福建煤田滑覆构造特征及找煤方向.pdf

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104福建地质GeologyofFujian第2期福建煤田滑覆构造特征及找煤方向郑富龙(福建省121地质大队，龙岩，364021)摘要论述福建省煤田复杂主要控煤构造——滑覆构造，该构造主要包括推覆、滑覆、叠加型3大类。其中推覆型滑覆构造分为基底推覆型和盖层推覆型2个亚类；滑脱型滑覆构造分滑片型和滑褶型2个亚类。各亚类滑覆构造又存在多种多样的构造样式。通过对推覆型滑覆构造的分析认为，福建省找煤方向主要有三：一是在含煤盆地两侧的推覆体下；二是在滑覆构造普遍发育的含煤盆地内，上覆翠屏山地层、溪口组等地层之下，以及中生代地层、火山岩及“红层”下；三是滑推叠加型滑覆构造使煤系地层多褶的特性寻找矿区煤炭资源量。关键词推覆型滑覆滑脱型滑覆叠加型滑覆构造组合特征找煤方向福建煤田福建境内出露地层较为齐全，经历了多期强烈造山作用，经受了各种不同方向、不同规模、不同性质的应力作用，断裂、褶皱十分发育，地质构造极其复杂，尤其是每一造山旋回都相应形成一些推覆与滑脱构造[1]。但由于后期构造运动的多次破坏、改造，大多数推覆与滑脱构造残缺不全、形迹少见，研究难度大[2]。而省内主要含煤地层为童子岩组，经历了多期次的推覆、滑脱及叠加构造的作用，多已形成多种叠加型的复合构造。笔者在全国第四轮煤炭资源潜力评价工作中，对省内主要的控煤滑覆构造进行了全面的分析研究，总结了滑覆构造的组合特征，在此基础上初步提出了滑覆构造的组合特征下的找煤方向。1滑覆构造样式划分滑覆构造是指在伸展(或压缩)构造体制下，板状岩席沿低缓的推覆面、滑脱面远距离运移(以千米计)而成的构造系统口]。滑覆构造在省内极其发育，尤其在主要含煤地层童子岩组更加发育，滑覆构造是省内控煤构造的主体，主要包括推覆、滑脱、叠加3大类。推覆型滑覆构造：由逆冲断层面(推覆面)、上盘(推覆体、外来岩系)和下盘(下伏系统、原地岩系)3部分组成，并根据有否基底岩层卷入划分为基底推覆构造(中深层次)和盖层推覆构造(浅层次)2亚类∞④④。滑脱型滑覆构造：由拆离断裂面、上拆离盘(滑覆体)、下拆离盘(滑覆体)三部分组成，并划分滑片型和滑褶型2亚类HJ。①福建省闽西地质大队，福建省三明沙县一永安以西聚煤区推覆构造研究及隐伏煤田预测，1989。②福建省闽西地质大队，福建省闽西南推覆构造与煤田预测研究，1993。③福建省地质矿产局，福建省三明地区二叠纪煤田地质特征，1984。收稿日期：2016-01-12作者简介：郑富龙(1964一)，男，高级工程师，矿床地质学专业。 第2期郑富龙：福建煤田滑覆构造特征及找煤方向105叠加型滑覆构造：是在以上两大类(推覆、滑脱)滑覆构造的基础上经多次构造运动形成的构造叠加类型。根据一个构造单元中断层的排列组合，滑、冲方向，复杂程度等，省内逆冲推覆构造主要控煤样式有单冲型、对冲型、背冲型等[51；滑脱型滑覆构造主要有滑片型(单向下滑、翅板式双向反滑、掀斜同向下滑)，滑褶型(顺层红绸舞、倒转褶皱z)，叠加型(滑推叠加、滑推多次叠加、滑褶推复杂叠加)等。2滑覆构造主要特征2．1推覆型滑覆构造基底推覆构造(中深层次)即以煤系下伏地层卷入，属挤压作用形成的以逆断层为主体组合的构造系，地层重复，地层柱增厚，上盘相对上冲为特征。在省内广泛发育，主要是指深部变质岩系和直接覆盖于其上的上泥盆统或下石炭统，以及加里东期侵入的岩体等组成的推覆体逆冲推覆于二叠一中生代之上。在闽西南坳陷带的中部和东部地区，外来岩系主要以泥盆系和奥陶系为主，其次是部分震旦系和围埔岩体组成；西部则主要由寒武系和震旦系及宁化岩体组成。原地岩系为上古生界及部分中生界(图1)。