華北地塊沁水盆地的構(gòu)造分析

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 四川 成都 610059；2.山西潞安礦業(yè)集團(tuán)漳村煤礦 山西 長(zhǎng)治 046000)

引言

沁水盆地經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，總體上呈北高南低，加之整體沉降較為緩慢，決定了其具有豐富的生氣母質(zhì)和可靠的氣藏基底圈閉，從而為盆地的聚煤作用提供了一個(gè)穩(wěn)定的構(gòu)造背景[1-2]。

一、區(qū)域地質(zhì)概況

沁水盆地缺失上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系、下石炭統(tǒng)、白堊系、古近系等地層。

(一)區(qū)域地層

區(qū)域地層出露自東向西、由老到新依次為震旦系，寒武系，奧陶系中、下統(tǒng)，石炭系，二疊系，三疊系，新近系，第四系。

(二)區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域位于我國(guó)東部新華夏構(gòu)造體系第三隆起帶中段，發(fā)育有由東向西的晉城——獲鹿斷褶帶，武鄉(xiāng)——陽(yáng)城凹褶帶等，局部地段因受其它構(gòu)造體系的影響略偏北。

(三)區(qū)域構(gòu)造演化

沁水盆地構(gòu)造格局經(jīng)歷了太古代至早元古代古陸殼核塊形成階段，晚元古代至早二疊紀(jì)板塊穩(wěn)定發(fā)展階段和侏羅紀(jì)以來(lái)板內(nèi)變形階段等三大階段[3]。沁水盆地的形成演化可劃分為以下幾個(gè)階段[4]：

1、中晚元古代，沁水盆地南北兩側(cè)的古秦祁海和古興蒙海向華北地臺(tái)的不斷俯沖，致使在晚元古代末期，沁水盆地抬升為陸，處于大陸剝蝕狀態(tài)。至晚古生代末期，沁水盆地的演化仍受控于整個(gè)華北地區(qū)的構(gòu)造演化之下。

2、中生代開(kāi)始，受太平洋板塊俯沖及揚(yáng)子板塊剪刀式與華北板塊碰撞的影響，華北板塊開(kāi)始產(chǎn)生差異分化，沁水盆地開(kāi)始了其獨(dú)立的演化過(guò)程。

3、三疊紀(jì)，沁水盆地處于構(gòu)造穩(wěn)定發(fā)展階段，但構(gòu)造活動(dòng)較前期有所加強(qiáng)。揚(yáng)子板塊向北俯沖，與華北板塊碰撞拼接在一起，同時(shí)太平洋板塊以北北西向歐亞板塊俯沖，受其綜合影響，三疊紀(jì)末期，沁水盆地抬升遭受剝蝕。

4、早中侏羅世，由于太平洋板塊及印度板塊向華北板塊的俯沖，在區(qū)內(nèi)產(chǎn)生北西——南東方向的擠壓應(yīng)力，形成了以北東、北北東向?yàn)橹鞯臉?gòu)造；晚侏羅世，地殼進(jìn)入強(qiáng)烈活動(dòng)高潮期，形成了北東、北北東向的伸展拉張斷裂，沁水盆地抬升遭受剝蝕，盆地兩側(cè)的呂梁山及太行山開(kāi)始形成。

5、早白堊世繼承了晚侏羅世的構(gòu)造特征，沁水盆地進(jìn)一步抬升遭受剝蝕，受太平洋板塊及印度板塊俯沖的影響，沁水盆地東側(cè)形成北北東向的逆斷層，由于該時(shí)期巖漿活動(dòng)劇烈，在太行山東側(cè)及沁水盆地的西側(cè)處于強(qiáng)烈伸展作用之下，形成了沁水盆地西側(cè)的晉中斷陷及太行山東側(cè)的斷陷盆地，太行山——呂梁山最終形成；晚白堊世，該區(qū)的構(gòu)造仍然主要受太平洋板塊及印度板塊的俯沖的影響，沁水盆地仍以擠壓抬升剝蝕為主，逐漸形成了現(xiàn)今的復(fù)向斜構(gòu)造的雛形。

