华南二叠纪赋煤带划分及褶皱形态特征
2021-09-16张德民
张德民
(湖南化工地质工程勘察院有限责任公司,长沙 410004)
1 概述
1.1 研究范围
中国南方构造位置上大体与华南板块相当。华南板块是加里东期,扬子地台与华夏地块通过“软碰撞”使其间的华南海盆褶皱隆起、三个构造单元连为一体拼合而成(为板块“合”的过程)[1-5]。华南板块构成了中国南方二叠纪聚煤盆地统一的区域基底,显然,该基底具有很大的不均一性。
根据南方二叠纪煤系现今赋存位置并结合华南板块的基底差异性,可分为两个赋煤区:华南赋煤区和西南赋煤区(或称扬子地台赋煤区)。华南二叠纪赋煤区范围为大别隆起以南、郯庐断裂以东的江苏、安徽(南部)、浙江、福建、江西、湖北、湖南、广东及广西等九省(区)[6]。其构造位置包括了扬子地台北缘东段、扬子地台东南缘、华南褶皱带和华夏地块。
“华南二叠纪含煤地层沉积环境及聚煤规律”项目为“八五”地质行业科技找矿Ⅰ类科研项目,项目构造研究内容包括华南大地构造演化分析及二叠纪聚煤盆地的板块构造背景、以及二叠纪煤系变形规律及推覆、滑覆构造与煤系、煤层赋存的关系[6]。本文为该项目二叠纪含煤地层变形研究的成果(结合研究新进展,略作修正)。
1.2 赋煤区、赋煤带
曹代勇等从煤炭资源评价和开发角度,提出煤系变形分区概念,讨论了华北、华南、东北和西北等四大主要聚煤区煤系变形分区的基本特征[7]。
宁树正等将华南赋煤区划分为扬子和东南2个赋煤构造亚区[8],程爱国,曹代勇等将我国含煤岩系划分为5个Ⅰ级赋煤构造区,其中华南Ⅰ级赋煤构造区(HN)划分为扬子赋煤构造亚区(HN-1)和华夏赋煤构造亚区(HN-2), 进一步划分为19个Ⅲ级赋煤构造单元(赋煤构造带)[9]。
曹代勇等提出赋煤构造单元的概念,完成全国三级赋煤单元区划,从整体上深化对中国煤田构造格局空间展布规律的认识[10]。并确定赋煤构造单元的命名原则为“地理名称+构造属性”。
“华南二叠纪含煤地层沉积环境及聚煤规律”项目以板块构造理论为指导,首次整体上依据华南二叠纪煤系“现存位置”及煤系赋存的“构造边界条件”进行了赋煤带的划分,共划分出7个赋煤带(原称赋煤区)[6]。
煤系、煤层与其伴生资源赋存于现在特定的位置上,是聚煤作用及多次构造变形作用的最终结果[6]。“现存”位置即现今赋存位置,“赋存”含有形成和形变双重含义,现存位置是成煤作用等原生成煤条件和构造-热演化等后期构造变形综合作用的结果[10]。“构造边界条件”主要指煤系现存位置外围因造山作用而形成的板内、板缘造山带,这些造山带一般由古老的基底岩系或岩浆岩体组成。
华南二叠纪赋煤区赋煤带的命名,以现存位置的“地理名称+赋煤带”组成。
1.3 褶皱构造样式
构造样式(structural styles)是指一群构造或某种构造形态特征的总特征和风格,即同一期构造变形或同一应力作用下所产生的构造的总和。构造样式的本意只是表达其形态特征,构造样式最初用于描述褶皱。控煤构造样式是指对煤系和煤层的现今赋存状况具有控制作用的构造样式。
曹代勇等采用当前构造样式研究的主流方案一地球动力学分类,即根据地壳应力环境划分为伸展构造样式、压缩构造样式、剪切和旋转构造样式,以及具有构造叠加和复合性质的反转构造样式四大类控煤构造样式[10]。其中压缩构造样式包括了纵弯褶皱、褶皱断裂型等类型。