，叵z回s匠t回s囫e匠，臣图1龙岩王庄井田8线地质剖面图(矿区资料修编)Fig．1DiagramshowingthegeologicalprofileintheNo．8explorationlineofWangzhuangmineinLongyancity(revisionofminingdatas)1一奥陶一泥盆；2--中二叠统栖霞组；3--中二叠统文笔山组；4--中二叠统童子岩组第一段；5煤层及编号；6--断层；7--钻孔编号及孔口标高盖层(浅层次)推覆型滑覆构造，主要发育在煤系及上覆盖层中，属浅层次挤压作用形成，表现地层逆冲重复。浅部的地质体逆冲于煤系及煤系盖层组成的原地岩系之上的构造，外来岩系主要为文笔山组、二叠纪煤系地层等。其变形属浅层次脆性破裂，是燕山晚期或更晚产物。这类构造规模小，分布零星，但代表一次重要构造事件。断层大多为叠瓦式及单向 106福建地质GeologyofFujian第35卷逆冲一双向逆冲型组合。如龙永地区的津头、瓦窑坪矿区的F，、F：。断层等(图2)。m6≥_～1})2t：32P2￡13f)2Ⅳ4雯／，。56毫：图2龙岩津头、瓦窑坪矿区地质剖面图(矿区资料修编)Fig．2DiagramshowingthegeologicalprofileofJingtouandWayaopingdepositinLongyancity(revisionofminingdatas)1中二叠统童子岩组第三段；2一中二叠统童子岩组第一段；3早二叠文笔山组；4煤层及编号；5一断层；6一钻孔编号推覆型滑覆构造主要特征。(1)基底推覆型滑覆构造在省内广泛发育，主要是指深部变质岩系和直接覆盖于其上的上泥盆统或奥陶纪，以及加里东期侵入的岩体等组成的推覆体逆冲推覆于二叠一中生代地层之上‘6，7|。(2)因长期风化剥蚀结果，原地岩系在地形低洼处暴露地表，形成大小不一，形态各异的“构造窗”；而在地形高处，被残留的外来岩系则形成“飞来峰”构造。这种现象以往常作为陡倾角断裂互相切割在平面上呈“井”字型或“多”字型展布。构造窗自西向东，出露面积由小到大。(3)外来岩系同斜褶皱、小褶曲及柔皱非常发育，柔皱的片麻理、褶曲的轴面均反映向北西倾斜特征。原地岩系在煤系中多见沙、泥质互层的岩层形成紧密褶曲、尖棱褶曲和斜歪、平卧褶曲，并普遍发育滑覆型滑覆构造。(4)逆冲断裂在平面上断裂线呈弯曲状、封闭圆状或不规则圆状，断层走向为北东向或向南东突出的弧状。常表现为明显宽大的破碎带，破碎带物质成分复杂，除直接上下盘岩性外，还有被推来的岩块。断裂线往往出露于沟谷两侧，断裂面向山体方向倾斜，浅部倾角较陡，往深部变缓，形成背冲或对冲型，如果发育一侧则为单冲型叠瓦式构造。西部条带及晋江一永安北西向断裂带以北的逆冲推覆构造属武夷山逆冲推覆构造系统，由北西往南东单冲式逆冲推覆，西部条带推覆体以大面积的前泥盆和泥盆一石炭系组成，原地岩系以较小面积的“构造窗”展布，显示出武夷山逆冲推覆构造根带的特点；中部条带(永安一大田煤田)推覆体由前泥盆、泥盆一石炭及加里东一印支期岩体组成，推覆体面积较 第2期郑富龙：福建煤田滑覆构造特征及找煤方向107小，原地岩系出露面积相对较大。东部条带(永春一尤溪煤田)推覆体大多呈零星的“飞来峰”，显示出武夷山逆冲推覆构造锋带的特点。南部龙永煤田逆冲推覆构造属东海岸逆冲推覆构造系统，为对冲式逆冲推覆样式。2．2滑脱型滑覆构造是指一组近水平的缓倾角断裂，在拉张作用下形成的以正断层为主体的构造系，表现为地层缺失，使浅层的年轻岩层直接盖于较深层次的老岩层之上，上盘相对下滑，水平拉伸为主要特征(相当于滑脱、拆离构造)。由一组向同方向或相对、相背断落的正断层组成。由背斜往翼部相背下滑呈拱形，由向斜往核部相对下滑呈向形。