鲁西控煤构造特征及其演化分析

鲁西控煤构造特征及其演化分析

单松炜(山东煤田地质局 泰安　271000)

王淑霞(山东煤田地质局第三勘探队 泰安　271000)黄春慧(山东煤田地质局 泰安　271000)

摘要　在对鲁西断裂、褶曲构造研究的基础上,分析了构造控煤的主要特点及构造演化特征,结果表明:由于沂沭、聊考断裂长期的左行平移,控制了煤田构造,形成鲁中箕斗型断块构造和鲁西南的堑垒型断块构造,使含煤地层遭受到不同程度的破坏。今后找煤勘探应在构造叠加的地区进行,为煤炭资源的进一步勘查提供了参考资料。

关键词　煤田构造　演化　鲁西

中国图书资料分类法分类号　P542.3

作者简介　单松炜　男　32岁　工程师　煤田地质与勘探

1　引言

鲁西是指沂沭断裂以西、齐广断裂以南的地区,石炭二叠系是其最重要的聚煤期。印支、燕山及喜山期构造运动,对先期构造有着不同程度的影响。本文

对控煤构造特征及其演化进行了探讨,为煤炭资源的进一步勘探与开发提供参考。2　鲁西构造基本格局2.1　褶曲构造

本区总体以单斜构造为主,地层走向自西向东由NE 、近EW 逐步转为NW,倾向相应由NW 、N 转为NE 。鲁西南聚煤区发育开阔的复褶曲,因受断层的切割而变得不完整。主要褶曲有滕县、兖州、济宁复向斜、兖州背斜等。

2.2　断裂构造

断裂构造主要有NNE 、近EW 、近SN 及NW 向共4组。NNE 向断层多分布于煤田的东西两侧,影响最大的是沂沭和聊考断裂。近EW 、近SN 及NW 向断层多位于两者之间,形成向北突出的弧形断层组,如齐广—益都断层、泰山断层、莲花山断层及汶泗—蒙山断层等,其中齐广—益都弧形断层不仅与聊考、沂沭断裂相衔接,而且在其南部还发育了一组与其基本正交的放射状断层组,主要有刘集、长清、卧牛山断层等。弧形断裂严格控制着煤系地层在古生界的赋存状态以及中、新生界的发育程度。3　鲁西控煤构造特征

本区经印支、燕山及喜山期构造运动对原有聚

煤盆地的改造作用,形成了不同的控煤构造形态特征,断裂构造对含煤建造的赋存形态、大小及深浅起主要的决定作用,其次是褶曲构造的控煤作用。典型的控煤构造特征如下:

3.1　鲁中箕斗型断块构造

沂沭断裂以西、齐广断裂以南、峄山断层以东、丰沛断层以北,包括淄博、黄河北、莱芜、新汶、肥城、临沂、陶枣等煤田,是一个具有特色的箕斗型断块构造。(图1)