“华南二叠纪含煤地层沉积环境及聚煤规律”项目研究认为华南二叠纪煤田内发育六大类构造,包括褶皱、逆冲推覆构造、重力滑动构造、滑(褶)推叠加型构造、伸展构造、平移断层与走滑断裂。并对各赋煤带的褶皱特征进行了解析和总结[6]。
褶皱样式是基本的、建设性的控煤构造样式,煤田或矿区一般保存在褶皱的不同部位,与断裂相比,褶皱是真实的“赋煤”构造,断裂一般起破坏作用。所以,分析褶皱构造样式及其发育规律,能更有效﹑快捷地建立、掌握煤田或矿区构造的整体观。寻找﹑恢复﹑发现“丢失”的褶皱构造要素则是预测和发现“煤系矿产资源”[11]的有效方法。
2 华南二叠纪赋煤区赋煤带划分
相比华北石炭二叠纪含煤岩系,现存的华南二叠纪煤系,少见构造简单、连续延伸宽广的煤系赋存带。多呈孤立的块状或断续的条带状展布,其间被基底隆起、各类断裂、岩体或中新生代红盆所隔断。最明显的特点是,煤系褶皱展布受板缘、板内造山作用所形成的基底隆起的控制。
现代地壳上的山脉及已被剥蚀夷平的古代山脉可统称为造山带,造山带形成是最重要的构造作用。板内、板缘造山作用是决定现存煤田构造格局的根本因素,决定了煤系赋存的构造边界条件,从而控制着赋煤区的展布及其构造样式。华南地区由北向南存在着因板内、板缘造山作用而形成的6个板内、板缘造山带,这些造山带一般由古老的基底岩系(或岩浆岩体)组成,构成了现代华南地区主要(或全部)的山脉或相对隆起的地貌单元,故可称为基底隆起。6个隆起是:武当-大别隆起、雪峰隆起、九岭-衡山隆起(与雪峰隆起共同构成江南隆起)、武功-官帽隆起、万洋-诸广隆起、云开-武夷隆起,另外,华南板块的西南缘有康滇隆起。煤系分布在隆起之间的地带,一些隆起之上也有煤系零星出露。如雪峰隆起西南端贵州天柱二叠纪煤系超覆不整合于元古界之上;赣北修水西坑、辽田的二叠纪煤系位于江南隆起之上;德兴翁家石炭—二叠系超覆不整合于属于官帽隆起的中元古界双桥山群之上。西南地区的康滇隆起位于川西滇中一带,控制了西南二叠纪煤系的分布。
根据华南二叠纪煤系“现存位置”及煤系赋存的“构造边界条件”,即华南地区基底隆起与二叠纪煤系的总体展布规律及两者的相互关系,本文将华南二叠纪赋煤区划分为7个赋煤带。自北而南为①鄂南湘西北赋煤带;②苏皖南浙赣北赋煤带;③湘中赋煤带;④赣中湘东南粤北赋煤带;⑤浙西赣东南赋煤带;⑥闽西南粤东粤中赋煤带;⑦广西赋煤带。西南赋煤区(或称上扬子赋煤区)主要分布在黔西川南滇东一带,华南二叠纪赋煤区赋煤带的划分见图1。
图1 华南二叠纪赋煤区赋煤带分布
3 赋煤带构造边界及褶皱特征
3.1 鄂南湘西北赋煤带
位于武当-大别隆起与江南隆起之间。北界武当-大别隆起是秦岭造山带的组成部分,属板缘造山带。武当隆起表现为由北向南的逆冲,大别隆起则由NE往SW逆冲,武当-大别隆起之间有襄(樊)南(阳)中新生代盆地覆盖。横旦于黔、桂、湘、鄂、赣、浙、皖七省长达1 200km的江南隆起,多被横向断裂切割,并被江汉盆地及鄱阳湖盆地覆盖。
鄂南湘西北赋煤区可划分为鄂东南煤田(如黄石矿区)、鄂西南煤田、湘西北桑石煤田及黔溆煤田等。其二叠纪煤系地层包括下二叠统梁山组和上二叠统龙潭组。
