河南省禹州煤田构造控煤型式分析

第４２卷第９期能　源　与　环　保
Ｖｏｌ ４２　Ｎｏ ９ ２０２０年
９月
ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
Ｓｅｐ．　２０２０　
收稿日期：２０２０－０７－０１；责任编辑：郭海霞 Ｄ
ＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０９．０１６作者简介：杨　敏（１９８２—），女，河南鹿邑人，工程师，２００６年毕业于河南理工大学，现主要从事矿产地质与勘查、矿井地质工作。

引用格式：杨敏．河南省禹州煤田构造控煤型式分析［Ｊ］．能源与环保，
２０２０，４２（９）：７２ ７６．ＹａｎｇＭｉｎ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄｉｎＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（９）：７２ ７６．
河南省禹州煤田构造控煤型式分析
杨　敏
（河南省煤炭地质勘察研究总院，河南郑州　４
５００５２）摘要：禹州煤田是河南省重要的煤炭生产基地，煤炭资源丰富，但受构造控制明显。

以构造控煤作用
研究为核心，运用地球动力学、构造地质学等学科理论，建立了禹州煤田构造控煤型式，将禹州煤田构造控煤型式划分为４个大类、７个小类。

研究提供了区域构造研究指导找煤工作的思路和方法，科学指导了禹州煤田的煤炭资源潜力评价工作。

关键词：构造控煤型式；禹州煤田；河南省
中图分类号：
Ｐ６１８．１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０２０）０９－００７２－０５Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄｉｎＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＹａｎｇＭｉｎ
（ＨｅｎａｎＣｏａｌＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｉｎＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｒｉｃｈｉｎｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｂｕｔｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｃｏｎ ｔｒｏｌｌｅｄｂｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｗａｓｔｏｏｋｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏａｌｃｏｎｔｒｏｌａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｕｓｅｄｇｅｏｄｙｎａｍｉｃｓ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｇｅｏｌｏｇｙａｎｄｏｔｈ ｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｔｈｅｏｒｉｅｓｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏａｌｃｏｎｔｒｏｌｐａｔｔｅｒｎｏｆＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄ，ａｎｄｄｉｖｉｄｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏａｌｃｏｎｔｒｏｌｐａｔｔｅｒｎｏｆＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄｉｎｔｏｆｏｕｒｍａｊｏｒｃａｔｅｇｏｒｉｅｓａｎｄｓｅｖｅｎｍｉｎｏｒｏｎｅｓ．Ｔｈｅｃａｔｅｇｏｒｙｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｉｄｅａｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｇｕｉｄｉｎｇｃｏａｌｓｅａｒｃｈｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙｇｕｉｄｅｓｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｙｌｅ；ＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄ；ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ
０　引言
禹州煤田是河南省重要的煤炭生产基地，煤炭资源丰富，但受构造控制明显，厘清煤田内的构造控煤型式，对于指导煤炭资源评价和勘查开发具有重要实践意义
［１ ３］。

本文以构造控煤作用研究为核心，在系统研究
禹州煤田构造现存格局、
演化历史、赋存规律的基础上，运用地球动力学、构造地质学等学科理论知识建
立了禹州煤田的构造控煤型式，提供了区域构造研究指导找煤的思路和方法，科学地指导了禹州煤田的煤炭资源潜力评价工作。

１　研究区地质背景
１ １　地层
禹州煤田西邻临汝煤田，北邻新密煤田，南接平
顶山煤田，东至许昌东。

东西长８０ｋｍ，南北宽３
６ｋｍ，面积２２３０ｋｍ２。

据河南省地层区划，禹州煤田
属华北地层分区嵩箕小区，地层由老至新发育有元古界嵩山群、汝阳群、洛峪群和震旦系罗圈组地层，古生界寒武系、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系地层，中生界三叠系地层，新生界古近系、新近系和第四系地层。

地层总厚约６２２６ｍ。

１ ２　构造
禹州煤田大地构造位于华北板块板内区嵩箕构造亚区的嵩箕断隆东南部荟翠山—风后岭背斜南翼。

基本构造格架呈现为“一背”（荟翠山—风后岭
背斜）、“两线”（岸上黄道—襄郏断层和禹州河街断层）、“两块”（禹州河街断层和荟翠山—风后岭背斜
之间的北块，
禹州河街断层和岸上黄道—襄郏断层之间的南块）、“两弧”（北块的白沙弧形构造、南块
的景家洼弧形构造）的不同规模、不同序次、不同方
·
２７·
２０２０年第９期杨　敏：河南省禹州煤田构造控煤型式分析第４
２卷向的断裂和褶曲相叠加、
相干扰的错综有序、规律清晰的构造图案。

