中国的含煤岩系变形分区_曹代勇

第23卷第5期煤炭学报V ol.23N o.5 1998年10月JOURNAL OF CH INA COAL SOCIETY Oct.1998

中国的含煤岩系变形分区

曹代勇

(中国矿业大学北京校区)景玉龙邱广忠张德民王永

(中国煤田地质总局)

摘要从煤炭资源评价和开发角度,提出煤系变形分区的概念,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.我国大陆范围内的煤系变形分区组合可分为两种基本类型:¹以稳定/地台0为基底的同心环带结构;º以构造活动带为基底的平行条带结构.受中国大陆岩石圈地球动力学格局控制,煤系变形分区的平面展布划分为东部北东向改造区、西部北西向改造区和中部过渡带.

关键词煤系变形分区煤田构造改造板内变形

中图分类号P542

在适宜的古构造、古地理、古气候和古植物条件下发育起来的聚煤盆地,经历了地质演化历程中地壳运动和构造作用的改造,被分割为不同类型、不同面积的煤田或含煤区,充填于聚煤盆地中的含煤岩系,则发生不同程度的构造变形,形成现今千姿百态的煤田构造样式.

中国煤田地质的一个显著特点,就是聚煤盆地构造类型的多样化、煤系后期改造明显、煤田构造样式丰富.我国煤田地质工作者很早就注意到构造作用对煤矿床形成和形变过程的全面控制,逐渐形成/构造控煤0的概念[1];70年代,煤田地质工作者应用地质力学理论,提出了构造体系控煤的观点[2]. 80年代以来,随着当代构造地质理论的发展和新技术手段的应用,相继对逆冲推覆、伸展滑覆、反转构造等煤系后期改造形式[3~7]进行了大量的研究./八五0期间开展的全国第三次煤田预测,系统总结了我国煤系的改造特征,在此基础上,本文从资源评价开发角度,提出/煤系变形分区0的概念.

我国煤田地质工作者根据聚煤作用特点,划分出华北、东北、西北、华南、滇藏等五大聚煤区或六大聚煤区(包括沿海和台湾省)[8].在长期实践中形成的这一区划,同时也具有构造赋煤单元的涵义,反映了含煤岩系的改造(构造演化、赋存状况)特征,体现了大地构造格局对煤盆地形成和形变的一级控制.煤系变形分区则是在构造赋煤单元的框架内,着重从煤系改造角度所进行的二级划分,其依据主要包括:煤系具有相似的主体构造样式、经历了大致相同的构造演化历程、即同时代的煤系的赋存状况相似.变形分区的划分,在很大程度上决定了煤系开发利用的价值和难易程度,因而对我国煤炭资源开发的战略布局,具有重要的实际意义.

1华北聚煤区煤系变形分区特征

111大地构造背景及煤系发育

华北聚煤区系指天山)兴蒙褶皱系阴山造山带以南、秦祁昆褶皱系秦岭)大别山造山带以北、贺兰山)六盘山以东的大华北和东北南部地区,与作为华北古大陆板块主体的华北地台的范围相当.本区煤炭资源十分丰富,占全国资源量的53%,煤炭产量居各聚煤区首位.区内广泛发育石炭-二叠纪煤系,收稿日期:1997-07-15

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其次为西部和北部的早、中侏罗世煤系,鄂尔多斯盆地的晚三叠世煤系和东部沿海的第三纪褐煤.

华北地台经历了中奥陶世至早石炭世长期隆起剥蚀之后,再度沉降,发育统一的巨型克拉通内坳陷盆地,接受了稳定的晚古生代海陆交互相含煤岩系沉积[2].海西运动末期,天山)兴蒙褶皱系崛起,盆地基底抬升,海水由北向南逐渐退出,过渡为晚二叠世陆相盆地,晚古生代聚煤作用结束.

