逆冲推覆与重力滑动构造理论在煤田地质勘探中的应用研究

2016-04-14赵玉琳尹世才

地球 2016年9期

关键词：煤田重力滑动

■赵玉琳　尹世才

（1河南理工大学　河南　焦作　454000；2河南省煤炭地质勘察研究总院　河南　郑州　450052）

逆冲推覆与重力滑动构造理论在煤田地质勘探中的应用研究

■赵玉琳1，2尹世才1，2

（1河南理工大学河南焦作454000；2河南省煤炭地质勘察研究总院河南郑州450052）

本文对重力滑动与逆冲推覆构造特征进行研究与分析，希望可以为煤田地质勘探提供帮助。

逆冲推覆重力滑动构造理煤田地质勘探

1　结构特征

重力滑动构造与逆冲推覆构造大致相同，都包含高剪应变的折离层和滑脱面，其发育部位通常在山前或造山带，发育地点通常位于由不同层服极限岩层组成的构造柱地区或地层柱地区；并且在不同层次的岩石圈中均可发育。其尺度和规律通常都有几个数量级的差别。由孔隙流动产生的压力在构造发育中有着很大的影响，我们可以从中深究出岩层薄皮构造的特征。无论是逆冲推覆构造还是重力滑动构造其逆断层都十分低缓，上盘顺断层面位移明显，一些构造比较庞大的岩席，其位移的距离可以达到几公里以上。

重力滑动与逆冲推覆的差别主要是其构造的应变格局、构造配置和构造背景的不同。一般来说，重力滑动的发育环境比较多样，只是在延伸体制下出现的比较多，即使存在由侧方挤压导致重力不平衡现象，由于其势能的不断累积，在岩体向下滑动时会产生势能，一般还会反映出重力扩展的体制，而推覆构造多半在侧方挤压的环境中产生。

2　逆冲推覆构造

逆冲推覆构造由逆冲岩席和上盘推覆体组合而成，其形状为大型挤压构造。在挤压环境下由沉积盆地与大陆靠山带相互作用生产，大路边缘盆地构造带也可以发育出逆冲推覆构造。另外一些压型盆地内部也可以发育出不同程度的逆冲推覆构造，逆冲推覆构造的断层倾角一般不大于30度，并伴随着几千米的位移。

逆冲推覆构造本质上是由顺层滑脱形成的巨型推覆构造，其形式包括断层的滑动和断裂的发生两种，岩石圈是顺层拆离的一种，岩石圈的圈层性直接表现为逆冲推覆构造，在前陆冲断带，如果断层切入基底，则基底为卷入型，如果断层没有切入基底，则基底为盖层滑脱型，也就是我们常说的薄皮构造。

2.1逆冲断层的组合形式

逆冲断层主要由一定数量的逆冲层呈组产出，根据特定构造单元逆冲断层的逆冲方位，可以将断层分为四种：楔冲型、对冲型、背冲型、单冲型，其中最为典型的是单冲型。

2.2逆冲推覆构造的分段、分层、分带

由于流变学状态、运动学状态和应力状态的差异，在构造挤压的环境下产生分段、分层和分带的特征。逆冲推覆构造的分带体现在锋带的变形特征，在逆冲方向上分为锋带、中带和根带三个部分，以及相关的外缘带和后缘带，外缘带和后缘带虽然不是逆冲推覆构造的主体，但仍然会受到逆冲推覆的影响。

逆冲推覆构造的分层体现在推覆体覆叠式变化。逆冲推覆构造通常由数个推覆体组合而成，他们分别被称为单层式推覆构造和叠覆式推覆构造。其中逆冲推覆体构造是由多次长期的活动形成，在长期的逆冲作用力下推覆体叠置构成推覆体堆柱。

逆冲推覆构造在分段方面体现在逆冲系的变形结构、变形性状、变形强度和地层组成等方面的不同。

重力滑动构造的几何结构要素主要包括：下伏系统（原地系统）、润滑层、滑动面、滑动系统（即滑覆体）以及后缘拉伸带和前锋推挤带。重力滑动的滑面多呈铲状或勺状；滑覆体规模大小不一，最大滑覆体的运移可达数十千米，其前锋构造表现如逆冲推覆，因此在几何学上两者不易区分。

3　应用实例分析

国内的许多地质工作者，在苏皖、大同盆地西缘、龙门山、阴山等地很早就发现了推覆构造和逆掩断层，并对其进行了十分细致的研究与观察。一些煤田领域的地质工作者相继发现了一定数量的滑动构造并对其展开了相关研究，这些研究丰富了地质勘探理论体系并且填补了我国在这一领域的空白，它所包含的理论可以对相关生产实践提供数据支持和技术支持，对地质勘探的相关实践有着十分重要的意义。

3.1科学意义

对滑覆构造和推覆构造方面进行的相关研究所得到的结论，为我国推覆体下煤田勘探有很大的帮助，并在此基础上扩大煤田勘探的范围，为煤田勘探实践工作提供科学指导。同时，其研究成果可以丰富大陆形成动力学的相关理论，也是大陆板块构造的基础依据。

3.2经济意义

通过合理运用重力滑动理论和逆冲推覆构造理论对煤田地质勘探工作有极大的促进作用。在淮南井田煤炭勘测禁区内，勘探人员在原本煤层面积只有8km2的煤田又发现了30km2的煤炭储量，其中有22km2的储量出现在推覆体下伏系统中，在该区域南侧推覆体下也推断出含有大约2.5km2煤炭储备。

在河南西部地层下，对浅层埋藏的煤层勘探有了新的成果，通过对芦店区域采用正规方法对层间进行计算，山区组有相当大体量的煤层埋藏在1400m以下，这些煤层属于呆滞煤类型，无法投入使用。但是我们在此基础上可以利用策略滑动的原理作进一步的设想。经过相关勘测证实，在垂深1000m以上，芦店区域大量煤层被发现，更重要的是这种推算方法开创了新的煤层位置勘测思路。

在王庄勘探区、翠屏山井田、福建龙岩煤田、分宣皇化矿区等地，通过对相关重力滑动构造的理论进行延伸，对相关剖面资料和已有钻孔进行审查，可以简化滑动构造并减少地层厚度，推动水文地质的勘测，并发现巨大的煤炭储量。

将急骤变化煤层与强烈流变进行连接，从而对煤层的形貌价值进行更加精确的估算。比如河南芦店地区，其滑动构造的断错和铲削使相当一部分浅部煤层发生断失，致只有在关帝店一带有一些煤层残留。在部分地区会出现假粘性流动现象，会使低压区的煤层变成煤泡并流入到围岩中，变成楔状和脉状的尖子煤，或者造成煤层变质，使煤层的利用价值大打折扣。