“两线”是骨架，“两块”作实体，“两弧”显特色。

构造形迹以断裂构造、纵弯褶皱、滑动
构造为主。

断裂构造主要为正断层，以北西向为主，是煤田主体构造，断距大，延伸长，具左旋走滑斜冲性质，对弧形构造及滑动构造起控制作用。

其次为北东向，
断层数量较多，但断距较小；纵弯褶皱主要发育荟翠山—风后岭背斜、白沙向斜、景家洼向斜及次一级的向、背斜；滑动构造发育有蔡寺、方山、蔵庄、太平岭、大桥、梁北６个，均形成于喜山期。

１ ３　煤层
禹州煤田石炭二叠系含煤（岩）系总厚约７２８ｍ，自上而下可划分为上石炭统太原组、下二叠统山西组下石盒子组、上二叠统上石盒子组４个地层组，含９个煤段，即太原组为一煤段，山西组为二煤段，下石盒子组包含三、四、五、六煤段，上石盒子组包含
七、
八、九煤段。

含煤地层一般含煤２７层，最多可达８９层，煤层总厚约１５ｍ。

可采煤层一般有一３、二１、四５、五２、六２、七４煤层６层，总厚８
３ｍ。

二１煤为基本全区可采煤层，其他５层均属局部可采或偶尔可采煤层。

二１煤层为低—中灰、特低硫、低氨、低砷、低磷、发热量高、可选性中—难选的焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。

煤类为贫瘦—贫煤的二１煤层因其结焦性能差，仅可作动力及民用煤；煤类为焦煤—瘦煤的二１煤层因其配焦性能良好，可作炼焦配煤。

１ ４　沉积岩相古地理格局禹州煤田位于华北晚古生代聚煤盆地南带的西部。

含煤地层较盆地中带、北带具有沉积延续时间长，沉积厚度大，细碎屑岩占优势，含煤层数多，海相、过渡相层发育的特征。

晚石炭世晚期，主要由碳酸盐台地相组成，仅北部边缘有小面积碳酸盐台地—潮坪相区分布，代表一次大规模海侵事件的发生，反映了
海在南、
陆在北的古地理景观。

碳酸盐台地相石灰岩，潮坪相砂岩、泥岩及其互层和泥炭坪相煤层在垂
向上多次有规律地重复、叠交，为海水进退频繁、沉积相互相演化的体现。

北部向陆方向，由于受海水进侵影响相对较少，泥炭堆积时间长，形成煤层较厚，且层数较少；而南部向海方向，由于频繁的海水进退，时常淹没泥炭层，终止泥炭堆积作用的发生，形成煤层相对较薄，且层数多。

早二叠世山西期海水向东南方向大面积退却，陆区向东南推进，本区逐渐演化为潮坪相区，伴有障壁岛相区和潮道—潮沟相区。

初期随着海水逐渐退却，潮坪沉积物的充填作用，形成广阔平
坦的滨海平原，
为二１煤泥炭沼泽的堆积提供了良好的场所。

中后期随之而来的大规模海退，使本区演化为水下三角洲沉积体系，主要由水下分流河道、河口坝相区和分流间湾、海湾相区组成。

早二叠世下石盒子期与早二叠世山西期相似，只是水下分流河道、河口坝相区面积有所减少，位置向东北有所移动，反映河流作用较早二叠世山西期有所减弱的演化过程。

晚二叠世早期河流作用有所增强，水下分流河道、河口坝相区面积有所扩大。

分流间湾、
海湾相区面积有所减少。

其间八煤组潮坪和海湾相的发育，代表又一次海侵事件的发生。

总之，禹州煤田自晚石炭世晚期至晚二叠世早期，沉积盆地基底基本稳定且持续缓慢下沉，物源供应充足，由海相沉积逐渐过渡为三角洲沉积，期间发生振荡运动，海侵频繁，形成了多旋回结构的含煤岩系连续沉积。

２　研究区构造演化
禹州煤田成煤期后先后经历了印支期、燕山早
期、
燕山晚期和喜山期４期次构造运动，其中，印支期构造运动和燕山早期构造运动对煤层赋存影响比较大。

晚二叠纪末至中侏罗世，印支期构造运动—燕山早期构造运动使古特提斯海东部消亡在华北板
块之下，
致使华北板块与扬子板块相互靠拢，发生碰撞，华北板块南部受近南北向的挤压，形成了嵩山背斜、
颖阳向斜、荟翠山—风后岭背斜等东西向褶皱以及与之相配套的北西向右旋、北东向左旋次级断裂。