该赋煤区含煤地层走向及其褶皱轴向与南、北隆起边缘平行,并随隆起边缘形态的变化而变化,同时受南北两个隆起边缘相互关系控制。
鄂东南煤田(主体为黄石矿区)北侧为大别隆起向南凸的弧顶部位,南侧幕阜山隆起属于江南隆起的一段。煤系走向及其褶皱轴向明显地受上述两个隆起边缘相互关系的控制,自南向北褶皱轴线有规律地变化,南部为NEE向,中部为EW向,北部为NWW向,总体上呈向东收敛向西撒开的放射状。二叠纪煤系赋存在向斜核部。背斜相对紧闭,向斜相对开阔,为似隔档式褶皱。褶皱核部、转折端有加厚现象。以短轴褶皱为主,在武汉一带近东西向的短轴褶皱尤为明显,呈线性展布,密集成群。褶皱的轴面分别向南北两个隆起倾斜,轴面南倾与轴面北倾褶皱的分界线大致位于洪湖—嘉鱼—乌龙泉(或土地堂)—黄石一线。
鄂中襄广断裂之南的保康、宜城、京山一线,二叠纪煤系褶皱轴向与房县-襄樊-广济断裂,阳日湾-京山断裂平行。褶皱轴向号NWW向或NW向[12]。
黄石矿区被北北东向的新下陆-姜桥横向走滑断裂切为两段,西段为北西西向复式褶皱,东段为近东西向的复式褶皱,多为紧密斜歪、倒转的复向斜[10]。
鄂西南建始—咸丰一带的长轴线形褶皱轴向总体为NE向,呈S形或凸向NW的弧形平行展布。褶皱轴面南倾,从 SE往NW由似隔槽式过渡为隔档式褶皱(屉状向斜),为较典型的侏罗山式褶皱。
湘西北桑石煤田位于江南隆起的北侧、慈利-大庸断裂(江南断裂带的一段)之北西,由震旦系—三叠系组成NE向的侏罗山式褶皱。向斜轴部为二叠系及下、中三叠统。背斜狭窄紧密,向斜开阔平缓,为隔档式褶皱。
黔溆煤田位于沅麻盆地SE翼的江南隆起之上、安化-溆浦-三江断裂的NW侧,赋存有二叠纪梁山煤系和吴家坪煤系。黔溆煤田褶皱轴向为NE向,向斜南东翼多倒转,愈靠近安化-淑浦断裂,倒转幅度愈剧烈。
3.2 苏皖南浙赣北赋煤带
位于位于秦岭-大别山隆起和九岭-官帽隆起之间,江南隆起北东下扬子地台区的苏南、皖南、浙北﹑赣北一带,包括皖南沿江煤田(巢湖、安庆、贵池、芜铜等煤田的总称)、宣泾煤田;苏南宁镇、常州、宜溧、锡(无锡)澄(江阴)虞(常熟)、苏州等含煤区;浙北煤田(包括长兴煤山、广德新杭矿区等);赣北九江煤田。另外江苏滨海、盐城等地在中新生界下亦有煤系赋存。
苏南宁镇煤田由三个背斜两个向斜构成总体上凸向北的东西向弧形条带,为斜歪不完整褶皱,北部褶皱轴面倾向北,南部褶皱轴面倾向南。自北向南依次为:①幕(府山)龙(潭)仑(头)背斜,轴向NE转为EW,轴面倾向NW;②范家场向斜;③宝(华)巢(凤山)复背斜,轴面直立或倾斜,向北倾;④桦(墅)亭(子)向斜,南翼东部的二叠纪煤系地层直立倒转或构成次级平卧褶曲;⑤汤(山)仑(山)背斜,轴迹呈凸向北的东西向弧形,为轴面南倾的斜歪或平卧褶皱。在“宁镇弧”的东部为轴向北西的埠山-模山及纪庄-后朱港复背斜。
自丹徒宝崎经茅山至皖南宣城九连山一线的茅山地区,为一狭长的NNE向二叠纪煤系条带,长150余公里。该含煤条带褶皱以NE—NNE向为主,为轴面倾向SE的紧密线性褶皱,呈雁行式排列。
常州、苏州含煤区由一系列北东向褶皱与逆冲断裂组成,使煤系呈断块状[10]。
