【摘 要】本文將構(gòu)造單元和賦煤單元相結(jié)合,在河北省范圍內(nèi)劃分出賦煤構(gòu)造單元,是對煤田構(gòu)造研究的一個(gè)嘗試。本文根據(jù)河北省的聚煤規(guī)律、構(gòu)造-熱演化史、現(xiàn)今的構(gòu)造格局等特征,將該省劃分為兩個(gè)賦煤區(qū): 東北賦煤區(qū)和華北賦煤區(qū),華北賦煤區(qū)劃分為五個(gè)賦煤構(gòu)造帶:太行山東麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅰ)、河北平原賦煤構(gòu)造帶(Ⅱ)、燕山南麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅲ)、燕山賦煤構(gòu)造帶(Ⅳ)和冀北賦煤構(gòu)造帶(Ⅴ)。賦煤構(gòu)造單元的劃分,對尋找煤田勘查靶區(qū)具有方向性的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】河北??;賦煤構(gòu)造單元;賦煤構(gòu)造帶
0.引言
賦煤構(gòu)造單元分區(qū)是綜合考慮賦煤單元與大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑饕鶕?jù)煤系的聚集特征、賦存特征、地質(zhì)特征以及其所處區(qū)域地質(zhì)特征等多方面因素進(jìn)行劃分,其建立起構(gòu)造單元(大地構(gòu)造屬性)和賦煤單元(煤系分布)之間的連接橋梁,反映出了構(gòu)造作用對煤系賦存(形成與形變)的控制作用[1,2]。在同一賦煤構(gòu)造分區(qū)內(nèi),煤系具有一致的聚煤規(guī)律(即同一成煤盆地或盆地群),經(jīng)歷了大致相同的構(gòu)造—熱演化進(jìn)程,從而煤系現(xiàn)今具有相似的構(gòu)造格局(即同時(shí)代煤系的賦存狀況相似),其一般以區(qū)域性構(gòu)造線或煤系沉積(剝蝕)邊界圈定范圍。
1.賦煤構(gòu)造單元分區(qū)
河北省以北緯42°線即康?!獓鷪鲆痪€作為界線,可以劃分為兩大一級賦煤單元,其北部為東北賦煤區(qū),南部屬于華北賦煤區(qū)。東北賦煤區(qū)面積小,煤層賦存極為零星,因此不再細(xì)分。發(fā)育于華北賦煤區(qū)的聚煤盆地,具有類型多樣化、煤系后期改造明顯、煤田構(gòu)造樣式豐富、煤質(zhì)時(shí)空差異明顯等特點(diǎn),進(jìn)一步可劃分為多個(gè)二級賦煤構(gòu)造單元。
北緯40°一線為一形變界線,兩側(cè)的主構(gòu)造線方向和現(xiàn)代地貌走向明顯不同。北側(cè)為叢山迭起的燕山山地,山脈和主構(gòu)造線方向呈近東西向;以南為華北平原與太行山脈東西并行排列,走向及主構(gòu)造線方向呈北北東向。因此,以北緯40°一線為邊界,以南區(qū)域處于伸展構(gòu)造格局,以北則處于擠壓構(gòu)造格局之中。南部區(qū)域處于太行山構(gòu)造帶以及渤海灣盆地的大地構(gòu)造背景,主要賦存石炭—二疊紀(jì)煤系,又以太行山山前斷裂為界,斷裂西側(cè)的太行山東麓諸煤田主要受伸展構(gòu)造控制,而斷裂東側(cè)的河北平原區(qū)則由于沉積了巨厚的新生界覆蓋層而使得煤系賦存通常較深。北部區(qū)域主要處于燕山構(gòu)造帶的控制范圍,燕山南麓諸煤田主要賦存石炭—二疊紀(jì)煤系且主要為褶皺控煤構(gòu)造,蔚縣煤田由于主要為斷陷而非逆沖推覆構(gòu)造,加之其煤田的平面分布情況,應(yīng)劃入燕山南麓分區(qū)范圍內(nèi)為宜,而燕山斷褶帶內(nèi)的諸多煤田則主要賦存中生代煤系,興平、宣化、下花園等諸煤田主要為逆沖推覆構(gòu)造帶控煤。尚義—赤城-隆化斷裂以北的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)穩(wěn)定的古老隆起區(qū)(“內(nèi)蒙地軸”東段),主要賦存中生代煤系,且通常呈小規(guī)模的煤田或零星的煤產(chǎn)地的形式產(chǎn)出。