滑片型滑脱断层煤系以单斜为主。断面浅部较陡，深部平缓，呈铲式或犁式等。对煤系贮存有破坏性的一面，又有建设性一面，是评价煤矿区远景的关键构造。滑褶型是早期滑片型滑脱构造再次受印支末期和燕山早期构造运动后，地层、煤层经褶皱作用形成的，煤岩层大多顺层滑褶叠置，地层、煤层褶皱重复，褶皱常以大型倒转平卧褶皱的构造形态产出，呈斜歪、倒转、“红绸舞”、“Z”型等形态，大中有小，形态复杂口]。由于煤层挤压重复，增加煤层对比及开采难度，但可增加了井田煤炭资源量(图3)。1圆2回3固4回5回6回7囡8囹9囹10圈1l回图3大田上京煤矿A—A地质剖面图(矿区资料修编)Fig．3DiagramshowingtheA-A?geologicalprofileofShangJingcoaldepositinDatiancoun-ty(revisionofminingdatas)1一下石炭统林地组；2一下二叠统船山组一中二叠统栖霞组；3一中二叠统文笔山组；4一中二叠统童子岩组第一段；5一中二叠统童子岩组第二段；6一中二叠统童子岩组第三段；7一上二叠统翠屏山组第一段；8一上二叠统翠屏山组第二段；9一上二叠统翠屏山组第三段；10一上二叠统大隆组一上二叠统长兴组；11一下三叠统溪口组省内各含煤区中，已发现的以“顺层”滑动和地层缺失为特征的滑脱构造十分普遍。在剖面上一般有2个或2个以上的滑覆断层同时存在，构成了“层楼”格式，形态十分复杂，如永春天湖山矿区(图4)。滑脱型滑覆构造主要特征。(1)断层面呈波状起伏，主断裂面形态与矿区主体褶皱形态近似，总体较协调，多呈拱形(背形)或向形、犁式等组合样式。(2)滑脱断裂面发育在一定层位，一般是在力学性质差异的不同岩层接触面或附近。剖面上往往出现多层的滑覆断裂，上下叠置，互相平行，成组出现。在构造变动剧烈地段，几条滑脱断裂构造在进一步发展过程中往往合并为一条断裂或断裂带，同时造成较多的地层层位缺失。该次预测将主要的滑覆断裂统一编号为F。、F，、F。，F。发育在童子岩组与下伏地 108福建地质GeologyofFujian第35卷：扯，；，比‘|l。、誉爹爹≮i|J]娑p,t≥P,t一黟一『|『『『塑J,1摹咖，，．≮：jI|、．!慕鬟7≮：羹ji、，一，’哳。一，：∥二、、。。。。～～≥～～层(Pz硼、Pzg、C。、D。及老地层)之间；F，断层发育在童子岩组与上覆翠屏山组接触之间或附近；F：断层发育在翠屏山组与上覆溪口组之间或附近。在童子岩组内部滑覆断裂同样很发育，末作统一编号。(3)断裂在平面上沿走向有斜切地层的现象，在剖面上是由断坡和断坪组成，斜切地层较明显。断裂面倾角地表往深部具有由陡变缓的趋势，总体形态以勺式或犁式产出。(4)由于岩层的粘度性能不同，为层间滑动和拆离提供了一定条件。在滑脱断裂的上下盘地层的构造形态极不协调，如滑动面上盘童子岩组的褶皱形成一系列紧密的、轴面北西倾的褶皱；而下盘的栖霞组、文笔山组表现为宽缓的褶皱，如永安上京井田等。(5)滑脱断裂大多表现为压性破裂面特征，可见挤压破碎带，强烈的岩石揉皱现象及构造透镜体、片理化等现象，在断裂旁侧常发育一组近平行或斜交的次级构造裂隙。(6)缺失型的滑脱构造在福建省煤田中普遍发育。特别是童子岩组底部的F。断层几乎遍及全省各煤矿区。滑动系统内部构造自西向东有变复杂趋势，西部(连城、清流)多见滑片型，中部(龙岩、永定)为滑片一滑褶型，东部(上京、天湖山)多为滑褶型为主。滑动构造在区域性的背斜轴部及附近的两翼表现强烈，地层缺失严重，但在区域性的向斜核部及附近两翼，滑动断层就表现得相对微弱。2．3叠加型滑覆构造省内含煤区滑脱断裂主要发生在印支期，后期继续活动，而逆冲断裂主要发生在燕山早期和燕山晚期，后期频繁活动，单一的滑脱较少，更多的情况是多期、多次的推滑叠加[9]。