福建省大田县溪口矿区构造特征及成因.pdf

能源开发传源南环境1SSN1672-9064CN35-1272/TK福建省大田县溪口矿区构造特征及成因郑日震（三明市自然资源局福建三明36 50 0 0)摘要溪口矿区构造复杂，其地层产状变化较大，对煤系地层有一定影响。通过对矿区构造特征分析总结，发现煤层赋存与构造变迁有一定规律性，对矿区找煤、采煤和新矿区找煤有一定的指导意义。关键词溪口矿区构造特征煤系地层成因中图分类号：TD822;P618.11文献标识码：A文章编号：16 7 2-90 6 4(2 0 2 3)0 5-0 45-0 41概况溪口煤矿位于大田县县城2 6 2 方位，直距约15km，行政区划属大田县上京镇管辖。区内出露地层由老至新依次为中二叠世栖霞组（P2q）、早二叠世文笔山组（P2w）、早二叠世童子岩组（Ptl-3）、晚二叠世翠屏山组(P3cp)和早三叠世溪口组(Tx)。中二叠世栖霞组(P2q)：地表未出露，赋存于矿区深部,为浅海相沉积,厚度14m。岩性以灰岩为主,顶部夹有硅质岩，常见水平层理或缓波状水平层理，具缝合线构造，局部含有泥砾。中二叠世文笔山组（P2w）：地表未出露，赋存于矿区深部，为浅海相-滨海波浪带相沉积。岩性以泥质岩、粉砂岩和细砂岩为主，生物化石极为贫乏，偶见介形虫和海百合茎化石。下部以泥质岩为主，中-上部砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩呈互层状。与下伏栖霞组(Piq)呈整合接触。中二叠世童子岩组(Ptl-3)：地表出露于矿区中部12 2-12 8 线及南部132 线附近，呈条带状展布，为海陆交互相含煤沉积，其中该组第一段(P,t)和第三段(Pt)为矿区主要含煤地层。由泻湖海湾波浪带相、沼泽相、泥炭沼泽相、湖泊相-沼泽相-泥炭沼泽相-泻湖海湾相、浅海相、滨海湖泊相等2 0 多个小旋回组成。岩性主要为泥质岩，细砂岩次之，夹粉砂岩和煤层(线），含煤层（线）2 6 层次。晚二叠世翠屏山组（P3cp)：地表出露于矿区中部，上部为陆相碎屑含煤沉积。中、下部为滨海湖泊相含煤沉积，岩性为泥质岩夹粉砂岩、砂质岩。早三叠世溪口组（Tx）：大面积分布于矿区外围北、北东、北西部，为浅海相沉积。岩性主要为钙质粉砂岩、钙质泥岩组成。矿区含煤地层为中二叠世童子岩组第一段和童子岩组第三段，厚度 40 9m，含煤层（线）6 6 层次。主要含煤地层构造形态为一复式背斜，次级褶皱发育。矿区走向断裂、岩浆岩及小构造均较为发育，对煤系有一定影响，其地层产状变化大，矿区构造复杂。收稿日期：2 0 2 3-0 7-17作者简介：郑日震（198 5一），男，本科，地质矿产工程师，从事地质勘查与地质灾害防治管理和研究工作。2构造特征溪口矿区位于闽西南晚古生代凹陷的北东边缘，政和-大埔断裂带西侧，位于太华一长塔复式背斜中段。矿区内次级褶曲发育，大多为两翼不对称的斜歪或局部倒转褶曲。断裂以北北东走向断层为主，横向断层次之，缓倾角逆掩断层也较发育(图1)。2.1褶皱（1)I号背向斜：位于矿区西部，轴向北东39，水平幅度240550m，垂直幅度90 2 7 0 m。北段背斜局部倒转，南段背斜为西陡东缓的斜歪褶曲，背斜南东翼倾角15 2 5，北西翼5562,为一对轴面东倾的斜歪至局部倒转的背向斜。12 6 线以北向斜被F。断层破坏。(2)号背向斜：位于矿区中偏东部，轴向北北东2 7 水平幅度550 m，垂直幅度2 90 37 0 m。背斜东翼倾角6 5 8 2，西翼2 5 31,为一对轴面西倾的倒转向背斜。12 5线以南，背向斜被F。断层所破坏。南部被F断层上盘翠屏山组所覆盖。