?，詳?xì)論述了各賦煤構(gòu)造單元的構(gòu)造特征；總結(jié)了區(qū)內(nèi)煤田構(gòu)造特征，揭示了煤系賦存狀況的分區(qū)分帶特征。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地西北部；煤系賦存；賦煤構(gòu)造單元

Erdos Basin northwest coal occurrence characteristics analysis

Coal Geological Survey Institute of Inner MongoliaHohhot010010

Abstract： Erdos Basin northwest of Erdos Basin and the whole of the Inner Mongolia Autonomous Region coal natural resources important concentration area， which has a Paleozoic Carboniferous-Permian and Jurassic two types of Mesozoic coal bearing strata， abundant reserves， coal range， good quality， is our country coal industry is an important strategic base. In this paper， in order to geodynamics and the coal geological theory as the instruction， from the coal storage point of view， combined with the tectonic unit division and coal unit division， to the geological tectonic controlling coal distribution as the starting point， a reasonable division of the coal tectonic unit， established in northwestern part of Erdos 3 coal tectonic unit division scheme， detailed discusses the coal tectonic features； summed up area of coalfield structure， reveals the coal distribution regions.

Key words： Erdos Basin northwest of occurrence； coal； coal structure unit

1.區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地西北部跨越內(nèi)蒙古及寧夏兩個(gè)自治區(qū)，位于內(nèi)蒙古的西南部，東以黃河為界，南至青銅峽并與陜西省相接，西以烏蘭布和沙漠的東緣為界，北以狼山—烏拉山—大青山的南緣為界。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)106°30～ 111°30；北緯37°30～41°00，南北最長(zhǎng)約400km，東西最長(zhǎng)約410km，面積近104km2。

鄂爾多斯盆地西北部位于一級(jí)構(gòu)造單元華北陸塊區(qū)西北部，屬二級(jí)構(gòu)造單元鄂爾多斯陸塊內(nèi)，次級(jí)構(gòu)造單元包括：河套斷陷，東勝隆起，陜北斜坡，天環(huán)坳陷及鄂爾多斯西緣逆沖帶。其北緣為陰山古隆起和河套斷陷，西緣為銀川地塹及阿拉善地塊（圖1）。研究區(qū)地層區(qū)劃屬于華北地層區(qū)鄂爾多斯分區(qū)，各時(shí)代地層發(fā)育齊全，含煤地層主要有下石炭系本溪組、上石炭系太原組、二疊系山西組和侏羅系延安組。

2.賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

賦煤構(gòu)造單元是從煤系賦存角度劃分的構(gòu)造單元，即以地質(zhì)構(gòu)造控制煤系賦存狀況為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)煤田構(gòu)造空間分布規(guī)律的總結(jié)，為揭示煤系賦存規(guī)律提供地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)。賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐值囊罁?jù)是褶皺、斷裂等控煤構(gòu)造特征（性質(zhì)、方向、強(qiáng)度）的差異，以及由此導(dǎo)致煤系賦存狀況的差異。通常，煤田構(gòu)造格局和煤系分布具有分區(qū)、分帶展布的特點(diǎn)，這種分區(qū)分帶性在很大程度上受區(qū)域構(gòu)造格局和大地構(gòu)造單元的控制。因此從區(qū)域煤田構(gòu)造格局入手，以內(nèi)蒙古大地構(gòu)造分區(qū)方案為基礎(chǔ)，突出煤系賦存的區(qū)域構(gòu)造控制條件，并參考區(qū)域地球物理場(chǎng)及巖石圈結(jié)構(gòu)特征，將研究區(qū)內(nèi)的賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃?個(gè)賦煤構(gòu)造帶、10個(gè)三級(jí)賦煤構(gòu)造單元（圖2、表1）。

