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河北蔚县德胜庄井田构造环境特征

2014-12-25王松涛

科技视界 2014年22期
关键词:含煤蔚县北西

王松涛

(河北煤田地质局 第四地质队,河北 宣化075100)

1 区域大地构造背景

德胜庄井田所处的蔚县煤田,位于华北古板块主体——华北地台北缘,近东西向阴山——燕山构造带,与北东——北北东向太行山构造带的交接部位。盖层区域构造格局的形成经历了复杂的地质演化历程。 受古亚洲构造域、滨太平洋构造域及特堤斯构造域等不同地球动力学体系的相互制约。华北古板块与西伯利亚古板块于中生代早期完成碰撞拼贴过程,形成规模宏大的蒙古——兴安复合造山带。 其总体构造特征是从碰撞带向南北两侧冲断,表现为褶皱推覆与冲断推覆的叠加,变形强度由造山带向陆块边缘构造带递减。

以印支运动为转折,滨太平洋构造域对中国大陆东部的影响日趋明显。 发生于印支——燕山期的古太平洋动力学体系,属西太平洋古陆与亚洲大陆碰撞作用有关的挤压型地球动力学体系,发育自东向西递减的褶皱——断裂

作用,其前峰波及包括本区在内的现今太行山以西地区,以太行山构造带为代表的北东——北北东向构造叠加于近东西向构造之上。

燕山运动晚期以来,中国东部构造体制发生了根本性转折,随着西太平洋古陆的全面瓦解,亚洲大陆东部边缘大规模裂陷,进入引张型地球动力学体系——新太平洋构造体系。太行山以西属特堤斯——喜马拉雅构造域范畴, 受印度板块北移与欧亚板块碰撞作用控制,新生代构造变形以挤压和走滑样式为主。蔚县——广灵盆地所处的山西地块,受东、西两大构造域的复合控制作用,于新生代初开始抬升隆起,晚期(上新世以来)发育地堑系。 蔚县矿区也因受先期近东西向阴山——燕山构造带和北东——北北东向太行山构造带的影响,而呈北东——北东东方向与之小角度斜接关系。

2 区域构造特征

蔚县含煤盆地在大地构造位置上处于华北地台(中朝准地台Ⅰ)、山西断隆(Ⅱ)、五台台拱(Ⅲ)、蔚县凹褶束(Ⅳ)的五级构造单元——蔚县块坳(Ⅴ)内,属于山西地堑系北部拉张区的一部分。

蔚县块坳以其舒缓开阔的褶皱和大面积出露寒武、奥陶系为主要特征,燕山运动各幕对其均有一定影响。聚煤盆地外围,被四条诞生时代不同的大断裂所围割,形成一个相对独立的北东向矩形块断,其总体构造形态为一轴向北东的开阔复向斜构造。由于喜山期蔚县南山断裂和阳原南山断裂的活动, 使蔚县含煤盆地产生北升南降的掀斜作用,而使复向斜的构造形态不甚明显,似乎呈一总体倾向南东的单斜构造,西北部地层较陡,中及南部地层平缓。在这一舒缓开阔的复向斜衬底上,发育有月山向斜和蔚县背斜等主要次级构造形迹。 盆地南缘蔚县南山断裂是主要控盆构造, 为一向北倾斜的新生代活动正断层。断裂南盘抬升,基岩南倾;北盘下降,由古生界和中生界组成的盆地基底向南缓倾,向北掀起,构成箕状断陷。松枝口断裂和大湾断裂是两条北北西向的现代活动性断裂,并具多期活动的特点,构成蔚县含煤盆地的东、西边界。 在新生代盆缘断裂伸展过程中,起到调整断层的作用,其南段表现出相当强烈的现代活动性。盆地外围的几条大断裂,对蔚县聚煤盆地的生成和发展起到重要的控制作用(图1)。 其主要断裂及褶皱构造特征为:

2.1 蔚县南山断裂

该断裂为蔚县含煤盆地的东南边界,西起南马庄以西,往东经松枝口、黑山寺、狼山至延庆,延展长度大于150km。断裂走向北东,倾向北西,局部落差达千余米。

从区域应力场及构造特征分析,该断裂在燕山期(或更早)即开始活动,在北西——南东向挤压应力作用下,由北往南逆冲,其活动对蔚县含煤盆地的演化具有重要的控制作用。 进入喜山期,区域应力场发生转变,在北西——南东向拉张应力场发生反转而形成正断层,现今仍有活动,为一条多期活动的区域性大断裂。