（3)号背向斜：位于矿区东部，轴向北北东15，水平幅度150 2 90 m，垂直幅度2 30 510 m，背斜南东翼倾角5560,北西翼倾角37 51,两翼大致对称或稍有斜歪。12 6 线以北被F，断层上盘翠屏山组所覆盖。(4)IV号背向斜：位于矿区东南部，12 5线 134线之间，延伸长度 12 0 0 m，轴向北东30，水平幅度16 0 m，垂直幅度128m。背斜南东翼倾角10,北西翼7 5为一对轴面往西斜歪或局部倒转的背向斜构造。(5)V号背斜：位于矿区西部，轴向北东2 9,轴面向南东倾，水平幅度8 6 0 9 0 0 m，垂直幅度144 8 0 0 m。背斜南东翼倾角15 2 0，北西翼58 7 0，斜歪至局部倒转。此外，小型褶皱也相当发育，但规模都较小。2.2断层断层在区内较发育，其中规模较大的有F,缓倾角推覆断层,Fin、F4、F。缓倾角拆离（滑脱）断层,Fs、F。横向正断层,次为北北东向且角度较陡的F、Fi o 逆断层和Fs、F正断层等，其特征分述如下：2023.NO.5.45传源卤环境ISSN1672-9064能源开发CN35-1272/TKTxF122FPPPtPPP式10FP-Tx州123Pp122PfPcPcPcPPfPspFPPPPP128Tx130PfPPt-1321-地质界线；2-正断层及编号；3-逆断层及编号；4-推覆断层及编号；5-向斜轴及编号；6-背斜轴及编号；7-勘探线及编号；8-矿区范围图1福建省大田县溪口矿区构造纲要图2.2.1缓倾角推覆断层Fi地表出露于矿区北西部、中部、东部，地表有18 个点直接或间接控制，深部有6 个钻孔（ZK5/128、ZK 11/12 8、ZK 17/12 8、ZK37/126、ZK 2 9/12 4、ZK 2 3/12 4)控制，断层上盘为溪口组至翠屏山组，下盘为童子岩组，断层面平缓，波状起伏，倾角1525。该断层为远距离推覆构造，在矿区12 3 132 线仍有较大面积的断层上盘地层残留。2.2.2缓倾角拆离(滑脱）断层Fil、F4、F。Fn断层：地表未出露，深部有36 个工程控制（表1)，断层上盘为童子岩组，下盘主要为童子岩组或文笔山组（图2）。断层面沿走向和倾向均呈宽缓的波状起伏。该地层对含煤地层破坏较大，大部分钻孔断失了39号煤层以下地层。由于Fin断层破坏，断层下盘地层对比比较困难。F4断层：地表未出露，深部有5个钻孔控制(ZK6/132、ZK3/132、ZK 2 6/132、ZK 16/132、ZK 2 5/132）。断层面沿走向和倾向均呈宽缓的波状起伏，向北倾伏，上下盘均为童子岩组-文笔山组。F。断层：地表未出露，深部有2 个钻孔控制（ZK3/132、2023.NO.5.46能源开发传源卤环境1SSN1672-9064CN35-1272/TKZKT2202122ZKT2402ZK1230B123.46Q139.822K1230100ZK3203.00-300233:79ZK123022K1526325134ZK1Q415.06ZK640738ZK1212339ZK4272.8p232.67DzK12502296.9个DZK12601198.322:00D/K12503271.42227.67DZK12504ZK7DZK12603DZK126p4444.4306/19OOPZKIT321.05KK17235.51ZK3132/80ZK28189.29-2K14254.202K1240ZK312.51.60Z275.16715DZK12505ZK23221.29218.35ZK36140.99ZK33207.9ZK37229.75DZKIZ50S290.9ZK5ZK18253.56218.46Zk2T316.59300b320.52DZK125b624230.9126DZK2p130241ZK22258.7F128130ZK6393.430200400mlZK26409.48+ZK16385.00390.522ZK20373.60ZK2132ZK300ZK25/132)。