锡澄虞含煤区为一系列走向北东,呈等距排列的等厚褶皱。背斜紧闭狭窄,向斜开阔和缓,为较典型的隔档式褶皱。背斜北西翼陡,偶倒转,东南翼缓。为轴面倾向南东的斜歪褶皱。褶皱长度一般为 30~50km。
皖南在长江两岸分布着巢湖、安庆、芜铜、贵池等煤田。主要由NE、NNE向褶皱组成。自西向东,自北向南,褶皱强度逐渐减弱,褶皱形态由破碎变完整。巢湖煤田的NE向褶皱呈凸向SE的弧形,或S形展布,轴面多倾向NW,但有时同一褶皱的轴面倾向会发生变化,北段轴面倾向南东,南段倾向NW,部分平卧褶皱的倒转翼或转折端可再产生倒转,形成平面上地层新老顺序与背斜一致,而剖面上为向斜形态的翻卷褶皱。安庆煤田褶皱轴面多倾向北西,在北东部洪镇百子山一带发育一个由断块堆叠而成的破背斜。贵池、芜铜煤田出现扇形褶皱(如贵池邬枫铺背斜、铜陵新屋里向斜)。铜陵雁行式NE向褶皱带,平面上褶皱轴线产生逆时针旋转,中部发育左旋剪切断裂,褶皱轴面在NE段倾向SE,SW段倾向NW,与巢湖煤田类似。宣泾煤田靠近江南隆起,褶皱较宽缓,其中铜山NE向褶皱不完全地横跨叠加了三个NW向褶皱。
浙北煤田发育一系列轴向NE、NNE的斜歪褶皱。自NW往SE有新杭向斜、松墩向斜、煤山向斜、泗安向斜、林城背斜、红星桥向斜及黄芝山向斜等。煤山向斜是浙江的主要煤炭产地,其NW翼倒转,向斜NE段仰起且保存较好。
赣北九江煤田有武宁煤矿、德安付山煤矿、瑞昌煤矿等。有两个大的复式向斜,北面为瑞昌-彭泽复式向斜,是该区的主要赋煤构造,南面是修水-武宁复式向斜[10]。
3.3 湘中赋煤带
位于雪峰隆起与九岭-衡山隆起之间。雪峰峰起是江南隆起沿黔湘桂边界呈NNE向展布的一段,总体呈由桂北、黔西南向湘西北变窄的楔形。九岭-衡山隆起是江南隆起的东段,从湘中衡阳到赣北九岭、皖南,北东向延伸达700多公里。上述两隆起在湘中长沙、衡阳一带被一北东向的白垩纪断陷盆地覆盖,从基底地层的出露范围看,九岭-衡山隆起相对雪峰隆起向南(西)错移,且雪峰隆起的北东端略向南弯曲,九岭-衡山隆起则略向北弯曲,从而在两隆起之间形成三面被基底环绕向西南开口的“马蹄形”空间,其内即为湘中赋煤区,包括涟(源)邵(阳)煤田、(湘)潭宁(乡)煤田(统称湘中煤田)。
雪峰隆起的南东边界为城步—洞口—新化—沅江—长沙一线,该线即为湘中涟邵煤田和潭宁煤田(或称韶山煤田)的 NW边界。株洲—衡阳—永州—双牌一线是湘中煤田与湘南煤田的自然分界线。
“祁阳弧”形构造控制着湘中煤田二叠纪煤系的展布,祁阳弧弧顶中线在洞口—邵阳一线。李焕同(2014)总结了涟邵煤田的褶皱发育特征。褶皱多为线型,背斜较紧密并多被规模较大的压性或压扭性断裂破坏而不完整;向斜较开阔,多不对称,一般东翼平缓,西翼较陡或倒转,呈隔挡式组合,煤系主要赋存于向斜内[13]。在祁阳弧形构造的弧顶,自东向西由一系列宽展型至紧闭型的向斜构造组成,这些向斜仍然保持东翼平缓开阔、西翼陡峻、直立倒转的特征,总体形成一个向西凸出的弧形。在涟邵煤田南部的牛头寨串珠状隆起带,为一系列近南北向的紧闭褶皱。
在祁阳弧南翼则为一系列紧闭的向北西倒转褶皱。常见有单斜、向背斜、复向背斜、直立褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲、倾伏褶曲、等斜褶曲、箱形褶皱等,在向背斜组合形成上,多形成隔档式褶皱。
