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煤田地质构造及控制因素

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:安阳、鹤壁煤田主要受新华夏系的控制,煤系地层走向及煤田主要构造方向,均沿北北东向展布。如洛阳盆地中的义马煤田,含煤地层为侏罗系下统,其展布方向受纬向构造体系的控制。豫北东明凹陷第三系煤系,其展布方向严格受新华夏系北北东向控制。此外,河南境内晚古生代煤系地层沉积后,几次较大的构造运动均伴随有岩浆活动。

煤田地质构造及控制因素

河南省位于秦岭昆仑巨型纬向构造体系东段与新华夏系第二沉降带之华北坳陷和第三隆起带太行隆起的复合、联合部位。西北部与祁吕贺山字型前弧东段毗邻,东南与淮阳山字型脊柱相接。省内煤田地质构造基本受小秦岭—嵩山构造体系、新华夏构造体系、嵩淮弧形构造带的控制和改造。(河南省地质构造见大图)

河南煤田的展布形态和保存状况是含煤建造形成后多次构造运动对其改造的结果,对煤田起保存和破坏作用的构造运动,主要起于寒武纪以后的加里东运动—华力西运动—印支运动—燕山运动—喜马拉雅运动。特别是燕山期构造运动对上古生代石炭二叠系煤系地层的影响,形成了一系列隆起和坳陷,在长期剥蚀作用下,隆起区煤系不复存在,坳陷区煤系得到完整的保存,形成各个独立的含煤盆地,即今石炭二叠系煤田。

一、小秦岭—嵩山东西向构造体系

燕山运动以来,东西向构造体系产生了一系列东西向隆起、凹陷和断裂构造,使煤系地层的走向受到极大影响,豫西各煤田普遍呈现东西或近东西走向,如陕渑、偃龙、荥巩、新密、登封煤田等,尤以嵩山、箕山大背斜,严格控制了石炭二叠系含煤地层的走向。嵩山背斜北翼为偃龙、荥巩煤田;嵩山背斜以南,箕山、荟萃山——风后岭背斜以北,为东西方向的颍阳——大金店向斜和密县——新郑向斜,登封煤田和新密煤田即保存在这两个向斜盆地中。在这两个背斜的两侧,因重力作用而产生规模巨大的层间滑动所形成的滑动构造(也称表皮构造),使二叠系含煤地层上覆岩层(一般为石千峰组或平顶山砂岩组)被推覆到二叠系下部含煤地层段上,与下伏含煤地层呈低角度或波状断层接触。这种现象在荥巩、登封、临汝煤田以及洛阳龙门矿区等地,均有发现。

在该构造体系内,东西向断层发育,规模巨大,分布较密,多数为高角度正断层,少数为逆断或逆冲断层,对煤田起了一定的改造作用,使煤系地层抬升,埋藏变浅而利于开发,如焦作煤田东部的东西向阶梯状正断层。破坏了煤系和煤层的连续性及完整性,使开采条件复杂化的,如新密煤田的大隗镇断层等。

二、嵩淮弧构造带

形成于燕山运动末期,呈北西方向斜穿小秦岭—嵩山东西向构造带,规模较大,表现强烈,所经之处对东西向构造带改造作用明显,并控制和影响到石炭二叠系煤田的赋存与展布,对煤田的构造形态以及地下水、瓦斯、地温等均有重要影响。受该构造带明显改造有宜洛、临汝、平顶山、禹县以及确山等煤田。这些煤田的轴向大致为北西向,以宽缓向斜与紧密背斜相间形成的隔挡式构造,并伴随许多走向正断层为其特点。由北向南煤田构造有由复杂变简单之势。

三、新华夏构造体系

在河南北部和东部表现强烈,对豫北、豫东各煤田的改造作用特别明显。北部太行山区,由于燕山运动以来,新华夏系第三隆起带大幅度上升,石炭二叠系含煤地层遭受剥蚀,仅沿太行山东南麓与新华夏第二沉隆带交界处,保留部分煤系地层,如安阳鹤壁、焦作、济源等煤田。安阳、鹤壁煤田主要受新华夏系的控制,煤系地层走向及煤田主要构造方向,均沿北北东向展布。普遍发育的高角度正断层,破坏了煤田的连续性和完整性。从安阳、鹤壁煤田向南至焦作,构造方向线由北北东逐渐转为北东向。由于新华夏系与小秦岭—嵩山东西向构造带的联合、复合作用,致使焦作到陈召、庙口大片地区煤的变质程度加深而成为无烟煤。(www.xing528.com)

