承德地区煤矿分布特征及其受断裂控制的分形研究.pdf

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1、地质学刊第35卷第1期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2011．01．38承德地区煤矿分布特征及其受断裂控制的分形研究别立东h2⋯，陈建平∞⋯，刘剑平3。严琼h2·3(1．中国地质大学(北京)国十资源与高新技术研究中心，北京100083；2．北京市国土资源信息开发研究晕点实验室，北京100083；3．中同地质大学(北京)地球科学勺资源学院，北京100083)摘要：运用Fry方法对承德地区已知煤矿点的空间分布形式做r分析，认为矿点整体走向和卞要断裂带的走向一致选择出露矿点较多的A地区．汁算其矿点和断裂的分维值，将其

2、与全区相比较，认为承德地区断裂带主要控制了煤层的走向，而煤的形成则受构造、古地理、占气候等凶素的综合影响。关键词：Fry分析；分形维度；断裂；t二知煤矿点；河北承德中图分类号：P618．1l文献标识码：A文章编号：1674—3636(2011)Ol一0038—070引矿产预测过程中，已知矿点扮演着苇要的角色。矿床的形成往往是各种地质要素共同作用的结果，通过对已知矿点成矿条件的研究，可以推断其他具有类似条件地区的成矿口f能性，并给出成矿预测图。已知矿点在窄间分布形式上与·些地质条件(断裂、地层等)的窄间展布有特定的关联性。因此，通过定量研究

3、矿点的宅间分布形式及其与特定地质条件的关系，口r以揭示区域内影响矿床形成与演化的地质因素。Mandelbrot(1982)在研究FI然界中广泛存在的不规则形态和复杂体时，发现很多事物存在着ff相似性，并提出用分维值朱定量表示这种自相似性。根据前人的研究，断裂系统在空间分布上符合分形规律，其复杂程度可以用分维值表示(JHKrual，1994；Kon，ing，1992；谢焱石等，2002；PACowie，1995)。断裂作为主要构造要素，对矿产资源的形成和空问展布具有重要的作用。前人研究认为，断裂系统复杂程度越高，其分维值越大，且成矿町能性越

4、大(CACarlson，1991；沈步明等，1993；GLRaines，2008)。以前的研究多集中在会、铜等火山热液型矿床0断裂的关系，而对于沉积型的煤矿并没有从分彤角度给出类似的结论。笔者以承德地区为例，运用Fry方法(Ntry，1979)分析已知矿点的宅间分布规律，结合分形理论定量分析该地区断裂系统展布规律，研究r二者之间的空间关系并预测其他可能存在的赋煤区域。l研究区地质概况本次研究以河北省承德地区为例，该区位于河北省东北部的燕山腹地，构造位置处于华北古板块的北侧，燕山断褶带东段的北部。研究区总面积约35000km2。1．1地层本

5、区各时代地层发育齐全，自太古界、元古界、古生界、中牛界罕新生界均有出露。受区域性构造的影响，各时代地层分布有所不同。古北口一平泉断裂以南太古界一中生界地层均有出露；古北口一平泉断裂以北，在太古界摹底上，除J，少量下寒武统早期地层外，主要发育中新生界地层。该区含煤地层从老到新有石炭一二叠系、三叠系上统杏石口组、下侏罗统下花冈组、中侏罗统九龙山组和髫髻山组、下白垩统西瓜园组和青石砬组。右炭■叠系煤层资源量最大，其次是下侏罗统(河北省地质矿产局，1989)。1．2构造该区位于华北占板块北缘的东部，其北为兴蒙收稿日期：2010—1l一15；修订日

6、期：201l—OI一03；编辑：陆乍．萍作者简介：别立东(1986一)。男．硕士研究乍，构造地质学专、lp，E-mail：bielidong@163．t·om第35卷别立东等：承德地区煤矿分布特征及其受断裂控制的分形研究39褶皱系。伞区断裂较为发育，从北到南依次分布有以下主要断裂带：康宅一围场断裂，丰宁一隆化断裂，大庙一娘娘庙断裂，尚义一平泉断裂，密云一喜峰口断裂，兴隆一平泉断裂。其他众多中一小规模的断裂分布其间。本区主要断裂走向为NW向和NE向，在局部地方呈EW向转折(图I)。图l承德地区地质简图(据1：500000数字地质图修改)I一

7、第四系；2．第二系；3一白平系；4-侏罗系；5．二叠系；6-：覆系；7-石炭系；8-寒武系；9．长城系；10-太古宇；】I-仡岗岩；12一酸性岩脉；13一基性岩脉；14-宅要断裂带1．3火山岩本区岩浆岩相、气发育，岩浆活动历史长，中、晚元古代和早古生代较为平静；晚古生代末期又开始活动；进入中生代后，岩浆活动愈演愈烈，晚侏罗世达到鼎盛期；之后明显减弱，到新生代汉诺坝玄武岩喷发后斤终止了活动。本区岩浆岩对煤层的影响主要以侵入岩为丰，本区以燕山期侵入岩对煤层的破坏最为严莺(邓晋福等，2004；桑树勋等，1999)。2已知矿点空间分布规律本区已知

8、矿点主要集中存F宁一隆化断裂以南，该区域辛要出露有石炭纪、■叠纪、三叠纪、侏罗纪和白垩纪地层。在这咀，采用m分析法对已知矿点的空间分佰规律进行研究。Fry分析是由Fry于1979年提出的空间自