在先期形成的滑脱断裂基础上叠加。推滑叠加型构造主要发育在含煤地层中，煤层流变特别强烈，一般煤层塑流富集，发育平卧、褶叠褶曲，剖面上不仅有滑覆型断层，同时出现推覆型断裂。由于滑、褶、推多次叠置，可增大煤炭资源量，也使煤田地质构造更加复杂。除清流余朋、大田龙凤场、德化阳山等处大型滑褶构造外(图5)，较典型的推滑叠加型构造在大田上京矿区、德化阳山矿区较为突出。 第2期郑富龙：福建煤田滑覆构造特征及找煤方向、———————、～、P2r＼弋—、＼——_L———斗一—‘唁(3)c幽9‘种2口109一㈣hI一．。^D艮”i：oh{’．u(】!j()；∞。m一～一r1—l枷一一ij：3讧j，im。j≮“6赢一．．雨F⋯eM8’9一“图5德化阳山铁矿区34线东西延伸地质剖面图(矿区资料修编)Fig．5DiagramshowingthegeologicalprofileintheNo．34explorationlinestretchingeast—westofYangshanirondepositinDehuacounty(revisionofminingdatas)1前泥盆系；2一下二叠统船山组栖霞组；3一中二叠统文笔山组；4中二叠统童子岩组第二段；5黑云母花岗岩；6一片麻状黑云母二长花岗岩；7一铁矿脉；8断层；9钻孔(1)大田上京滑推叠加构造，在地质剖面中发育有互相平行的F。、F，、F。及F，，等缓倾角断裂，其中F。、F。、F：为地层缺失的滑覆型断裂，F，。为地层重复的逆冲断裂，前者运动方向由西向东，后者运动方向由东向西。地层重复断距达五六百米，使煤系重复出现。在各断裂的断块中，岩煤层发生强烈流变，变形强烈，形成独具一格的“红绸舞”式滑褶型复杂褶皱，并出现了似剑鞘褶皱。(2)大田一广平逆冲断裂带分布于大田广平、建设、永安新村一带，在广平一带，逆冲断裂面在平面上呈弧形展布，弧顶指向南东，外来岩系由麻源群、印支期混合花岗岩、泥盆～林地组以及栖霞石灰岩等地层组成，外来岩系在层序上表现为倒转序列，各层组间存在滑覆构造[10I。总的逆冲推覆断裂面往西倾，倾角平缓，呈波状起伏。原地岩系为童子岩组、文笔山组等下伏地层，并发育一系列斜歪、倒转背向斜及与逆冲断裂指向一致的小型逆冲断裂。反映由北西往南东逆冲。在断裂带附近的大竹林煤矿和新村并田等地，下石炭统林地组以“飞来峰”形式覆盖于童子岩之上。推覆断裂总体呈滑、褶、推复杂型组合(图6)。(3)永春天湖山滑推叠加构造，童子岩组与下伏文笔山、栖霞组、上泥盆统之间发育的F。、F。下滑覆构造，由于后期F。。逆冲断裂影响，使其间的童子岩组第一段及不整合其上的上侏罗统长林组地层逆冲推覆在童子岩组及梨山组地层之上，地层、煤层形成十分复杂的斜歪、平卧褶皱，煤层塑流富集。3滑覆构造控煤与找煤方向省内二叠纪童子岩含煤地层分布北至闽西北隆起带的将乐、顺昌、南平、建瓯等地，东至福安一南靖断裂带以西均有零星分布，说明童子岩组含煤地层原始沉积范围远比现在控制的分布范围广。 110福建地质GeologyofFujian第35卷移石t叵。匝j。匣t回s匦e匝t应s叵。正z。雹“圈·：盈-s墨-t田-s圈图6大田苏桥一元沙矿区18线地质剖面图(矿区资料修编)Fig．6DiagramshowingthegeologicalprofileintheNo．18explorationlineofSuqiao-Yuan‘shadepositinDatiancounty(revisionofminingdatas)1一第四系；2m中二叠统童子岩组三段；3一中二叠统童子岩组二段；4中二叠统童子岩组第一段；5中二叠统文笔山组；6一中二叠统栖霞组；7一下石炭统林地组；8中上元古界麻源群；9--印支期似斑状黑云母花岗岩；10一断层及断层编号；11一煤层编号；1z一标志层；13一煤巷；14一剖面方位；15一井田边界；16一钻孔编号、孔口标高及钻孔深度由于后期改造，沉积盆地呈“南北分块”、“东西分带”的构造格局。