在豫北东部沉降带内,断裂构造发育,形成规模不等的隆起、凹陷或地垒、地堑式构造。在隆起区煤系抬升受到不同程度的剥蚀。在凹陷区煤系得到保存,但一般深度过大,不利开发。在隆起和凹陷之间的斜坡地带往往保存有规模较大又埋藏较浅的煤系,如内黄隆起东侧的濮阳—长垣含煤区,永城背斜的两翼永夏煤田等。

在豫东地区,主要显示了新华夏系与纬向构造带的复合关系。西部靠近嵩箕山区,以纬向构造为主。东部永夏地区,则以新华夏系为主。两个构造体系隆起叠加部位,往往保存有埋藏较浅的石炭二叠系煤系地层,如东西向的太康隆起与北东向的宁陵背斜相叠加,即出现了保存较浅的通许—太康含煤区。

四、构造体系对中新生代含煤盆地的影响

河南省中新生代含煤地层主要是上三叠—下侏罗统,其次是第三系,均赋存于中新生代构造盆地内。含侏罗纪煤系的有洛阳、济源、伊川、大金店、瓦穴子、马市坪、王楼、留山、石滚河等盆地。含第三纪煤系的有卢氏、东明、潭头、洛宁、开封等盆地。这些含煤盆地多为燕山运动以来形成的断陷盆地,少数为凹陷盆地。盆地的生成、发育、展布方向和规模与所在地区主要构造体系密切相关。如洛阳盆地中的义马煤田,含煤地层为侏罗系下统,其展布方向受纬向构造体系的控制。南召煤田,含煤地层为上三叠—下侏罗统,延展方向与伏牛—大别山北西向构造体系一致。豫北东明凹陷第三系煤系,其展布方向严格受新华夏系北北东向控制。各中新生代含煤盆地因所在地区构造体系的活动特点不同,成煤条件变化很大,含煤性也有差异,且煤层多不稳定,赋存较深,影响了煤田的工业价值。

此外,河南境内晚古生代煤系地层沉积后,几次较大的构造运动均伴随有岩浆活动。对河南煤田有影响的岩浆岩活动主要有燕山期和喜山期活动。如豫北安阳煤田有燕山期闪长岩、正长岩侵入;豫东永夏煤田有燕山期中性闪长岩和基性辉绿岩的侵入;豫西宜洛煤田有燕山期黑云母黄斑岩的侵入;陕渑煤田有燕山期闪长岩的侵入;韩梁煤田梁洼矿区有喜山期角闪岩、安山岩的侵入和喷发;平顶山煤田平十三矿有喜山期橄榄玄武岩;确山煤田有喜山期碱性正长岩的侵入;商固煤田有燕山期花岗岩、花岗斑岩、正长岩的侵入等。

岩浆活动对河南部分煤田煤层产生不同程度的破坏和影响:一是岩浆顺煤层侵入,引起煤层厚度的变化,煤层部分或全部被侵吞,储量减少;二是引起煤层结构复杂化,使煤层产生分叉,如确山煤田的二1煤层由于正长岩的顺层侵入,同一层煤被分成上下两层,时而合并时而分叉;三是引起煤层变质程度的局部增高,煤的化学性质变得复杂,煤类多样化,甚至变为天然焦,如鹤壁安阳煤田、永夏煤田等;四是火山岩系覆盖了部分煤系地层,如平顶山韩梁矿区,在火山岩之下,揭露有煤系地层的赋存;五是引起矿区地质构造复杂化,给井巷设计、煤层开采带来了不利因素。

综观河南煤田地质构造,多数中等,部分简单,少数复杂,地层倾角多为10~20度,部分20~30度,急倾斜者甚少,为煤田开发提供了良好条件。

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