因此,在綜合分析河北省煤田構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上,依據(jù)前面所述煤系所處的區(qū)域地質(zhì)背景、區(qū)域地球物理場特征、深部構(gòu)造特征、煤田構(gòu)造特征與演化進(jìn)程,將河北省華北賦煤區(qū)劃分為五大賦煤構(gòu)造帶:太行山東麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅰ)、河北平原賦煤構(gòu)造帶(Ⅱ)、燕山南麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅲ)、燕山賦煤構(gòu)造帶(Ⅳ)和冀北賦煤構(gòu)造帶(Ⅴ),其中河北平原賦煤構(gòu)造帶又以石家莊-衡水?dāng)鄬訛榻鐒澐譃槠皆喜抠x煤構(gòu)造亞帶(Ⅱ1)和平原北部賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅱ2),燕山南麓賦煤構(gòu)造帶又劃分為東部的薊玉開平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ1)和西部的蔚縣賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ2),燕山賦煤構(gòu)造帶又劃分為東部的承德興平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ1)和西部的宣下賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ2)(圖1)。
①尚義-平泉斷裂;②康保-圍場斷裂;③太行山山前斷裂;④豐寧-隆化斷裂;⑤紫荊關(guān)斷裂;⑥昌平-寧河斷裂;⑦昌黎斷裂;⑧衡水?dāng)嗔?;⑨滄州斷?/p>
Ⅰ-太行山東麓賦煤構(gòu)造帶;Ⅱ-河北平原賦煤構(gòu)造帶;Ⅱ1-平原南部賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅱ2-平原北部賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅲ-燕山南麓賦煤構(gòu)造帶;Ⅲ1-薊玉開平賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅲ2-蔚縣賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅳ-燕山賦煤構(gòu)造帶;Ⅳ1-承德興平賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅳ2-宣下賦煤構(gòu)造亞帶;Ⅴ-冀北賦煤構(gòu)造帶
2.各賦煤構(gòu)造單元特征
2.1太行山東麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅰ)
該賦煤構(gòu)造帶位于河北省西部,從北向南由淶源一井陘至涉縣。東以太行山山前斷裂為界,北接燕山斷褶帶。本區(qū)以北東向的大、中型褶皺為主體,呈雁行式排列,與褶皺相伴的還有大量北東向和北西向斷裂,后者常切割前者。斷裂以紫荊關(guān)斷裂帶和太行山山前斷裂規(guī)模最大,它們對其兩側(cè)的沉積、構(gòu)造及煤層賦存都具有明顯的控制作用,尤其以太行山山前斷裂的構(gòu)造演化對研究區(qū)的構(gòu)造發(fā)育及煤層賦存的控制作用更為顯著。褶皺與斷裂的共同作用,各煤田常形成地壘、地塹,并伴有次級背向斜構(gòu)造。斷裂在本區(qū)構(gòu)造形式中占有極其重要的地位,多以高角度正斷層為主。
賦煤構(gòu)造帶呈北—北北東向展布,自南向北有峰峰、武安、邢臺(tái)、隆堯、臨城、元氏、井陘、靈山等煤田及諸煤產(chǎn)地。南部峰峰、武安煤田呈復(fù)背斜構(gòu)造,北部井陘、靈山煤田呈向斜構(gòu)造,其它煤田基本為單斜構(gòu)造形態(tài)。地層走向北北東、傾向南南東,傾角10°~20°。本區(qū)煤系地層為石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。
2.2河北平原賦煤構(gòu)造帶(Ⅱ)