南北以晋江一永安及德化一将乐北西向断裂带为界，呈阶梯状由南向北三级抬高，北部隆起剥蚀，煤系仅在低洼地带零星贮存，而南部煤系则大面积保存，为最重要的煤矿区。东西大致以政和一大埔断裂带及胡坊一古田复背斜为界，划分3个含煤条带(4大煤田)，它们各在沉积特征、含煤性、地质构造等均存在较大差异。根据省内南北分块、东西分带煤系贮存的构造格局及含煤地层贮存可采煤层的特点，福建省今后找煤重点在“三下”。3．1推覆型滑覆构造下找煤据含煤盆地总体走向为北北东向，在含煤盆地走向延伸的两侧推覆体下找煤更值得注意，如西部条带罗口向斜清流一连城煤矿间大片前泥盆纪地层之下；中部条带永安洪田向斜南至漳平赤水员当一带泥盆一石炭纪推覆体下；大田广平一永安新村推覆构造前泥盆、泥盆一石炭、及加里东一印支岩体下；龙岩盆地西部前泥盆、泥盆一石炭；东部天湖山煤矿区浅层次推覆构造下。3．2滑脱型滑覆构造下找煤省内滑脱构造普遍发育，具有缺层机制和多层次发育的特点，主要发生在童子岩组含煤地层中，其中最主要发育的层位在童子岩组与下伏地层之间(F。)；F，断层发育在童子岩组与上覆翠屏山之间；F：断层发育在上覆翠屏山与下三叠统溪口组之间。F。断层对煤系、煤层具有较大的破坏性，F。、F。二断层往往使盖层厚度部分缺失，而含煤地层抬高，有利于煤田勘探。找煤主要地区有罗口向斜核部、上京一长塔复背斜两翼、龙永煤田悠远向斜等地，上覆翠屏山组、溪口组等之下。中生代地层及火山岩下找煤重点在中、东部条带，尤其东部煤田火山岩下找煤是主要方向。尤溪、德化、永春天湖山外围、安溪县境内煤系地层小面积零星分布，大面积的火山岩 第2期郑富龙：福建煤田滑覆构造特征及找煤方向与煤系或下伏地层呈不整合或断层接触。如尤溪中仙十字隔一剑溪一带、天湖山煤矿区F。，断层上下盘火山岩下煤系地层等。如在大田大吉、槐南、永安新村一带，火山岩与煤系不整合或断层接触，由于受后期构造影响，煤系埋深变化大。因此，对火山岩下找煤选点应加强研究。龙永煤田北部白沙一苏邦煤矿区以东、将乐一武平煤田清连城煤矿至连城庙前煤矿之间的北东向白垩纪沙县组分布区是红层下找煤的主要地区。尤其燕山晚期浅层次逆冲推覆构造发育的地段，如苏邦一白沙煤矿区以东地区，童子岩组含煤地层往东倾，埋于红层之下，为红层下深部找煤的主要地区。3．3滑推叠加型滑覆构造下找煤该构造使煤系地层及煤层褶皱倒转、平卧并多层次叠加重复，使煤田构造更加复杂，但滑推叠加构造往往增加了井田煤炭储量，如龙岩盆地、上京煤矿等地，这一构造类型的矿区可利用重复多褶的特性寻找矿区煤炭资源量。4结论(1)滑覆构造是省内最发育的主要控煤构造，各亚类滑覆构造又存在多种多样的构造样式。多个煤矿区勘查表明，单一的推覆、滑脱构造发育不多，绝大多数为推滑叠加型的构造为主。(2)煤田的大量煤层具塑性形变构造，如“穿刺”、“包体”、“瓜藤状”、“蛇曲状”等多种多样的煤体，是在推覆、滑覆、叠加型3大类滑覆构造形成过程中伴生的产物，是伴随“Z”字型倒转褶皱和不协调褶皱的同时产生的。(3)对推覆型滑覆构造的分析认为，是在其两侧的推覆型滑覆体下找煤前景更大；而在滑脱型滑覆构造普遍发育的含煤盆地内，上覆翠屏山组、溪口组等之下，以及中生代地层、火山岩及“红层”下也是理想的找煤方向。滑推叠加型滑覆构造发育的矿区，可以利用其使煤系地层及煤层多层次叠加重复的多褶特性，寻找老矿区深部隐伏的煤炭资源量。参考文献福建省地质矿产勘查开发局．福建省地质图说明书(1：50万)．福州：福建地图出版社，1998福建省地质矿产局．福建省区域地质志．