潭宁煤田(或称韶山煤田)煤炭坝矿区北段为轴向NEE的跃进-西峰仑井田向斜,南段为轴向近EW的竹山塘-伍亩冲井田向斜。
3.4 赣中湘东南粤北赋煤带
该赋煤区的东北部分位于九岭-衡山隆起与武功-官帽隆起之间,南西部分位于衡阳—荔浦一线与万洋-诸广隆起之间,粤中佛冈花岗岩体以北。赣中武功隆起NEE向延伸至赣东北官帽山、怀玉(由下古生界组成)一带,与九岭-衡山起合为一体。万洋-诸广隆起位于湘、赣、粤交界地区,是一个全由岩浆岩体组成的隆起。
在九岭-衡山隆起与武功-官帽隆起之间是华南二叠纪赋煤区含煤性最佳、煤炭资源最丰富、连续延伸性最好、面积最大的一个条带。该区的煤田有赣中煤田(即“萍乐坳陷”),湘东浏(阳)醴(陵)煤田,湘南煤田(郴耒煤田、资汝煤田的总称)和粤北曲仁煤田、连阳煤田。
煤系展布北东起自景德镇,沿南西西方向经乐平、余干、进贤、丰城、上高、宜春、萍乡到湘赣边境之后,急转为NNE向,沿醴陵、茶陵、耒阳、郴县到广东的曲江、仁化、连县、阳山一带。煤系基本上是连续延伸,仅在南昌、丰城之间隐伏于鄱阳湖盆地之下。自萍乡、莲花进入湖南后,被雁行排列的攸县、茶(陵)永(兴)NNE向白垩纪断陷盆地覆盖。煤系的上述展布形态取决于其两侧是否有基底隆起存在及隆起间的相互关系。
赣中“萍乐坳陷”在南昌以东二叠系褶皱以短轴向斜为主,轴长小于12km,如涌山-横路向斜、鸣山向斜、官木岭-上罗源向斜等;南昌以西的高安、上高及萍乡南部为长轴褶皱,长15~45km。该区背斜紧闭,向斜宽缓,为隔档式褶皱,褶皱不对称,轴面分别倾向南、北两侧的基底隆起。
湘东浏(阳)醴(陵)地区自西向东有金刚向斜、南桥背斜、潼塘向斜、白兔潭背斜、荷田向斜、澄潭江向斜、文家市向斜。轴向NNE,一般向斜核部保存煤系,背斜部位煤系遭受剥蚀[14]。
赣中二叠纪煤系延入湖南后,由北东东向急转为北北东向,往湘南延伸。湘南的二叠纪煤系主要分布于衡阳—常宁、茶永白垩纪盆地之间。以中间的回龙山向斜为界,以东有区域内面积最大的永耒向斜与白沙向斜,褶皱轴面向东倾;以西有四丘田向斜,盐湖向斜,冷水向斜和斗岭向斜,褶皱轴面向西倾。
粤北曲仁煤田的煤系分布于梅塘-犁市-武水断裂及韶关-田螺冲-板湾断裂的NE侧,即丹霞白垩纪盆地的周边。二叠纪煤系褶皱遭严重破坏,轴向为北西或北北西向,主要有茶山向斜(北段),田螺冲向斜,花坪向斜。马梓坪一带的北西向侏罗系褶皱之下为一轴向N30°W的二叠系背斜,丹霞盆地东南侧始兴一带为一较完整的NW向向斜。
粤西北连阳煤田赋存在一总体上凸向东的弧形条带之中。煤田北部为轴向北西的褶皱如大路边向斜、汛塘向斜、黄沙背斜、保安向斜等[15]。煤田中部发育有荒田、流沙、大麦岭三个略显东西向的等轴褶皱,还有NWW向的三口江向斜﹑小安向斜、鲤鱼田-九陂向斜及弧型(向东凸)的朝天桥向斜、乌石岗向斜。煤田南部则发育轴向NNE的向斜,包括黄皇、黄牛滩、羊子山、双山、寨岗向斜。
3.5 浙西赣东南赋煤带
该赋煤区位于万洋-诸广隆起东侧,武功-官帽隆起南东侧,武夷隆起及河源断裂、佛冈花岗岩体北西侧。武夷隆起主体分布于闽赣边境,往北伸入浙江中部,为江山-绍兴断裂和丽水-政和断裂所限定的范围,呈一向杭州湾尖灭的长楔形。往南延伸到闽粤赣边境,构成粤东兴梅煤田的北部边界。
