舒　姚，陳　波

黃金口背斜勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及對(duì)煤層的影響

舒姚，陳波

（四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006）

通過黃金口背斜勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征的描述，分析了研究區(qū)構(gòu)造對(duì)含煤建造、煤層厚度和煤炭資源勘探的影響，認(rèn)為構(gòu)造對(duì)煤層的形態(tài)和分布有控制作用，在黃金口背斜軸部及構(gòu)造復(fù)合部位形成的構(gòu)造高點(diǎn)和煤層富集帶，區(qū)內(nèi)斷層對(duì)煤層具有破壞作用，今后可加強(qiáng)地質(zhì)工作，增加斷層對(duì)煤層破壞的了解程度，同時(shí)增加對(duì)煤層分布規(guī)律的掌握。

煤層；構(gòu)造特征；含煤建造；黃金口

研究區(qū)位于四川省宣漢縣，區(qū)內(nèi)煤炭資源勘查程度低，探明的煤炭資源儲(chǔ)量少，經(jīng)過煤礦多年的開采和利用后，淺部資源已基本采完［1］。研究和分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造特征及其對(duì)煤層的影響，以期為今后的煤炭資源勘查提供一定的地質(zhì)依據(jù)。

圖1　研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖

1　研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1大地構(gòu)造位置

從大地構(gòu)造位置講，研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊北部邊緣，為川東弧形構(gòu)造帶和大巴山弧形構(gòu)造帶的交匯處（圖1）。川東弧形構(gòu)造帶東起巴東—恩施—彭水一線以西的七曜山斷裂，西至開江—長壽一線以西的華鎣山斷裂，主體方向自南而北為北北東—北東—北東東，呈向北西方向凸出的弧形，為背斜緊密，向斜寬緩的隔擋式褶皺帶，在背斜軸部附近斷裂發(fā)育。大巴山弧形構(gòu)造帶起于城口斷裂以北，向南延伸至河口—長壩場(chǎng)—溫泉井一線以南，由北向南構(gòu)造變形相對(duì)減弱［2-3］。

1.2地層

研究區(qū)除了零星分布的第四系松散堆積層之外，全部為中生界地層，由老至新依次為：三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）、上統(tǒng)須家河組（T3xj）、侏羅系中下統(tǒng)白田壩組（J1-2b）、侏羅系中統(tǒng)千佛崖組（J2q）、沙溪廟組（J2s）。其中，三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）為區(qū)內(nèi)主要含煤地層。該組屬三角州、湖泊、沼澤和河流環(huán)境沉積，巖性主要由深灰色泥巖、頁巖、細(xì)粒砂巖、粉砂巖及煤層組成。

1.3構(gòu)造特征

研究區(qū)處于川東弧形構(gòu)造帶和大巴山弧形構(gòu)造帶的交匯處，區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體上可分為兩組，即北東向和北西向構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造為狹長狀的黃金口背斜，走向由南往北呈北東至北東東向展布。除此之外，次級(jí)構(gòu)造總體呈北西向展布， F8斷裂以東部分褶皺和斷層表現(xiàn)出向西突出的弧形或近南北向形跡（圖2）。

圖2　研究區(qū)構(gòu)造綱要圖

1.3.1北東向構(gòu)造

研究區(qū)北東向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)早期構(gòu)造，包括主背斜黃金口背斜（S1）和發(fā)育其翼部的F1、F2斷層。

1）褶皺：研究區(qū)北東向褶皺有黃金口背斜（S1），從宣漢羅家坪往北東經(jīng)毛坪到官渡（新華鎮(zhèn)），延至鐵礦壩受北西向構(gòu)造阻擋而消失，總體上是一個(gè)從南至北由羅家坪、付家山、燈籠坪，金樹灣、鹽井壩及官渡等背斜組成。長約45km，研究區(qū)內(nèi)長26km，由南往北呈北東至北東東向展布，軸向 28°～56°，略呈舒緩的“S”狀展布。背斜狹長不對(duì)稱，南東翼陡，傾角為45°～70°，北西翼緩，傾角為20°～45°，略具箱形特征。背斜軸被一系列北西走向斷層錯(cuò)斷，軸線節(jié)節(jié)錯(cuò)移，呈右列雁行斜列。核部出露最老地層為三疊系上統(tǒng)須家河組。黃金口背斜對(duì)研究區(qū)深部煤層的構(gòu)造形態(tài)具有控制作用，并直接影響含煤建造的賦存情況。

2）斷裂：分布于研究區(qū)南段，由北向南為F1、F2，發(fā)育在黃金口背斜兩翼至軸部，為逆斷層，斷層規(guī)模6.2～7.9m，斷層走向30°～80°，傾向NW，傾角30°～75°。地表主要表現(xiàn)為地層重復(fù)，通過野外觀察、可控源音頻大地電磁法成果和鉆孔揭露，斷層淺部較緩，至深部變陡，對(duì)區(qū)內(nèi)煤層均有破壞作用。