該賦煤構(gòu)造帶位于河北省東南部,北以昌平-寧河斷裂為界,西以太行山山前斷裂為界,形似仿錘狀,地表全被第四系覆蓋。據(jù)現(xiàn)有資料獲知,區(qū)內(nèi)前古近系地層褶曲輕微,傾角較緩而斷裂構(gòu)造比較發(fā)育,如本區(qū)北部、西部邊界均為大型斷裂。新生代時(shí)期,下陷很深,接受了巨厚的新生代沉積物。
本區(qū)構(gòu)造格局具有南北分塊、東西分帶的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,按斷裂走向可分為五組,以NNE、NWW向兩組為主,其次是NE向、NW向及近EW向。前兩組主要斷裂控制了本區(qū)的邊界,與其它三組斷裂共同作用,把本區(qū)分割成大小不等,形狀各異,新生界埋藏深度不同的眾多斷塊。據(jù)目前了解的構(gòu)造形態(tài),有學(xué)者將其劃分為六個(gè)次級構(gòu)造單元,石家莊—衡水—德州斷層以北,由西往東分別為冀中坳陷、滄縣斷隆、黃驊坳陷、埕寧斷隆,以南為內(nèi)黃斷隆、臨清坳陷[3]。因隆起帶新生界地層相對較薄,煤系抬起,區(qū)內(nèi)找煤重點(diǎn)在隆起帶。
以本區(qū)中部NWW向的石家莊-衡水?dāng)鄬訉⒃搮^(qū)分為平原南部賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅱ1)和平原北部賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅱ2)。斷層以南為臨清坳陷,侏羅、白堊系一般殘留厚度為3000~4000m,最大殘留厚度達(dá)6000m,古近系以東斷西超為主。斷層以北除保定、徐水、武清地區(qū)外,其它大部分地區(qū)侏羅、白堊系厚度不大,部分地區(qū)缺失,古近系以西斷東超為主。在北半部又被北北東向斷層分割為條帶,成為東西隆、坳相間的帶狀展布。
本區(qū)煤系地層主要為石炭—二疊紀(jì)煤系,其次為侏羅世煤系,侏羅世煤系只在較深的坳陷帶內(nèi)有零星分布。據(jù)以往石油、地礦部門勘查資料,石炭—二疊紀(jì)煤系含煤多達(dá)29層,煤層總厚可達(dá)60m左右,單層厚度達(dá)17m。
2.3燕山南麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅲ)
該賦煤構(gòu)造帶位于河北省中部,從東向西,秦皇島的柳江煤田到開灤煤田再到蔚縣煤田。北界密云-喜峰口斷裂,南界東段為昌平-寧河斷裂和固安-昌黎斷裂,西段為蔚縣南山斷層。本帶是板內(nèi)構(gòu)造最發(fā)育的地區(qū)之一,東部以東西向的遵化復(fù)背斜為北界,褶皺發(fā)育,靠近復(fù)背斜為軸向近東西的小型背向斜,南側(cè)為中型軸向北東的褶皺系,煤田常保存于向斜中,西部在北東向構(gòu)造的基礎(chǔ)上疊加了北西向構(gòu)造,后者常切斷前者。本區(qū)是河北省重要的石炭-二疊系的煤產(chǎn)地之一,又可進(jìn)一步劃分為二個(gè)賦煤構(gòu)造亞帶,即薊玉開平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ1)和蔚縣賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ2)。
2.3.1薊玉開平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ1)
該賦煤構(gòu)造亞帶位于燕山南麓,北依燕山,大地構(gòu)造位置屬于燕山斷褶帶的南緣。賦煤構(gòu)造帶內(nèi)自西向東有三河、薊玉、車軸山、開平、柳江等煤田。各煤田構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)為復(fù)向斜、單獨(dú)封閉向斜的特征。據(jù)數(shù)十年的煤炭資源勘查和開發(fā)揭露,在數(shù)十米至上千米的新生界覆蓋層之下,相間排列的褶皺構(gòu)造及其伴生走向斷層構(gòu)成基巖基本構(gòu)造格架,向斜較開闊、背斜相對緊閉,具隔檔式褶皺特點(diǎn)。這些褶皺軸向以北東-南西向?yàn)橹?,北部向東西向偏轉(zhuǎn),并發(fā)育近東西向的短軸褶皺,反映了遵化復(fù)背斜的影響。該區(qū)以石炭—二疊系煤田為主,煤系保存于向斜中。全區(qū)大部分隱伏。