该区煤系主要分布在浙西政棠—江山—建德—桐庐,赣东德兴翁家、广丰、铅山,武功山南侧的安福,赣南信丰、龙南,广东连平张田坑等地。均呈零星块状小面积出露,除安福为龙潭组含煤外, 其余均为童子岩组含煤,含煤性较差。
浙西政棠-江山含煤条带位于对冲的江山-衢州断裂与江山-绍兴断裂之间,主要由三个走向NE,轴面倾向NW,NW翼倒转的向斜组成。
赣东饶南含煤区由局里向斜、应家向斜和排山向斜组成。向斜轴向NE,倾向SE。赣中武功山南侧安福矿区,为一复杂的向斜构造。
赣南二叠纪煤系均呈孤立的向斜或单斜展布,褶皱轴向自南往北由NW向过渡为NNE或SN向,褶皱破坏严重,断裂较发育。南部信丰铁石口向斜,轴向北西,轴面近直立,西南翼产状平缓。由信丰往北褶皱轴向则逐渐变为NNE或SN 向,赣县小堂矿区为一走向SN较为完整的直立向斜,于都祁禄山矿区为一走向NNE,倾向SE的单斜构造,崇义稳下、低坑为走向NNE的向斜或单斜(倾向SE)。
3.6 闽西南粤东粤中赋煤带
该赋煤区位于云开隆起、佛冈花岗岩体及武夷隆起以东以南的闽粤地区。二叠纪煤系主要分布于闽西南坳陷及粤东兴梅、粤中广花、台开恩、阳春地区。赋存煤系为童子岩组。
云开隆起位于粤桂边境,主要由加里东期混合花岗岩组成,其周围均为长期活动的断裂:东侧为吴川一四会断裂,南侧为遂溪断裂,西北侧为合浦-博白-岑溪-罗定-广宁断裂,该断裂往东经佛冈、河源、江西寻乌、瑞金、石城、到福建邵武,再往北可能与江山-绍兴断裂相接,该断裂也是武夷隆起的NW边界。
武夷隆起在闽西南坳陷西侧,主要由震旦系及印支期岩体组成。闽西南坳陷西条带即清流罗口—连城西山—庙前一线,为走向NE、倾向东的单斜构造(发育滑片型构造)。东条带东侧自德化曾坂、阳山,经永春天湖山到安溪剑斗一线,为由元古界、下古生界、印支期桂洋岩体和燕山期花岗岩体组成的NNE向展布的戴云山隆起。闽西南的二叠纪煤系仅限于戴云山隆起的西侧。
闽西南坳陷中、东条带的主体为以龙岩、大田一线为中心的复向斜。自北而南,褶皱轴向由NE 向过渡到NNE及SN向,在龙岩抚市一带出现NW向及EW向的褶皱。
闽西南坳陷北段:西侧永安加福矿区为轴向北东的向斜构造,轴面倾向NW,东翼缓西翼陡;永安洪田矿区为一孤立向斜。中部大田上京矿区出现“红绸舞”式褶皱及似剑削褶皱。东侧天湖山矿区在逆冲断裂之下发育轴面向SE倾的斜歪、平卧褶皱。
闽西南坳陷南段:龙岩以北主要为NNE向复向斜,龙岩以南褶皱轴向为SN向,再往南到抚市一带褶皱轴向变为NW向及EW向。NW向的褶皱有瓦窑坪向斜、西陂向斜和抚市向斜等。龙岩以东的翠屏山矿区出现极为复杂的平卧褶曲及似剑削褶皱。
粤东兴梅煤田为燕山期花岗岩或由震旦系构成的隆起所围限,与闽西南坳陷之间被一NW向展布的燕山期岩体分隔。煤系主要赋存在一系列NW向的褶皱或单斜之中[16]。在NNE向的梅县-白渡走滑断裂以西,NW向褶皱有四望嶂向斜、龙虎-葵岗向斜、柱坑-大坪-槐岗背斜、蕉岭-白渡向斜;梅县-白渡走滑断裂以东,褶皱有明山向斜、横径向斜、宝坑向斜。
兴梅煤田发育伸展构造、压缩构造、滑动构造、滑推叠加构造和剪切与旋转构造样式等5大类13种类型。压缩构造样式包括纵弯褶皱类型[17]。