图1

2.2 阳原南山断裂

为蔚县含煤盆地的西北边界,走向北东,倾向北西,西起化家岭以西,向东经南马圈,在壶流河与桑干河交汇处切过松枝口断裂,沿桑干河向东延伸,延展长度约100km。该断裂具有早期挤压,并由北向南逆冲和多期活动的性质。与蔚县南山断裂一起控制了蔚县含煤盆地的演化,并于喜山期发生反转形成正断层。

2.3 松枝口断裂

该断裂为蔚县含煤盆地的东北边界,走向北西——北北西,南起松枝口,向北沿壶流河经化稍营、右所堡、马市口延入内蒙境内,全长大于130km。 它对蔚县含煤盆地的形成和发展具有重要的控制作用,主要表现在断裂西侧的蔚 县盆地中、下侏罗统发育,而东侧仅发育中、上侏罗统。从现有资料分析,该断裂原为中元古代早期燕山海槽的西界,早在中、晚元古代即已存在,中生代继承性活动,造成其两侧的中生代盆地,在沉降幅度或褶皱强度等方面均有显著差异。 该断裂以其形成时间早,多期次活动,以及在地史片断中具有一定的控制作用等特点,同时在重力场中反映为清楚的梯级带,被列为区域性大断裂。

2.4 大湾——暖泉断裂

位于蔚县矿区的西部,走向北西——北北西,倾向北东,与松枝口断裂近于平行,南起暖泉镇东南,向北经大湾、化家岭继续向西北延伸,延展长度大于30km。 根据现有地质资料分析,该断裂在地史片断中曾具有平移和挤压的双重性质。 侏罗纪早期断裂活动较弱或未活动,两盘下花园组为连续沉积,各煤层均可对比。 第四纪晚期,伴随蔚县南山断裂的反转活动,其南段活动较强。 它对蔚县含煤盆地构造演化的控制作用及其活动强度等,均远不及其它几条断裂。

2.5 月山向斜

轴部位于蔚县矿区北部的北西岭——青土坡——炮岭一线,呈北东向与阳原南山断裂平行展布,延展长度约25km,为一西北翼陡、东南翼缓的不对称宽缓向斜。 轴部地层主要为髫髻山组。 西北翼由九龙山组、下花园组、寒武系、蓟县系和长城系组成,地层总体呈北东向条带状分布,倾向南东,由于受阳原南山断裂早期挤压逆冲的影响,地层倾角较大,由轴部向翼部逐渐变陡,靠近阳原南山断裂的局部甚至直立或倒转。 东南翼主要由髫髻山组、九龙山组和下花园组组成,地层平缓,倾向北西,倾角10°左右,局部受断层影响倾角变陡。

2.6 蔚县背斜

蔚县背斜位于断块南部,走向NE ,延展长度约35km,其南北两翼分别被蔚县南山断层与壶流河断层所截割, 轴部处在两断层之间,两断层之间的地层基本为第四系和后城组,在靠近壶流河断层的蔚县城附近有下花园组残存。

3 结论

德胜庄井田位于蔚县矿区的东北部,总体构造形态大致呈向东缓倾的单斜构造,并在单斜背景下发育有宽缓的次级短轴背、向斜和断裂构造,构成了区内的主体构造骨架。 对一个井田所处的区域大地构造背景特别是区域构造环境的研究十分重要, 小区域离不开大环境。井田内通过各种地质手段揭露地质构造信息比较孤立,深入细致的研究井田所处的构造环境从而确定井田内断层的延展趋势走向及向斜、背斜等各种构造特征。

[1]田桂堃.等.河北省张家口地区中生代含煤盆地沉积环境研究报告[R].河北省煤田四队,1992.

[2]MT/T1076-2008 煤田地质勘探规程[S].

[3]张树胜.等.河北省蔚县矿区德胜庄井田煤炭勘探地质报告[R].2008.

[4]张路锁.等著.河北省煤田构造与控煤研究[M].北京:科学出板社2012.

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