晚侏罗世到古近纪初，燕山晚期构造运动—喜山早期构造运动，印度板块向北推挤，同时太平洋板块向西俯冲，嵩箕构造区走滑断层多沿袭先期形成的北西向右旋断层并转变为左旋走滑斜冲断裂。

此类走滑斜冲断层常追踪先期形成的北东向断层，被追踪区段具有捩断层（传递断层）性质，亦为左旋，断距
大增。

北西向左旋断裂改造破坏东西向褶曲，常使其节节错移。

由于强烈的左旋斜冲运动，使旁侧形
成北西向拖曳褶曲，造成一系列弧形构造。

这些叠加在东西向褶皱上的次级弧形构造，使东西向褶皱构造上部滑动脱顶错位改造成北西向的弧形构造，如白沙弧形构造和景家洼弧形构造，并导致弧的内外两侧产生滑动构造。

上新世和更新世，喜山晚期构造运动使华北地壳处于伸展机制，差异沉降占主导地位。

早期形成的北西向、北东向断裂均被利用改造，嵩山、箕山—荟翠山—风后岭升得更高，其间的北西向盆地沉降更深，沉积了巨厚的新生界地层，
·
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２０２０年第９期
能　源　与　环　保第４
２卷呈现当今的构造和地貌景观。

３　研究区构造控煤型式
在系统分析研究禹州煤田以往煤田地质资料基
础上，结合野外地质调查、矿井实地调查［４ １０］
，通过对区域构造地质特征、煤田构造演化历史、现存构造
格局、
含煤岩系和煤层现今分布与构造形迹之间的空间控制关系，将禹州煤田构造控煤型式划分为４个大类，分别为压缩构造控煤型式、滑动构造控煤型式、伸展构造控煤型式、剪切和旋转构造控煤型式；７个小类，分别为纵弯褶皱构造控煤型式、背斜型重力滑动构造控煤型式、向斜型重力滑动构造控煤型式、堑垒构造控煤型式、掀斜断块构造控煤型式、单斜断块构造控煤型式、走滑构造控煤型式。

３ １　压缩构造控煤型式
压缩构造控煤型式在禹州煤田主要表现为纵弯
褶皱构造控煤型式，
即向斜、背斜构造。

印支构造运动晚期，在南北向挤压应力作用下，河南省区域内形
成了近东西向嵩山背斜、颍阳—新密向斜和荟翠山—风后岭背斜。

荟翠山—风后岭背斜核部抬升含煤地层和煤层遭受剥蚀，背斜两翼煤系地层和煤层保存完好。

禹州煤田位于荟翠山—风后岭背斜南翼。

燕山运动晚期，北西向断层左旋斜冲拖曳北西向褶曲，在东西向褶皱上叠加形成次级褶皱构造并使东西向褶皱构造上部滑动脱顶错位改造成北西向的褶皱构造。

如白沙向斜构造、许禹背斜构造、景家洼向斜构造。

两向斜一背斜控制了整个禹州煤田的
煤层赋存（图１），许禹背斜轴部附近发育禹州河街断裂带，河街断层北部为白沙向斜赋煤区，为禹州煤
田“两块”中的北块，向斜轴北西端仰起并收窄，煤层变浅或被剥蚀，沿南东方向撒开，赋煤面积增大，煤层变深；河街断层南部为景家洼向斜赋煤区，为禹州煤田“两块”中的南块，向斜轴北西端仰起交于岸上黄道—襄郏断层，煤层变浅或被剥蚀，沿南东方向撒开，
北东翼宽缓，南西翼受控于岸上黄道—襄郏断层收紧并发育次级背斜构造，煤层逐渐变深。

C -;
+/+/图１　禹州煤田向、背斜构造控煤型式示意
Ｆｉｇ １　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏａｌ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆＹｕｚｈｏｕＣｏａｌｆｉｅｌｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉｃｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
３ ２　滑动构造控煤型式
滑动构造是发育在地壳浅层的面状构造。

根据
禹州煤田滑动构造滑体赋存位置及滑面展布形态，可划分为背斜型重力滑动构造控煤型式、向斜型重力滑动构造控煤型式。

禹州煤田北块的白沙弧形构造内滑动构造较发育，发育有蔡寺、方山、蔵庄、太平岭４个，分布于荟翠山—风后岭背斜的南翼或者是白沙向斜的两翼，规模相对较大；南块的景家洼弧形构造内滑动构造不甚发育，仅发育大桥、梁北２个，分布于景家洼向斜两翼，规模相对较小。