北京：地质出版社，1985。王桂梁．滑脱构造研究．北京：科学出版社，1992．王文杰，王信．中国东部煤田推覆、滑脱构造与找煤研究．北京：中国矿业大学出版社，1993．关玉祥，杨添水．福建省推覆构造研究及其意义．福建地质，1994，13(04)．周珍琦．闽西南地区推覆构造特征．石油实验地质，2006。(01)．陶建华．闽西南地区东部逆冲推覆构造及其形成机制．福建地质，1987，6(04)．陶建华．福建推覆构造研究与找矿突破．福建地质，2008，27(02)．王桂梁，李海玉．福建龙岩矿区推覆叠加型滑脱构造．中国矿业大学学报．1996，(02)．黄仁生．福建大田广平推覆构造与隐伏煤、多金属矿．福建地质，2007，26(03)． 112福兰竺垦!：：!：竺：!!=!!：：—————!里—————————————————————一_CoalfieidSlipTectonicCharacteristicsandDirectionofCoalfieldinFujianProvinceZhengFulong(12lGeoz。gic口zBrig口dP。，Fujin竹Provi咒ceFuji口72LongYnn364021)AbstractThispaperfirstdiscussesthecoalfieldc。mplex眦incoalcontrolling8tructu。e8ot脚anpr。vince—slidingc。verstructure．Thestructureincludesnappe，sn??’．，th，e．supe．rposition．：vpethreecateg。ries．ThenappetypeslidingcoverstructurecanbediVided1n‘。ba8eIr：en‘茹peandcovernappetw。classes；SlidebySlmmgvanetypeslidingc．over8tru饥ure．po．intsfan‘d1slipf。ldtw。classes．Vari。uskinds。fslidingcoverstruc‘ure，‘?e‘e，a。e三??‘1。‘y。1styleS．1Throughtheanalys曲fthenappety⋯lidingcoverstructurethoug|lbFujlan篡一in：=etofindtherearethreemainc。aldirecti。ns：oneisundernappe。ne1‘he．rside。1‘hecoal南earingbasin．Tw“sintheslidingcoverstructurecOal一bea“ngbasinl7‘the．develo．p—mentofcommon，overlyingCuiPingshanform“沁n’Xik。uformatbn，andMesoz01c5jrata’volcanicr。cksandunderthe“redlayer"．Threeisusedtheslidingth‘ustsuperimpo．se．dtypeslidingc。verstructurecharacte枷cs。fc。almeasuresstratafoldmorelookingformmlnga‘一eacoalresources．Keywordsnappeshidingcove‘structure，slippageslidingcoverstructure’8uperum—posedslidingcoverstructure，structuralassetion，coalfieldofFuiianprovincemblagesharacteristics，lookingforcoaldirec—