北京西山煤田位于燕山期褶皺帶的西南部,燕山期的構(gòu)造變動(dòng)在煤田中形成了一系列的北東東-北東向逆沖推覆構(gòu)造和褶皺構(gòu)造,是主要的賦煤構(gòu)造,將其劃分在該賦煤構(gòu)造亞帶。
2.3.2蔚縣賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅲ2)
該賦煤構(gòu)造亞帶位于張家口地區(qū)南部,大地構(gòu)造位置屬于太行山斷褶帶與燕山斷褶帶的西北交匯處。西起蔚縣陽眷、暖泉,東至八寶山煤礦,北界為陽原深溝、深井、宣化、黑岱山一線,南為蔚縣草溝堡、涿鹿縣武家溝一線,呈北東向展布。蔚縣煤田總體為一地層走向北東、傾向南東,傾角5o~15o的單斜構(gòu)造,伴有次級褶皺與斷裂,褶皺表現(xiàn)為短軸復(fù)背向斜,斷裂以高角度正斷層為主。根據(jù)其主要為斷陷而非逆沖推覆構(gòu)造,加上平面分布情況,與宣下煤田、興隆煤田等區(qū)分開來。
本區(qū)主要煤系地層侏羅系下花園組,巖性為深灰色粉砂巖、粘土巖夾灰白色砂巖,地層厚度150~350m。
2.4燕山賦煤構(gòu)造帶(Ⅳ)
該賦煤構(gòu)造帶位于河北中北部,北界西部以尚義—平泉斷裂的西段(尚義—赤城段)為界,東部以豐寧—隆化斷裂為界;南界東部為密云-喜峰口斷裂,西部為從宣下煤田南部至馬市口-松枝口斷裂一線。本區(qū)主要以逆沖推覆控煤構(gòu)造為主,可進(jìn)一步分為承德興平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ1)和宣下賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ2)。
2.4.1承德興平賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ1)
該賦煤構(gòu)造亞帶位于燕山斷褶帶內(nèi),大地構(gòu)造位置屬于燕山斷褶帶的北緣。西起興隆礦區(qū),東至松樹臺(tái)煤產(chǎn)地。主體為興平煤田,為一巨型含煤復(fù)向斜,即為夾在冀北賦煤構(gòu)造帶與馬蘭峪巨型復(fù)背斜之間、軸向北東東向的復(fù)向斜。受印支運(yùn)動(dòng)與燕山運(yùn)動(dòng)的劇烈影響,是一個(gè)受構(gòu)造破壞嚴(yán)重、若隱若現(xiàn)、輪廓難辨的巨型賦煤盆地,區(qū)內(nèi)有興隆煤田及諸煤產(chǎn)地。
賦煤構(gòu)造帶內(nèi)地層褶皺強(qiáng)烈,周邊地區(qū)地層呈直立、平臥或倒轉(zhuǎn),斷裂構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜,且多為壓性逆斷層類。斷層走向多與復(fù)向斜褶軸方向一致,亦呈北東東向。但斷裂面傾向在兩翼卻不相同,南翼的逆斷層斷面多向南傾斜,老地層由南向北推覆,形成疊瓦式推覆構(gòu)造;北翼的逆斷層斷面多向北傾斜,老地層由北向南推覆,也形成疊瓦式推覆構(gòu)造,兩翼為相對推覆的結(jié)果。許多老地層被推覆到復(fù)向斜的腹內(nèi),并覆蓋在新地層之上。
該賦煤構(gòu)造帶發(fā)育多紀(jì)煤系:石炭—二疊紀(jì)煤系為中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組,下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組,中侏羅統(tǒng)下花園組,局部發(fā)育有三疊系杏石口組含煤段。
2.4.2宣下賦煤構(gòu)造亞帶(Ⅳ2)
該賦煤構(gòu)造亞帶位于張家口市宣化東南,為宣化—下花園內(nèi)陸半地塹型斷陷盆地的一部分,盆地沉積受東西向展布的懷安—宣化斷裂所控制。西起宣化、深井一線;東至八寶山煤礦,北起宣化、黑岱山一線,南至武家溝。
大地構(gòu)造位置屬于太行山斷褶帶與燕山斷褶帶的西北交匯處,區(qū)域構(gòu)造呈北東東向。宣下煤田位于燕山臺(tái)褶帶西緣的下花園凹褶束,即復(fù)向斜核部。區(qū)域構(gòu)造線大體為北東—北東東方向,全區(qū)構(gòu)造復(fù)雜。西部構(gòu)造較簡單,為波狀傾斜的單斜或向斜盆地,地層走向總體近東西,局部地段呈北東或北西方向,地層傾角一般在10°左右,自北向南呈波狀傾斜;東部構(gòu)造十分復(fù)雜,褶皺斷裂均較發(fā)育,由于受推覆構(gòu)造的影響,局部地層直立、倒轉(zhuǎn),形成不規(guī)則的背、向斜及斷層。
