高教授-古交构造、沉积及水文地质课件-高克德教授

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1、构造地质、煤层沉积规律及水文地质条件主讲：高克德教授部门：水文物探研究所中煤科工集团重庆研究院有限公司目录第一部分构造地质1一、地球的起源1二、地质力学方法研究中国大地构造1三、中国大地构造的主要特征2四、山西省大地构造的特征3五、折曲断裂构造地质力学性质的划分及构造行迹特征与应用7第二部分煤层沉积规律9第三部分古交水文地质条件16第一部分构造地质一、地球的起源地球已有30亿年~50亿年，地球发展的总趋势是除了个别时期有热膨胀外，温度在降低、地壳在收缩、硬化和地质构造趋于稳定。地球发展的历史，从大陆分开和海洋受到内力热膨胀分裂成现今的大陆，有大陆漂流说到现

2、在的地球五大洲相互依存，又相互作用。其主要内动力，就是地球本身的自转。而我们研究的古生代到现在仅有两亿年。二、地质力学方法研究中国大地构造李四光教授所提出的“由地球自转所产生的离心力”使得地球岩石圈从南北两极向赤道方向转移，产生北南方向的挤压力形成椭球体，并形成东西方向构造系。地球自转速度的变化，特别是自转速度变慢时，相当地球自转在急刹车，使得西部向东部产生挤压力，形成南北方向的构造系。李四光教授早于1924年在英国大学讲学时，就提出了地质力学的理论和方法研究中国大地构造。1929年，李四光教授对中国的构造线就作了系统的研究，并进行了力学成因分析。1959

3、年，他一直坚持着用地质力学方法来研究中国大地构造，创立了构造带的区划，如东西构造系、华夏构造系、山字型构造系以及各种弧形和旋转等扭动构造系。21李四光教授在1951年又根据新的资料，进一步把1929年所作的中国构造型式作了修正和补充，发表在“受了歪曲的亚洲大陆”文章里。新中国建设时期，“大庆油田”的发现，应用地质力学方法在山东金矿找矿等诸多方面做出了卓越的贡献。三、中国大地构造的主要特征把地球上稳定的地区称为地台区，活跃的地区称为地槽区。我国大地构造的主要特点是地台区比其他地台区活动性大，而地槽区则比其他地槽区活动性小。这是指比欧洲、美国的地台区地槽区。地

4、壳上的稳定区与活动区的出现，我们认为主要是取决于原始地壳的破裂程度。它的破裂是由于地球不均一的收缩和自转。地壳上的主要构造带大致成东西和南北两个方向，根据李四光教授的意见，中国的东西构造带有三个，北面是阴山，中间是秦岭，南面是南岭。南北构造带最清楚的是贺兰山、六盘山、龙门山和横断山脉，中间被秦岭东西构造带截断。这两个方向的构造带，主要是深断裂形成的，而这两个方向的断裂带主要是分别迁就北西西的和北东东“X”型交叉断裂组与北北东和北北西“X”型交叉断裂组合而成。即东西构造带是迁就北东东和北西西“X”型断裂而成的；南北构造带是迁就北北东和北北西“X”型断裂而成的

5、。由于东西构造带的存在，所以中国地壳的古生代发展历史，在南北方有显著的不同。21四、山西省大地构造的特征如前所述，李四光教授所提出的由地球自转所产生的离心力作用也就使亚洲地壳表皮（即盖层）向南滑动的趋势，因此，在华北就形成巨大的祁吕山字型构造系，山西省就在祁吕山字型东翼及反射弧部分，山字型脊柱在贺兰山，山字型西翼在祁连山，山字型前弧顶在西安附近，见图1-1祁吕山字型构造。祁吕山字型是我国最大的山字型构造，在我国北方，南邻秦岭东西向构造带，是地质上南北方向构造分区的标志。祁吕山字型构造系，前面弧的西翼是祁连山，东西是吕梁山，脊柱是贺兰山六盘山南北向构造线。虽

6、然祁连山是古生代地槽区，吕梁山是地台区，但是他们在古生代末即已硬化而具有地台性质。中生代使他们同时活化，发生断裂和褶皱，在同时期的盖层滑动的统一力学系统中形成了山字型构造。由于基底性质的不均一，所以它的西翼不很对称。西翼的走向为北西，而东翼的走向则为北东至北东东，可能分别受基底的西域系和华夏系的构造控制。喜马拉雅运动使西翼发生高角度的冲断，东翼发生雁行列式的汾渭断陷带，六盘山的褶皱隆起形成它的脊柱，由地震中的分布也可以看出这个山型构造系在最新构造运动中仍不失为一个统一的构造系。21图1-1祁吕山字型构造示意图21图1-2山西省地质图21图1-3山西省构造图

7、21图1-4山西台背斜构造分区示意图21五、折曲断裂构造地质力学性质的划分及构造行迹特征与应用煤矿含煤沉积主要以石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和三叠系或中生代侏罗系，少数在第三纪成褐煤沉积。这些含煤地层均属于在古老基底之上的盖层沉积，而中国大地构造特征是含煤地台区有强烈的活化，不均一的沉陷凹陷，在古老结构的基础上不断的水平挤压力形成向斜背斜等等。在简单应力场的单一方向的主水平挤压力形成向斜、背斜及不同级别的配套压性、扭性、张性的构造断裂。图1-3单一应力场下形成的各种构造示意图这些不同力学性质的断裂有如下特征：压性结构面形成逆断层，配套属于最大的首先形

8、成，断层面倾角可从小到大，断层倾向和走向上弯曲变化比较大，一般断层