1.3.2北西向構(gòu)造

為區(qū)內(nèi)晚期構(gòu)造，除五龍山背斜（S2）分布于研究區(qū)南端外，其余褶皺和斷裂主要分布于北段，由南至北褶皺有S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14，斷裂有F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、F14、F15。在北端近大巴山弧形構(gòu)造帶區(qū)域，因構(gòu)造應(yīng)力調(diào)節(jié)，部分褶皺和斷層呈向西突出的弧形或近南北向展布。

1）褶皺：五龍山背斜（S2）西起側(cè)灣，于碥里頭被F1斷裂錯(cuò)斷，向東至鐵山坡一帶與黃金口背斜相交，是區(qū)內(nèi)最大規(guī)模的北西向褶皺，全長約36km，研究區(qū)內(nèi)長4.5 km。背斜走向由西向東為北西逐漸變?yōu)楸蔽魑飨?，軸向20°～65°，背斜兩翼大致對(duì)稱，北東翼傾角19°～44°，南西翼傾角20°～50°，該背斜對(duì)煤層分布和深部構(gòu)造形態(tài)具有一定的控制作用。

北西向的S2、S3、S4與北東向的黃金口背斜發(fā)現(xiàn)構(gòu)造復(fù)合疊加，在構(gòu)造復(fù)合部位多形成構(gòu)造高點(diǎn)。除此之外，多數(shù)北西向的褶皺分布于研究區(qū)北段，延伸規(guī)模小，對(duì)煤層影響較弱。

2）斷裂：為規(guī)模不大的逆斷層，對(duì)煤層的影響較小，其中F6、F8、F11、F14對(duì)煤層有一定的破壞作用。

圖3　四川盆地晚三疊世含煤建造及煤層分布（據(jù)一三七地質(zhì)

2　構(gòu)造對(duì)煤層的影響

2.1構(gòu)造及含煤建造

研究區(qū)位于四川盆地北東部位，四川盆地屬于臺(tái)緣坳陷型聚煤盆地，在印支、燕山、喜山運(yùn)動(dòng)中，基底活動(dòng)性較大、蓋層變形明顯，煤盆地受到不同程度的構(gòu)造破壞以及抬升和剝蝕，含煤建造受到不同程度的改造，煤盆地受到不同程度的構(gòu)造破壞以及抬升和剝蝕。上三疊統(tǒng)沉積前，因印支運(yùn)動(dòng)，盆地上升為陸、遭受剝蝕，晚三疊世開始，四川盆地受擠壓開始沉降，由大陸架盆地逐漸轉(zhuǎn)化為陸內(nèi)盆地，沉積了須家河組含煤建造，由于坳陷較深和被侏羅紀(jì)—第三紀(jì)蓋層的保護(hù)，而被較為完整的保存了下來。川東北地區(qū)晚三疊世含煤建造厚度300～600m左右，煤層厚度以薄煤層為主（圖3）。區(qū)內(nèi)一般表現(xiàn)為背斜部位含煤，向斜部位多因上覆新地層較厚而賦存較深導(dǎo)致近期難以開采利用。盆地坳陷中心位于盆地西側(cè)或西南側(cè)，向東抬起，至川東北一帶坳深僅數(shù)百米，達(dá)縣、萬縣等地區(qū)有多處幅度約數(shù)十米至百米的小型坳陷，含煤建造埋藏淺，具有找煤的有利因素［2］。

川東北地區(qū)晚三疊世含煤建造的構(gòu)造基礎(chǔ)為一系列總體呈北東向的褶皺，聚煤作用形成與發(fā)展受先存構(gòu)造所控制，煤層的總體呈北東向延伸。本次工作范圍處于川東北富煤帶達(dá)縣富煤區(qū)的北東緣，含煤建造厚度250～368m，平均311m，含煤1～6層（K1、K2、K3、K4、K5、K6），一般為3層，為薄煤層，其中K4煤層為區(qū)內(nèi)大部可采煤層，煤層純煤總厚0.27～1.03m，平均厚0.51m；K2、K6煤層為局部可采煤層，K2煤層厚0～0.64m，平均厚0.19m；K6煤層厚0～0.84m，平均厚0.20m。

從研究區(qū)晚三疊世含煤建造分析，區(qū)內(nèi)煤系含煤層數(shù)較多，但可采煤層少，這與本區(qū)構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁有關(guān)。本區(qū)域含煤建造構(gòu)造基礎(chǔ)為褶皺帶，具有構(gòu)造作用較為強(qiáng)烈，褶皺和斷裂發(fā)育且復(fù)雜的特點(diǎn)，因此不利于穩(wěn)定的聚煤作用。在含煤建造形成以后，受多次通過不同的構(gòu)造邊界（川東構(gòu)造帶、雪峰山構(gòu)造帶、大巴山構(gòu)造帶、米倉山構(gòu)造帶）向工作區(qū)推進(jìn)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)［3-5］，本區(qū)含煤建造受擠壓得以抬升的同時(shí)受到改造和剝蝕，煤系受到較大的破壞，煤層的連續(xù)性差，黃金口背斜含煤區(qū)呈相互孤立的情況（圖4），區(qū)內(nèi)煤系含煤6層，多為不可采或局部可采煤層， K4煤層也僅為大部可采煤層，煤層連續(xù)性較差。