断层面沿走向和倾向均呈宽缓的波状起伏，向北倾伏，上盘为童子岩组-文笔山组，下盘为文笔山组-栖霞组。2.2.3横向正断层F,、F。Fs断层为矿区东北部边界断层，走向北西32 0，倾向北东，倾角 7 0。走向延伸长度 2 90 0 m，垂直落差 350 m，上盘为溪口组，下盘为童子岩组、翠屏山组。断层破碎带0.5 1.0 m，带内断层角砾清楚，断层带及旁侧常有岩脉侵入。F。断层地表出露于矿区南西角，走向延伸长度 450 0 m，矿区内出露56 0 m，走向北西2 90 32 0，倾向南西，倾角6 3，F21323ZK12202123.461-断面等高线及标高；2-断层下盘线及断层编号；3-勘探线及编号；4-钻孔编号及断面标高；5-坑内施工钻孔编号及断面标高；6-控制端点及编号：7-矿区范围图2 溪口矿区煤矿Fi断面等高线图垂直落差2 50 m。上、下盘均为童子岩组、翠屏山组。2.2.4逆断层F,FioF,断层：为逆断层,地表出露于矿区中南部,北段被F,断层上盘翠屏山组地层覆盖。地表有3个点间接控制，深部有3个钻孔（ZK14/124、ZK 12 50 4、ZK 37/12 6)控制。另外，经多年开采，生产碉有9个水平石门和四采区+6 6 5m副斜井揭露控制了该断层。北段被F，断层上盘翠屏山组地层覆盖。断层走向北北东1020，倾向西，倾角40 6 6，垂直落差2 0 16 0 m，上、下盘均为童子岩组。2023.NO.5.474DZK12503271.425D9067传源南环境能源开发ISSN1672-9064CN35-1272/TKFio断层：为走向逆断层，地表出露于矿区中部，走向延伸长度 110 0 m。地表有4个点控制，深部有1个钻孔(ZK12402)控制。断层走向北东31，倾向北西，倾角38,垂直落差350 m，断层上盘为童子岩组-文笔山组，下盘为童子岩组。12 6 线以南被F，断层上盘地层覆盖，北部被Fs截断。表1F工程控制一览表线号孔号122ZK12202ZK30ZK12301123ZK12302ZK12303ZK1ZK2ZK3ZK6124ZK14ZK15ZK28ZK12401ZK12402DZK12502DZK12503125DZK12504ZK312.2.5走向正断层Fg、F、F3F：走向正断层：地表出露于矿区北西部，地表穿过整个矿区，走向延伸长度 2 46 0 m，垂直落差8 0 m。断层走向北东33倾向东，倾角58，上下盘均为童子岩组。F,走向正断层：地表出露于矿区中部,走向延伸长度90 0 m，断层走向北东2 9倾向南东，倾角42 6 5，垂直落差110 m，上下盘均为童子岩组，南段被F断层上盘地层覆盖。F，走向正断层：地表出露于矿区东南部，为东部边界断层，走向近南北向，倾向东，倾角45，矿区内延伸长度430 m，垂直落差130 m。上盘为童子岩组第三段、第二段，下盘为童子岩组第一段、第二段。除上述主要断层外，还有F13正断层，地表出露于矿区北西部，深部有4个钻孔控制。近东西走向，向北倾伏，上盘为童子岩组第三段-第二段，下盘为童子岩组第三段-第一段。另外矿区内小断层也较发育，走向大部分以北北东或北东为主，次为北西向及近东西向。3矿区构造成因浅析(1)中二叠世早期的海西运动，造成南岭纬向构造带与华夏系构造体系复合，地层发生了坳陷，巨厚的准地台沉积形成，含煤盆地在中二叠世晚期发育形成。