3.賦煤構(gòu)造單元構(gòu)造特征

3.1陰山賦煤構(gòu)造帶

陰山賦煤構(gòu)造帶位于蒙古板塊與華北板塊之間，馬宗晉（1999）稱之為內(nèi)蒙地軸，為興蒙造山系中的一部分，位于研究區(qū)北西部。南北界限依次為和二連—賀根山—烏蘭浩特板塊縫合線。該賦煤構(gòu)造帶整體為NEE-NE向，該區(qū)南部在加里東期開(kāi)始褶皺形成復(fù)式構(gòu)造，到華力西造山系回返、形成褶皺，印支—燕山旋回發(fā)生北東向斷裂，形成一系列北東向斷陷盆地，開(kāi)始了中生界含煤建造的沉積。

陰山—燕山造山帶經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈造山改造，其北緣曾受到加里東和華力西增生事件的影響，其南緣在中生代發(fā)生過(guò)薄皮擠壓變形，新生代早期發(fā)生過(guò)裂陷。東西向的內(nèi)蒙地軸區(qū)綿延于華北陸地北緣，其南緣是阿拉善右旗—烏拉特后旗—化德—赤峰深大斷裂。斷裂分東、西兩段。東段為尚義—赤城—古北口—北票斷裂，西段為大青山南緣斷裂。這條大斷裂被四條北東向的斜向大斷裂切割。這四條北東向斷裂也是切割很深的基底斷裂，與東西向大斷裂一起在燕山期強(qiáng)烈活動(dòng)，甚至持續(xù)活動(dòng)到新生代。endprint

3.2河套賦煤構(gòu)造帶

位于鄂爾多斯盆地北部的河套地區(qū)，南與東勝隆起相鄰，北達(dá)烏拉山、色爾騰山、大青山山前，西起巴音烏拉山—狼山南緣斷裂，東至呼和浩特—河曲斷裂。河套盆地東西長(zhǎng)約440km，南北寬約40km～80km，總體走向近東西向。

河套斷陷是新生代形成的由若干斷陷組成的大型地塹系?；字饕獮樘沤鐬趵饺杭跋略沤绨⒗迫?，其上的沉積巖系主要為白堊系、第三系及第四系，總厚300m～ 17500m，其中新生界厚2500m～14000m，部分地區(qū)還保留有侏羅紀(jì)含煤地層。根據(jù)資料查明，該斷陷盆地存在兩個(gè)次級(jí)的隆起，即西山嘴凸起和包頭凸起；且由凸起分隔，河套斷陷從西向東又分別劃分了四個(gè)拗陷，分別是吉蘭泰拗陷、臨河拗陷、烏拉山山前拗陷和呼和浩特拗陷。

3.3鄂爾多斯盆地西部賦煤構(gòu)造帶

該構(gòu)造單元位于研究區(qū)西緣，主體為桌子山、賀蘭山及銀川地塹，主要部分在寧夏，其兩側(cè)及北部在內(nèi)蒙古。該賦煤構(gòu)造帶是由10余條近SN向延伸的大型逆沖斷裂、數(shù)條同向大型正斷層及一些近EW走向的大型平移斷層組成構(gòu)造骨架，基本構(gòu)造形態(tài)為總體由東向西擴(kuò)展的逆沖斷裂組合，與鄂爾多斯盆地主體呈向西緩傾大單斜形成鮮明對(duì)照。根據(jù)主要斷裂進(jìn)行賦煤構(gòu)造單元?jiǎng)澐?，主要突出煤系?gòu)造特征，參考各地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地史演化等，將研究區(qū)及周邊劃分為五個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元（圖3）。

（1）桌子山背斜

桌子山背斜展布范圍包括整個(gè)千里山到桌子山一帶，北到千里山北端伏于中、新生界之下，南到棋盤井南端伏于中生界之下，東到桌子山東麓，背斜軸呈近南北向，南北長(zhǎng)80余公里，東西寬10km～20km。背斜呈波狀起伏的穹隆狀，核部為斷續(xù)出露的太古界千里山群。圍繞南北向的核，四周依次為震旦亞界長(zhǎng)城系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系及侏羅系。為一西翼緩、東翼陡之不對(duì)稱背斜。組成背斜的地層，除太古界千里山群呈近東西走向外，其他地層（蓋層）均圍繞核部作比較平緩的傾斜，東翼陡可達(dá)30°，西翼緩為15°～20°，軸面略向西傾。桌子山背斜近軸部的東翼均被桌子山東緣斷裂所破壞，總體呈斷塊展布。