箕斗型断块构造是在区域性隆起背景下形成的,含煤建造成单斜状,一侧有断层存在,分为反倾向及同倾向断块构造两种类型。

a .　反倾向断块构造:含煤建造赋存于断层上盘,其倾向与断层倾向相反,在构造活动中由于受到牵引作用靠近断层处地层出现上翘现象,莱芜、新

图1　鲁中箕斗型控煤构造示意图

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6・煤田地质与勘探

CO A L GEO LO G Y &EXPL O RA T IO N V ol.28N o.1Feb.2000

汶、肥城等煤田均属此类型。

b .　同倾向断块构造:含煤建造赋存于断层下盘,倾向与断层倾向一致。这一类型的煤田较少,但分布范围大,典型的有阳谷—茌平、黄河北、淄博煤

田,它们由西向东依次分布于齐广断裂的南侧,煤田南部出露泰山群、寒武系、奥陶系,含煤建造总体倾向北,靠近齐广断裂处主采煤层标高达-2000m 以深。

3.2　鲁西南堑垒型断块构造

鲁西南指峄山断层以西、汶泗断层以南地区,含煤建造赋存于EW 向及近SN 向两组断层组成的复式堑垒构造内,控煤构造如“棋盘格”状。(图2)自北而南有汶泗、郓城、凫山及韩台断层,组成中间为地垒,南、北部为地堑的“两堑一垒”构造;自西而东有聊城、田桥、巨野、嘉祥、孙氏店、济宁、峄山断层,组成中间及两边为地垒、间夹地堑的“三垒两堑”构造。其中位于南、北两侧的EW 向地堑含煤建造保存较好,如汶上—宁阳、滕县、鱼台等煤田;位于中部的地垒含煤建造保存不完整,只是在与SN 向地堑叠加地段如济宁凹陷、巨野凹陷保存较好,形成济宁、巨野煤田;在与SN 向地垒叠加地带如菏泽隆起、兖州凸起含煤建造大部分遭剥蚀,仅在背斜翼部、

向斜轴

图2　鲁西南堑垒型控煤构造示意图

部有保存,如位于兖州凸起的兖州煤田。总之,正向构造是被剥蚀的主要对象,其中的煤层易受破坏;负向构造是接受沉积埋伏的主要对象,其中的煤层得到相应的保存。4　鲁西控煤构造的演化

印支运动对本区的影响,早期表现为差异升降

和褶皱作用,晚期为断块作用,在SN 对接力的作用下,产生了鲁西古生界的EW 向褶曲。历经以后多次运动的改造形成现在的形态,同时使上地幔格局调整,变为北高南低,造成山东地块的差异升降。印支运动中、后期发生了引张正断活动,EW 向断层产生,地幔自北向南流动,引起鲁西块体向北滑移,沂沭带右行,鲁西箕斗型构造格局形成。

中侏罗世末期,西太平洋板块全面影响中国东部地区,此时山东发生燕山Ⅰ幕构造运动,表现为蒙阴组与坊子组的角度不整合,此时挤压应力 1为NW 向,近水平。在NW 向挤压的同时,深层次上的地幔也在调节,地幔上拱及侧向塑流运动,使NW 向挤压力渐变为次要地位, 1转化为直立,发生断块运动。同时地幔因侧向流动产生侧向剪切拉张力,其方向往往与地幔隆起长轴垂直,剪切方向在深层次上由隆起区指向坳陷区,这个力与板缘传导来的NW 向力共同对正断起作用。在泰沂隆起区,NW 、EW 向箕斗型断块盆地的边缘断层均为正断活动,控制着煤系地层的保存;鲁西块陷构造域主要是近SN 与近EW 向正断层正断活动,控制着煤系地层的赋存。随着板缘俯冲作用的调节变化,地幔作用为主的应力渐为板块挤压力所取代, 1又变为水平或近水平,呈N W 方向,即燕山Ⅱ幕构造运动。早白垩世末期,幔源应力再次为NW 向板缘传来的挤压应力所替代,发生燕山Ⅲ幕构造运动,沂沭断裂带左行压扭运动,带动整个鲁西块体运动,鲁西弧形构造体系开始形成。

鲁西中生代以来的断层按其几何形态及运动特征分为转动性正断层、非转动平面正断层及滑脱断层。它们都是在统一的应力场作用下形成的,构成一个统一的伸展系统,主要由转动平面状及铲状断层组成的弧形断层组起着水平拉伸、垂向变薄的作用;由非转动平面断层鲁西南近SN 向断层及鲁中放射状断层组起着沿走向调整不同块段伸展量的作用,滑脱断层起着横向滑移、垂向减薄的作用,同时构成铲式断层基底剪切滑面。总之,鲁西是一个多层次、多滑面、多种断层组合、多伸展方向,并以泰山、沂山、尼山为伸展隆升体的多种断层组合。

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7・第1期

单松炜,王淑霞等:鲁西控煤构造特征及其演化分析