根据已有的研究资料，童子岩组的含煤岩系形成后，翠屏山组与童子岩组由于东吴运动造成了假整合，但是晚古生代相对较平静，这是沉积物固结成岩的时期,此期构造运动对本区的构造影响不大1。(2)三叠纪早、中期发生的印支运动，造成南岭纬向构造体系进一步加强,并占据主导的地位。与此同时北北东向的新华夏系开始形成，古特提斯洋慢慢关闭，欧亚大陆南部地层开始伸展，整个福建含煤区二叠系及其它地层处在南东和北西向的拉伸环境中，使地层顺着软弱层发生了滑移，推覆断层F及其它的断层初具成型。在晚三叠世印支运动末期，扬子板块与华南板块发生了碰撞，造山运动在福建含煤区发生，形成了一系列的背、向斜，例如太华一长塔背斜的形成。同时，由于隆标高/m线号孔号123.46DZK12601132.80DZK12603203.00DZK12604363.25126139.82415.06198.11233.79407.25254.20311.34189.39251.60232.67296.97271.42167.15227.67标高/m322.00306.19221.29DZK12605290.19ZK33140.99ZK36207.91ZK37229.75ZK4272.80ZK5253.56ZK7444.49321.05ZK11ZK12128ZK17ZK18ZK21ZK22DZK12801132ZK26起进一步加强，侧向挤压力在不断加大，致使靠近隆起核部的含煤岩系产生了一系列的破裂面，并在侧向挤压力和自身重力等多种因素的作用下,形成了次一级褶皱。印支运动使地壳应力场转变为以水平挤压为主，由于翠屏山组中巨厚砂岩层呈刚性，阻挡了水平挤压冲力，且童子岩组地层的泥质岩呈高塑性，含煤地层受挤压进而产生一系列翻卷褶皱!。(3)罗纪中、晚期发生的燕山运动，新华夏系构造运动以北东向为主导，受到太平洋板块俯冲挤压的作用，本区在区域应力场的作用下，受到来自南东向的推力，煤系地层和翠屏山组在印支运动形成的褶皱得到进一步强化，同时在先期形123.39成的共轨破裂面进一步发育，形成了一系列次一级褶曲和张255.51性断层，进而形成上述多种断层2-3。218.46(4)白垩纪开始后，受燕山运动的作用，菲律宾板块的活316.59动表现尤为强烈。在以南北向为主的压剪性等主压应力作用258.73下，对本区先期形成的断层和褶皱进行了叠加和改造，在褶皱302.41的转折端形成一系列的次级褶皱，并且先期形成的褶皱受到409.48断层的切割和破坏,在随着构造应力场呈周期性的变化，本区的构造趋于定型4-5。4结论通过上述的分析和研究，笔者得到以下2 点粗浅认识：(1)本区在经历了海西期、印支期和燕山期以来多次构造运动的长期作用，形成了复杂的构造格局，其形成过程可划分为4个阶段：含煤盆地形成阶段；I级褶皱和推覆断层形成阶段；次级褶皱和一系列正断层形成阶段；构造体系的叠加、改造和定型阶段。(2)本区构造主要特征表现为翻卷褶曲，这是由于本区煤系地层高塑性的泥质岩为主，其在应力作用下产生大幅度的塑性变形，且不发生断裂，即为揉皱现象。流弯褶皱作用使高塑性的煤岩层产生了顺层流动，在侧向和水平挤压应力等外力的综合作用下，最终形成了翻卷褶曲。参考文献1福建省地质二队,福建省大田煤矿溪口井田普查地质报告R.三明：福建省地质二队，197 9.2韩德馨，任德贻，周永丰，等.中国煤田地质学M.北京：煤炭工业出版社，198 0.3黄汲清.中国地质构造及其演化M.北京：地质出版社，198 3.4福建省地质矿产局.福建省区域地质志M.北京：地质出版社，1985.5王文杰，王信.中国东部煤田推覆、滑脱构造与找煤研究M.北京：中国矿业大学出版社，1993.6郑贤腾，李校斌.福建省大田县溪口井田溪口煤矿资源储量地质报告R.三明：福建省闽西地质大队，2 0 16.2023.NO.5.48