（2）烏達(dá)沖起

東以崗德?tīng)柹綎|緣斷裂，南以正誼關(guān)斷裂，西北以賀蘭山西緣斷裂所圈定的三角地帶?？偟目催@個(gè)地區(qū)出露的地層時(shí)代較老，南部是太古界，向北出現(xiàn)元古界，下古生界、上古生界，直至烏達(dá)西北30km處仍可見(jiàn)中石炭統(tǒng)地層。區(qū)內(nèi)斷層、褶曲發(fā)育，呈近南北向，斷層面多為西傾，在向斜部位保存了晚古生代的煤系，從東向西有公烏素礦、老石旦礦、烏達(dá)礦，它們各自的面積不太大，但由于煤層厚，埋藏淺，宜于開(kāi)采的有利條件，為烏海煤田的重要礦區(qū)。如果把桌子山北端的千里溝斷裂及正誼關(guān)斷裂均看成是晚侏羅世同一應(yīng)力場(chǎng)下形成的構(gòu)造現(xiàn)象，那么在它們以西、以北的“地塊”就是一個(gè)由西北向東南“沖起”的地塊。這種設(shè)想的佐證，就是崗德?tīng)柹綎|緣斷裂在老石旦北分叉，西部的一支，即老石旦西的斷層有向南西方向延展的跡象。

（3）賀蘭山西麓褶斷帶

南以正誼關(guān)斷裂為界、東至自治區(qū)邊界，西至賀蘭山西緣斷裂。該褶斷帶構(gòu)造復(fù)雜，以阿拉善左旗至蘇?？谝痪€可分為北南兩部分。紅寺—北石崖向斜是北部的主體構(gòu)造，由二疊系、三疊系和侏羅系組成，向斜呈北北東方向，西翼被小松山逆斷層所截，小松山斷層呈北北東向，上盤奧陶紀(jì)灰?guī)r逆沖到侏羅紀(jì)地層之上；南部受祁連山褶皺系影響明顯，構(gòu)造線多為北北西方向。賀蘭山西麓斷裂為河套新斷陷與烏達(dá)沖起的界線。斷裂隱伏于第四系之下。衛(wèi)片上線性特征清晰，在磴口以南，主干可能與鄂爾多斯北緣斷裂相接。斷裂初起于元古代，表現(xiàn)為長(zhǎng)期活動(dòng)的特點(diǎn)。在元古代至中生代早期，表現(xiàn)為西升東降的性質(zhì)，賀蘭山區(qū)為南北向的坳陷帶。白堊紀(jì)時(shí)，賀蘭山褶皺升起，斷裂轉(zhuǎn)變成向西斷落的正斷層，至今仍有活動(dòng)。

本區(qū)在晚古生代和中生代早期為鄰近阿拉善地塊地區(qū)。晚古生代少有煤系形成，侏羅紀(jì)有一些煤盆地發(fā)育。

（4）桌子山—橫山堡逆沖帶

鄂爾多斯西緣斷裂在鐵蓋蘇廟向南至橫山堡成為由多條斷裂組成寬數(shù)十公里的斷裂帶。鐵蓋蘇廟段的地質(zhì)構(gòu)造基本上為一西翼陡東翼緩的不對(duì)稱向斜構(gòu)造。晚古生代和侏羅紀(jì)時(shí)有較好的成煤條件，但由于后期構(gòu)造破壞嚴(yán)重，且大部分煤系埋藏較深，在其西部、南部埋藏淺仍具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可采煤層。侏羅紀(jì)末期的燕山運(yùn)動(dòng)，地層受東西向應(yīng)力的作用，形成一系列走向近南北之褶皺與斷裂，并伴生北北西、北東向兩組次級(jí)構(gòu)造，經(jīng)歷了喜山運(yùn)動(dòng)改造而成今日之構(gòu)造輪廓。因此，走向南北或近南北的一組逆斷層在該區(qū)的構(gòu)造格局中占有十分重要的地位，與其伴隨的有東西向張性斷裂，北東、北西向壓扭和張扭斷裂。南北向逆斷層為一系列彼此平行的褶皺、斷裂和隆起帶。