华北古板块与华南古板块于中生代早期由东向西逐步完成全面碰撞对接,构成统一的中国大陆板块主体,晚古生代煤系由此开始改造分化过程.早、中侏罗世的古地形与今天相反,东高西低,以太古界陆核为基底的鄂尔多斯地块继承性地发育大型波状坳陷,以始生代裂陷槽为基底的燕辽地区则发育中、小型坳陷,接受了早、中侏罗世陆相含煤沉积.

印支运动是中国大陆地质演化的重大转折,中国东部由此进入滨太平洋构造域的演化阶段[9],华北地台发生解体,相继经历了中生代板内挤压变形阶段和新生代活动大陆边缘伸展变形阶段.前一阶段,挤压变形强度由东向西递减,影响可达山西地块[10];新生代伸展变形则主要发育于太行山以东.中生代以来中国西部板块运动的影响仅限于聚煤区西缘和南缘.

112煤系变形的基本特征及变形分区

华北地台被构造活动带所环绕,受基底性质、周缘活动带和区域力源的控制,含煤岩系变形存在较大差异,具明显的变形分区特征,总体呈不对称的环带结构,变形性质和变形强度由边缘向内部递变.可分为强挤压的外环带、弱挤压的中环带和伸展变形的内环区.

外环带由地台北缘挤压变形带、地台西缘挤压变形带、地台南缘挤压变形带和东南缘徐淮弧形推覆带所构成.外环带煤田构造复杂、变形强烈,构造样式以逆冲断层和推覆为主,组成了长达3000km 的华北聚煤区周缘逆冲推覆构造带[11].煤田逆冲推覆构造多与外侧造山带深层次的推覆构造有关,共同组成指向地台内部的楔形逆冲系.反映了周缘造山带对板内构造变形的影响.

中环带包括华北北部京唐地区诸煤田、鄂尔多斯盆地和山西地块,以及华北南部豫淮含煤区.该带以弱挤压变形为特征,构造样式差异较大.北中环与西中环以褶皱变形为主,煤系连续性较好,尤其是西中环鄂尔多斯煤盆地主体部分的晚古生代煤系和早、中侏罗世煤系保存完整,褶皱宽缓、断裂稀少,总体为向西缓倾的单斜[12],构造简单.而南中环豫淮含煤区则在宽缓褶皱基础上,叠加发育了滑、推覆构造[4,13].

内环区指太行山以东、郯庐断裂以西的华北平原区和鲁西地区,以新生代伸展构造格局为特征.华北平原主体部分属于渤海湾裂陷盆地范畴,煤系深埋于北北东向展布的中生代末至早第三纪断陷之中.鲁西地区晚古生代煤系呈条带状保存于北西西向地堑盆地之中,控煤构造样式以正断层为主.

2华南聚煤区煤系变形分区特征

211大地构造背景及煤系发育

华南聚煤区范围由秦岭)大别山以南、龙门山)大雪山以东,至东南沿海.晚二叠世煤系全区发育,其次为晚三叠世煤系,第三纪煤系则局限于西南部滇东一带,煤炭资源量约占全国的6%.华南聚煤区与华南古大陆板块范围相当,其基底由扬子地台、华南加里东褶皱系和印支)南海地台拼合而成.

晚古生代,扬子地台主体为陆表浅海-近海环境,海水进退转换期间发育较稳定的海陆交互相含煤岩系;华南褶皱系则在泥盆纪至早二叠纪裂陷基底上叠加了大型复杂坳陷盆地,煤系沉积-构造分异作用明显.华南晚三叠世煤系分为东南部湘赣粤残余海湾-山间盆地和西部四川大型内陆盆地等两个分离的沉积区.

燕山运动以来,华南聚煤区东南部卷入环太平洋活动大陆边缘构造域,东南沿海中生代闽浙火山岩带是亚洲大陆东缘燕山造山带的一部分,反映了太平洋板块与亚洲板块的强烈作用,由此产生的北西-