2.2工作區(qū)構(gòu)造對(duì)煤層的影響

1）構(gòu)造對(duì)煤層厚度的影響：研究區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造對(duì)煤層厚度影響較顯著，區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造是受水平擠壓條件下產(chǎn)生的，在形成過程中，水平擠壓使塑性較強(qiáng)的含煤地層物質(zhì)容易流動(dòng)，翼部受到較大的壓力使礦體向軸部移動(dòng)，軸部變厚，兩翼煤層變薄。據(jù)鉆孔揭露，黃金口背斜軸部鉆孔ZK4-2揭露K4煤層厚度為0.62m，背斜兩翼鉆孔揭露該煤層厚度為0.40～0.58m，均比軸部煤層薄。

2）斷層對(duì)煤層的破壞：研究區(qū)斷層是擠壓作用下的產(chǎn)物，斷層對(duì)煤層產(chǎn)生破壞，對(duì)煤田勘探和生產(chǎn)有較大的影響。研究區(qū)南端，表現(xiàn)為北東向的F1、F2斷層對(duì)煤層的破壞（圖5）。研究區(qū)北端，受大巴山構(gòu)造帶的影響更為強(qiáng)烈，北西向構(gòu)造逐漸發(fā)育，北西向的斷裂對(duì)煤層的影響成為了主要因素， 表現(xiàn)為F6、F8、F11、F14斷層對(duì)煤層的破壞。

3）構(gòu)造對(duì)煤層勘查的影響：本區(qū)域構(gòu)造對(duì)煤層的影響表現(xiàn)為含煤地層形成之后，受強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使地層抬升后受到風(fēng)化剝蝕作用，使含煤地層埋藏較淺甚至出露于地面，從而為煤炭資源的勘探和開發(fā)利用提供了有利條件。北西向和北東向構(gòu)造進(jìn)行復(fù)合疊加使含煤構(gòu)造得以抬升，在構(gòu)造復(fù)合部位多出現(xiàn)構(gòu)造高點(diǎn)和煤層的富集，也使煤層埋深變淺，是找煤工作的有利的區(qū)域。但同時(shí)，含煤地層形成后，多次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)煤系和煤層進(jìn)行直接的改造作用，含煤地層因褶皺斷裂而改變了原始位態(tài)和分布面貌，煤炭勘探的難度增加。

圖4　K4煤層可采范圍示意圖

3　結(jié)論

1）研究區(qū)主要含煤地層為三疊系上統(tǒng)須家河組，含煤建造形成后受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，構(gòu)造對(duì)煤層的形態(tài)和分布有控制作用，在黃金口背斜軸部及構(gòu)造復(fù)合部位形成的構(gòu)造高點(diǎn)和煤層富集帶。區(qū)內(nèi)斷層對(duì)煤層具有破壞作用，今后可加強(qiáng)地質(zhì)工作，增加斷層對(duì)煤層破壞的了解程度，同時(shí)增加對(duì)煤層分布規(guī)律的掌握。

2）工作區(qū)含煤建造經(jīng)歷了一系列的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，受到改造和剝蝕，煤層受到破壞，連續(xù)性差，今后的找煤工作，可分為南、北兩區(qū)進(jìn)行。

圖5　研究區(qū)4號(hào)剖面示意圖

［1］ 蔣德池，堵寶成， 等. 四川省宣漢縣黃金口礦區(qū)煤炭普查報(bào)告［R］. 2012.

［2］ 四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì). 川東北銅鑼?shí){背斜北段新華夏系與新北西向構(gòu)造特征［R］. 1979.

［3］ 劉樹根，李智武， 等. 大巴山前陸盆地—沖斷帶的形成演化［M］.地質(zhì)出版社， 2006.

［4］ 丘元禧，張渝昌，馬文璞， 等. 雪峰山的構(gòu)造性質(zhì)與演化—一個(gè)陸內(nèi)造山帶的形成演化模式［M］. 地質(zhì)出版社，1999.

［5］ 張國偉，張本仁， 等. 秦嶺造山帶與大陸動(dòng)力學(xué)［M］. 科學(xué)出版社，2001

Geological Features of the Huangjinkou Anticline Prospect Area and Their Influences on the Coal Beds

SHU Yao CHEN Bo
（No. 137 Geological Team， Sichuan Bureau of Coal Geology， Dazhou， Sichuan 635006）

This paper has a discussion on geological features of the Huangjinkou anticline prospect area and their influences on the coal beds， believing that the coal beds are controlled by anticline， enriching in the anticlinal axis， and destroyed by faults.

coal bed； tectonic feature； coal-bearing formation； Huangjinkou

P618.11

A

1006-0995（2015）04-0510-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.04.007

2014-09-30

舒姚（1983-），女，四川廣安人，碩士研究生，工程師，從事地質(zhì)構(gòu)造研究、煤炭資源勘查方面的工作