广花、阳春、台开恩煤田内的二叠纪煤系多赋存于NE向的褶皱内。呈狭窄条带状或孤立块状。阳春矿区总体上为一凸向东狭窄的弧形条带。
3.7 广西赋煤带
位于江南隆起以南,云开隆起与康滇隆起之间。由泥盆系及少量寒武系构成的大新隆起分布在中越边境地区,它在晚二叠世就已形成。云开隆起伸入桂东南构成六万大山及大容山(由海西期岩体组成)。赋煤带总体呈北西向展布,赋存有合山、宜山、百贤、扶绥、来贵、滨林等二叠纪煤田。含煤地层为合山组。
广西的二叠纪煤系褶皱轴向以NW向占绝对优势,局部为NE向,NNE向,或呈东西向的弧形展布,为极为开阔的屉状向斜,背斜狭窄,为隔档式。褶皱作用并不强烈,地层掀斜幅度小,地层较平缓,如扶绥煤田那全矿区煤系地层倾角仅4°~10°,多表现为断块分割。但由于多期次变形的叠加、复合作用,区内褶皱多表现为不规则褶皱或复杂的叠加褶皱,地层沿走向多变,呈不规则扭曲或复杂的揉褶状。
褶皱轴面倾向及展布方向完全受基底隆起边缘形态的控制。如邻近江南隆起消失端,出现与之平行的河池—宜州—柳城弧形含煤条带。大新隆起北侧大化、平果一带则表现为NE、NW向褶皱在平面上呈直角交汇。大新隆起与江南隆起连线之间的武呜、南宁一带,则是各褶皱轴线收敛的地带,由此往桂西北,NW向褶皱呈喇叭状撒开。大新—南宁—黎塘—忻城—宜山一线则是西部 NW向(不规则)褶皱与东部NEE、NE、NNE向褶皱的分界线。据煤系褶皱的展布规律,广西赋煤带可进一步划分为四个条带。
1)河池—宜州—柳城条带:包含宜山煤田,总体呈凸向南的东西向弧形条带展布,以宜州为界,东侧褶皱轴为NEE向,如流河向斜,西侧褶皱为NWW向,如龙江向斜。龙江向斜褶皱轴面北倾或直立,北翼倒转,倾向北,南翼倾向南,为屉状向斜。
2)桂西条带:分布在那坡断裂NE侧、大新隆起北侧、南丹—河池—忻城—黎塘一线SW侧。以NW向褶皱为主体,出现较多的不规则褶皱或复杂的叠加褶皱。如乐业煤田由两个背斜和一个向斜(均为NW向)组成,总体上呈不规则的S形。
3)忻城—黎塘东侧条带:包括合山、来宾,是广西的主要煤炭产地。合山煤田的主体是轴向 NNE的北泗向斜,为(短轴)近椭园形屉状向斜。合山煤田还有东江、大里、仰石等NNE向短轴向斜。迁江煤田由三角形的全来短轴向斜和仅残存西翼的石里向斜组成。来宾地区发育来宾向斜(NNE向),高安向斜(SN向),东龙镇向斜(NE向)。
4)大新隆起南东侧条带:主要有扶绥煤田,位于大新隆起与十万大山侏罗纪盆地之间的斜坡地带,褶皱及主干断裂等显示的构造线为NE—NEE向。该区褶皱形态不完整,断块极为发育。煤层主要赋存在东罗、渠坡等向斜内。
4 褶皱特征概括及形成机制探讨
1)褶皱发育广、类型多。二叠纪煤系褶皱十分发育,构成了各煤田的主体构造。类型多样。从长宽比看,有长轴、短轴、等轴褶皱,以短轴褶皱居多。近等轴的褶皱多为叠加褶皱或底部存在滑覆断裂,如湘中涟源矿区发育有多个长椭园形褶皱,底部均存滑覆断裂;从轴面产状看,有直立、斜歪、倒转褶皱,但以斜歪褶皱为主,少见直立褶皱;从平面(组合)形态看,有弧形褶皱和似隔档式褶皱,未见隔槽式褶皱。从形成方式看,有叠加褶皱,弯滑褶皱和无根褶皱。