（5）銀川地塹

銀川地塹分布于賀蘭山以東，是由北東—北北東向斷裂控制的地塹。北部邊界為正義關(guān)大斷裂，向北陡傾；南部邊界為青銅峽-固原斷裂北段；東西兩側(cè)也分別為斷層限定，西部邊界斷裂為賀蘭山東麓大斷裂，向東傾；東部邊界斷裂為黃河大斷裂，向西傾；長(zhǎng)約170km，寬30km～50km。地塹走向與賀蘭山褶皺帶方向一致，總體呈現(xiàn)北北西走向，西翼相對(duì)較陡，斷層發(fā)育，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，是新生代張應(yīng)力作用下形成的南北向地塹。磁、電、重力測(cè)量的資料均證實(shí)它為一斷陷區(qū)。地塹兩側(cè)重力梯度突變明顯，是斷層所致。中、新生代沉積發(fā)育，至今處于強(qiáng)烈下降，沉陷深達(dá)4000m～5000m?；椎貙訛橄鹿派鐘W陶系，上覆古近系、新近系和第四系。盆地內(nèi)部由多個(gè)斷塊組成。除邊界斷裂外，盆地內(nèi)靠西部和中偏東部分別還分布有蘆花臺(tái)斷裂和平羅—銀川斷裂。endprint

3.4鄂爾多斯盆地北部賦煤構(gòu)造帶

（1）準(zhǔn)格爾撓褶帶

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅見(jiàn)到幾條稀疏的張性斷層，主要有龍王溝正斷層、焦稍溝正斷層、田家石畔正斷層。準(zhǔn)格爾地區(qū)構(gòu)造特征以老趙山梁背斜為界，南北有一定的差異，該背斜位于榆樹(shù)灣。以北老趙山梁—馬場(chǎng)嘴一帶，呈北西方向，東接呂梁山，延伸約30km，軸部出露奧陶紀(jì)灰?guī)r。以南地層走向北西、傾向南西、傾角20°～50°。褶曲、斷裂、撓曲等構(gòu)造線方向也以北西向?yàn)橹?，如田家石畔正斷層，由榆?shù)灣開(kāi)始向北西方向延伸約20km，斷面傾向南西，下降盤地層傾角可達(dá)70°～80°，斷距約200m。老趙山梁背斜往北至楊四圪嘴地層走向北東至北北東，傾向北西，一般傾角5°～15°。其上發(fā)育一些褶曲，如窯溝背斜、黃家梁背斜，軸向北北東。斷裂、撓曲方向與呂梁山和呼和浩特—河曲斷裂方向一致，多為北北東向。

（2）東勝斜坡帶

東勝斜坡位于河套新斷陷以南，西接賽烏素拗陷，東到三疊系出露區(qū)，向南延至陜西境內(nèi)，北部是烏蘭格爾凸起。除西北角外，位于北部的高頭窯、塔拉溝一帶地層向南傾斜，巖煤層走向北西西，傾向S25°W～S30°W，傾角0°～5°；南部地層向西傾斜，走向近南北，傾角0°～3°；中部，巖煤層走向北西西，傾向S45°W～S75°W；東部（淺部）的四道柳、川掌一帶，受后期構(gòu)造影響，巖煤層沿走向，傾向有些變化，走向北西西，傾向S10°W左右。三疊系出露區(qū)傾角略有增大。地層界線及煤層露頭線構(gòu)成一個(gè)向東北突起的弧形。在煤層底板等高線圖上呈一向南西傾的斜坡。深部局部地段，受杭錦旗凹陷的影響，巖煤層傾角加大，但沒(méi)有超過(guò)5°。除東南邊緣外，普遍缺失富縣組沉積，形成了延安組與下伏地層延長(zhǎng)組之間的平行不整合接觸關(guān)系。