6、古近紀(jì)仍然繼承了白堊紀(jì)的構(gòu)造演化歷程，以抬升剝蝕為主，僅在沁水盆地西側(cè)的晉中斷陷為斷陷沉降區(qū)，但由于其早期抬升較高，沒(méi)有接受古近紀(jì)沉積；新近紀(jì)及第四紀(jì)，沁水盆地及周緣地區(qū)以抬升剝蝕為主，僅在晉中斷陷和山間斷陷盆地接受了新近紀(jì)和第四紀(jì)沉積，并且由于喜山期多期次的擠壓抬升，使先期形成的褶皺進(jìn)一步被改造，逐漸形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

二、構(gòu)造對(duì)區(qū)域的影響

沁水盆地作為國(guó)內(nèi)重要的資源勘探區(qū)，構(gòu)造作用有著極其重要的控制作用。

(一)構(gòu)造作用對(duì)沁水盆地的影響

沁水盆地位于崛山——龍門(mén)山——渭河——汾河——大同這一大型走滑帶附近，在這一走滑構(gòu)造背景的驅(qū)動(dòng)下，盆地內(nèi)部不同部位產(chǎn)生了不同的變形響應(yīng)：走滑擠壓地帶造成局部抬升、走滑引張區(qū)則形成新生代斷陷盆地，由此導(dǎo)致了區(qū)域性不均衡沉降，形成現(xiàn)今沁水盆地的構(gòu)造格局。

華北克拉通在晚古生代以來(lái)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下，逐漸形成了以東部地塊、中部地塊和西部地塊三個(gè)構(gòu)造單元為主的構(gòu)造格局。沁水盆地則位于中部山西斷塊的東南側(cè)，東臨太行山隆起，西接呂梁隆起，南靠豫皖地塊，北接五臺(tái)山隆起，是一個(gè)在古生界基底上形成的構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱的克拉通內(nèi)斷陷盆地，其現(xiàn)今面貌為北北東向展布的大型復(fù)式向斜。

(二)構(gòu)造作用對(duì)沁水盆地資源的影響

華北地區(qū)石炭-二疊紀(jì)煤系是在相對(duì)比較穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境下形成的，華北板塊由南升北降轉(zhuǎn)為北升南降[5]，即出現(xiàn)“翹板”式構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造成了本區(qū)總體上北高南低的地勢(shì)，并且整體沉降較為緩慢，從此海水主要從東南向西北侵入，從而為本區(qū)的聚煤作用提供了一個(gè)穩(wěn)定的構(gòu)造背景。

沁水盆地穩(wěn)定的地臺(tái)式基底和巨型盆地控煤特征，決定了其具有豐富的生氣母質(zhì)和可靠的氣藏基底圈閉，因此其大地構(gòu)造背景有利于煤層氣的生成和保存。

走滑擠壓和拉張帶的形成和分布對(duì)區(qū)內(nèi)煤層氣的賦存富集具有決定性的控制作用：剪切拉張帶本身作為斷陷帶，不僅有利于煤層及其內(nèi)煤層氣的保存，也使受其影響范圍內(nèi)的煤層裂隙開(kāi)放，提高煤層的滲透率，從而構(gòu)成煤層氣局部富集區(qū)。

小結(jié)

(1)沁水盆地的構(gòu)造格局是由于走滑擠壓地帶造成局部抬升、走滑引張區(qū)則形成新生代斷陷盆地，導(dǎo)致了區(qū)域性不均衡沉降。

(2)華北地區(qū)石炭-二疊紀(jì)煤系是在相對(duì)比較穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境下形成的；走滑擠壓和引張帶的形成和分布對(duì)區(qū)內(nèi)煤層氣的賦存富集具有決定性的控制作用。