2)轴向展布规律:以北东向为主,次为北西向,亦有东西、NNE、NEE及SN向者。北东向褶皱分布在苏南、皖南、鄂西及浙、赣、湘、闽的广大地区。从闽西南龙岩抚市、赣南信丰到湖南洞口—邵阳一线以南,以及广西、广东地区,二叠纪煤系褶皱的轴向以北西向为主。该线以北则仅在鄂中的局部地区出现北西向褶皱,而以北东向褶皱为主,在该线附近,则以NNE、SN向(常为弧形)褶皱为主。
3)基底隆起构成赋煤带的构造边界,煤系褶皱展布在基底隆起之间,其现存位置是板缘、板内造山作用的结果。煤系褶皱轴向与基底隆起边缘平行,并随隆起形态变化而变化,受边界基底隆起的相互关系制约。如鄂东南地区,位于大别隆起与幕阜山隆起之间,褶皱轴向分别平行隆起,因两隆起向东靠近,褶皱轴向呈向东收敛、向西撒开的喇叭形。在赣中、湘中、湘南、闽西南情形类似,褶皱轴面倾向基底的隆起方向,如赣中萍乐坳陷北侧褶皱轴面倾向北侧的九岭隆起,南侧轴面倾向南侧的武功隆起。
4)华南赋煤区经历了印支、燕山、喜马拉雅运动的叠加变形,煤系褶皱十分复杂,褶皱形态破坏严重。现存褶皱多不完整,仅残存褶皱的部分构造要素,煤多赋存在残缺不全的褶皱中。多数斜歪、倒转褶皱的倒转翼被断失或破坏,使许多矿区呈单斜形态。最复杂的褶皱出现在闽西南煤田,与推覆滑覆构造伴生,常为无根褶皱。构造简单的完整褶皱仅出现在赣中丰城矿区。煤系、煤层赋存在褶皱中,尤其是隔档式褶皱中的向斜部位。煤炭资源赋存量与褶皱的完整程度和含煤性有关,较完整的向斜赋存有大量的煤炭资源。
5)形成机制与形成时期:华南赋煤区处于特提斯构造域与环太平洋构造域的交汇部位[3,10,18],印支运动华南西部受到了SW—NE向的挤压应力作用,在桂中等地形成北西向褶皱;而在华南东部由于古太平洋壳向大陆俯冲产生SE—NW向的挤压,九岭、雪峰、武功、武夷等隆起初步抬升,煤系出现北东向的褶皱。燕山运动使华南地区受到SE—NW向的挤压作用,这一应力场叠加在原有的印支构造变形体制之上,使二叠纪煤系、晚三叠世煤系及中生界一起卷入褶皱,九岭、雪峰、武功、武夷等隆起再一次强烈升起。这一挤压应力场既改造了原有的部分以NW向为主的二叠纪煤系褶皱,使其更加复杂,又强化了原有的大量NE向的二叠纪煤系褶皱。使得现在华南二叠纪煤系褶皱更加复杂。
5 结论
1)首次(1999)将华南赋煤区作为一个整体(不含西南赋煤区),依据现存位置和构造边界划分为7个赋煤带,即鄂南湘西北赋煤带、苏皖南浙赣北赋煤带、湘中赋煤带、赣中湘东南粤北赋煤带、浙西赣东南赋煤带、闽西南粤东粤中赋煤带、广西赋煤带。
2)褶皱是基本的、建设性的控煤构造样式,煤田或矿区一般保存在褶皱不同部位, 并以向斜为主。恢复和发现“丢失”的褶皱构造要素,是预测和发现煤系资源的有效方法。
3)褶皱特征:褶皱发育广、类型多。轴向以NE向为主,次为NW向,亦有EW、NNE、NEE及SN向者。基底隆起构成赋煤带的构造边界,煤系褶皱展布基底隆起之间,其现存位置是板缘、板内造山作用的结果。褶皱轴向一般平行于基底隆起的边缘(即平行于构造边界), 轴面多倾向基底隆起。以短轴侏罗山式褶皱为主,轴面常斜歪,倒转,常见叠加褶皱。
4)华南赋煤区处于特提斯构造域与环太平洋构造域的交汇部位,华南赋煤区经历了印支、燕山、喜马拉雅运动的叠加变形,煤系褶皱十分复杂,褶皱形态破坏严重。