（3）賽烏素拗陷

賽烏素拗陷位于研究區(qū)的西部，向南逾自治區(qū)邊界與天環(huán)拗陷相接，呈近南北方向，長(zhǎng)約250km，寬約50km，該區(qū)地表出露白堊系，呈寬緩的向斜構(gòu)造，西翼傾角5°～10°，東翼為1°～2°。侏羅紀(jì)底界面標(biāo)高等值線圖顯示，拗陷內(nèi)中生代煤系埋深一般為1500m～2000m，向斜軸在鐵蓋蘇廟東苦水梁附近，向北傾伏，直至河套新斷陷，中生代煤系底板標(biāo)高下降近300m，往南軸部基本平坦。

（4）阿爾替斜坡

阿爾替斜坡在賽烏素拗陷西南部，由伊25、白1等鉆孔控制的“新月形”地區(qū)。區(qū)內(nèi)地層?xùn)|傾，傾角3°～5°。侏羅紀(jì)煤系埋藏最淺處為1000m左右。

4.煤田構(gòu)造的分區(qū)分帶特征

4.1桌子山煤田

桌子山煤田位于研究區(qū)西部鄂爾多斯盆地西緣斷褶帶內(nèi)，由于受區(qū)域構(gòu)造格局和斷裂褶皺構(gòu)造的控制，煤田構(gòu)造呈現(xiàn)分區(qū)/分帶特征。東西向受到千里山逆斷層、桌子山背斜、崗德?tīng)枴鱽?lái)峰逆斷層及崗德?tīng)柋承钡姆指?，南北部受到中南部老石旦逆沖斷裂推覆作用，使煤田構(gòu)造具有一定差異性，呈現(xiàn)出南北分區(qū)、東西分帶的構(gòu)造特征（表2，圖4）。

4.2寧東煤田

位于鄂爾多斯盆地西部南北向構(gòu)造帶南段的北部，北起橫城與內(nèi)蒙古自治區(qū)邊界，南至萌城與甘肅省相鄰，西側(cè)分別以黃河斷裂，青銅峽—固原深大斷裂為界，東側(cè)又分別與陜西省甘肅省為界。從空間分布特征來(lái)看，該區(qū)控煤構(gòu)造主要以逆沖推覆構(gòu)造為主，區(qū)域構(gòu)造線為近南北至北北西向。煤田被高角度斷裂切割為不同的斷塊，其構(gòu)造具有明顯的分區(qū)分帶性，根據(jù)區(qū)內(nèi)沉積、斷裂構(gòu)造展布特點(diǎn)，將煤田劃分為南北兩個(gè)含煤段，北部含煤段以黃河斷裂為界，進(jìn)一步劃分為銀川地塹和桌子山—橫山堡斷褶帶；南部含煤段以青銅峽—固原斷裂及惠安堡—沙井子斷層劃分出4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，分別為天環(huán)坳陷北段、馬家灘—甜水堡逆沖帶、青銅峽—固原斷裂帶、羅山逆沖帶（秦祁褶皺帶）（表3，圖5）。

5.結(jié)論

鄂爾多斯盆地西北部現(xiàn)今構(gòu)造格架主要是燕山期和喜馬拉雅期所形成。晚古生代石炭—二疊紀(jì)、中生代三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)含煤巖系和煤層，都經(jīng)歷了這兩期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，大部分地區(qū)呈近水平或低緩角度單斜產(chǎn)狀。整體呈向西傾斜的箕狀。煤層現(xiàn)今賦存特征一定程度上取決于煤層形成后構(gòu)造改造的方式和強(qiáng)度，由于不同的構(gòu)造格局控制及后期受到不同程度的構(gòu)造改造作用，使區(qū)內(nèi)現(xiàn)存煤系賦存表現(xiàn)各有特點(diǎn)，并表現(xiàn)出一定的分區(qū)分帶特征。

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