區(qū)內(nèi)煤系地層為侏羅系下花園組,煤系基底為薊縣系、青白口系、寒武系,上覆地層為侏羅系中統(tǒng)九龍山組、髫髻山組及第四系。
2.5冀北賦煤構(gòu)造帶(Ⅴ)
冀北帶即“內(nèi)蒙地軸”的東段,位于河北省北部,呈東西向展布,北以康保-圍場斷裂為界,南以尚義-平泉和豐寧—隆化斷裂為界。構(gòu)造以斷裂為主,構(gòu)造線方向以東西向?yàn)橹?,北東-北北東向次之。區(qū)內(nèi)有康保煤田、萬全煤田、沽源煤田、張北煤田,及圍場煤產(chǎn)地。
本區(qū)屬于冀北隆起帶構(gòu)造單元,為一個(gè)古老隆起區(qū),從太古代末開始上隆,缺失元古界、古生界及中生界三疊系。侏羅紀(jì)開始在斷陷盆地內(nèi)沉積了一套陸相碎屑巖和火山巖建造。構(gòu)造變形分兩個(gè)階段:早印支運(yùn)動(dòng)以前的早期變形和晚印支運(yùn)動(dòng)以后的后期變形。早期構(gòu)造變形形成的構(gòu)造線方向?yàn)闁|西向,使得太古代地層產(chǎn)生一系列褶皺、斷裂及變質(zhì)作用。后期構(gòu)造變形主要是指燕山運(yùn)動(dòng)在該區(qū)產(chǎn)生的構(gòu)造形跡。燕山期的構(gòu)造跡線都以北東、北北東向?yàn)橹鳌?/p>
基底和新生構(gòu)造線的交叉和活動(dòng),產(chǎn)生若干大小不等的侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、古近紀(jì)斷陷盆地,局部晚期的盆地為坳陷盆地。在聚煤作用期內(nèi),形成了相對應(yīng)的侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、及古近紀(jì)煤田。由于含煤建造生成的較晚,后期改造運(yùn)動(dòng)甚少和微弱,仍繼承聚煤期的構(gòu)造特征,聚煤斷陷或坳陷進(jìn)一步緩慢下沉,使含煤建造保存下來。故目前所保存的含煤斷陷和坳陷的形狀基本與聚煤時(shí)的斷陷和坳陷的輪廓相似或近于一致。
侏羅紀(jì)下花園組煤系地層主要分布在該區(qū)西部的康保地區(qū),是河北省主要含煤地層之一;白堊紀(jì)含煤地層青石砬組,分布在萬全、沽源、豐寧青石砬等地,其中萬全、沽源地區(qū)煤層發(fā)育較好;三疊紀(jì)含煤地層為杏石口組,發(fā)育在燕山斷褶帶局部山間盆地,規(guī)模極小,僅在承德地區(qū)的平泉圍場溝具有工業(yè)開采價(jià)值。第三紀(jì)漢諾壩組含煤地層主要分布在張家口地區(qū)的張北城關(guān)、兩面井一帶,煤層層數(shù)較多,但厚度變化大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,煤層增厚、變薄、分叉、尖滅現(xiàn)象嚴(yán)重,煤層極不穩(wěn)定,對比困難,可采煤層分布范圍小。
3.結(jié)語
大地構(gòu)造單元分區(qū)和賦煤單元分區(qū)一直是獨(dú)立存在的兩個(gè)概念,本文試圖將構(gòu)造單元和賦煤單元相結(jié)合,以河北省為研究范圍,劃分出賦煤構(gòu)造單元,是對煤田構(gòu)造研究的一個(gè)嘗試。
河北省劃分為兩個(gè)賦煤區(qū):東北賦煤區(qū)和華北賦煤區(qū)。本文將華北賦煤區(qū)劃分為五個(gè)賦煤構(gòu)造帶:太行山東麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅰ)、河北平原賦煤構(gòu)造帶(Ⅱ)、燕山南麓賦煤構(gòu)造帶(Ⅲ)、燕山賦煤構(gòu)造帶(Ⅳ)和冀北賦煤構(gòu)造帶(Ⅴ)。
賦煤構(gòu)造單元的劃分,對尋找煤田勘查靶區(qū)具有方向性的指導(dǎo)意義。
【參考文獻(xiàn)】
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