区内发育的６个滑动构造的滑面多赋存于二１煤层之上地层中。

滑体根部及中后部切割二１煤层的上覆地层，随着滑体滑动运移，使根部及中后部较新地层直接覆盖于较老地层之上，造成地层缺失，呈现正断层性
质，
往往使煤层变浅，易于开采；滑体的前部及前弧部分，由于根部的推动滑移，使前部及前弧较老地层覆盖于较新地层之上，造成地层重复，表现逆断层性质，煤层变深或受后期抬升剥蚀煤层埋深较改造之前变化不大。

通常情况下，滑体内地层倾角变化大、较陡，构造比较复杂，下伏基盘地层比较完整，层序
正常，倾角较缓（图２）。

３ ３　伸展构造控煤型式
伸展构造是在区域张性应力作用下形成的以正
断层为主的线状或面状构造组合。

一般组合有堑垒、掀斜断块、单斜断块等构造型式。

通常地堑构造会使煤层埋深变深，地垒构造会使煤层埋深变浅，阶
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２０２０年第９期
杨　敏：河南省禹州煤田构造控煤型式分析
第４
２卷
@C -=
图２
　蔡寺滑动构造控煤型式剖面示意Ｆｉｇ ２　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆＣａｉｓｉｓｌｉｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
梯状断块、掀斜断块煤层埋深随阶梯递进而变深。

伸展构造赋煤性较好，除部分伸展构造上升盘遭剥蚀外，
一般能较好保存煤层。

禹州煤田北西向伸展构造断距大，延展远，上升盘抬升高，煤系地层埋深变浅，可形成有利的勘查开发区。

如禹州河街断层
及其伴生断层的存在，使得李楼、杨店、梁北一井、梁北二井和泉店等井田具有很好的经济开发价值；张得断层的存在，
使张得区具有勘查和开发价值。

北东向伸展构造使煤层完整性、连续性遭到破坏（图３、图４
）。

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+2..
A C -<
*0..
*2..
图３　地垒、地堑、掀斜地块等伸展构造控煤型式地质剖面示意
Ｆｉｇ ３　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｏｆｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｔｅｃｔｏｎｉｃｓｓｕｃｈａｓ
ｂａｒｒｉｅｒ，ｇｒａｂｅｎａｎｄｉｎｃｌｉｎｅｄｂｌｏｃ
ｋ
+2..+5..
.
F H -@
+4..+0..*0..
*2..图４
　单斜断块伸展构造控煤型式地质剖面示意Ｆｉｇ ４　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｏｆｃｏａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎｏｆｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｆａｕｌｔｂｌｏｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
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３ ４　剪切和旋转构造控煤型式
剪切和旋转构造控煤型式在禹州煤田主要表现为走滑构造控煤型式。

北西向走滑断层构成了禹州煤田的骨架，具左行平移性质，规模较大。

南部边界发育的岸上黄道—襄郏断层左行平移距离大，两盘煤层平移数千米，成为禹州煤田与临汝煤田、平顶山煤田之自然边界。

发育于禹州煤田中部的禹州河街断层将禹州分割为北块和南块，两盘煤层也发生了一定距离错动平移。

且当北西向断裂追踪北东向断裂时，对煤系煤层破坏作用很大，使其支离破碎。

如禹州河街断层南支追踪下白玉断层，使洛王到神垕一带构造变得很复杂，大大降低了煤层的开发利用价值。

４　对煤炭资源预测的指导
以建立的禹州煤田构造控煤模型为指导，结合煤田的聚煤规律［１１ １７］，在深入分析控煤构造组合形式基础上，在禹州煤田外围和深部共圈定郏县白庙深部、鸿畅、安良—王洛、禇河、大余张—范坡、党寨—张楼、文殊—方岗、石寨—董村８个预测靶区，预测靶区面积为４００ １２ｋｍ２，共计预测煤炭资源量３０４６９１万ｔ。

其中，二
１
煤层２６６４５４万ｔ，四２煤层
２１６９万ｔ，四
９
煤层１８５９６万ｔ，五２煤层７９０万ｔ，五４煤层７１４５万ｔ，七４煤层９５３７万ｔ。

５　结论
在充分研究禹州煤田以往地质资料和构造控煤作用基础上，运用地球动力学、构造地质学等学科理论知识，将禹州煤田构造控煤型式划分为４个大类、７个小类，建立的构造控煤型式，有力地指导了禹州煤田煤炭资源潜力评价，同时也对禹州煤田勘查开发具有重要指导意义。

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