龙永煤田聚煤盆地滑覆推覆构造演化及不同时期控煤模式研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xueyueer001
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该论文首次提出闽西南聚煤前的构造背景为:中晚元古代之间发生的四堡运动,使华厦古陆发生三接点式裂解,形成了南平-宁化(分南、北两段)、政和-大埔深大断裂。由于这三条深大断裂的分割形成福建区域构造格架的三个地体--闽西北地体、闽西南地体及闽东地体。龙永聚煤盆地位于加里东运动产生的海沟岛弧系的前弧盆地中。   福建省主要聚煤时代为晚古生代早二叠世茅口期。早古生代构造奠定了聚煤盆地基础,中生代构造决定了煤田的工业价值,研究这两个时代构造特征对龙永煤田勘探开发尤为重要。根据龙永煤田沉积地层特点,聚煤盆地成煤后依次发生了:印支运动、燕山早期及燕山晚期等三次的地壳运动。从区域构造来看,龙永煤田聚煤盆地构造演化有如下特点:印支动运主要产生滑覆构造,这次运动对龙永煤田的富煤带赋存致关重要;燕山早期运动主要产生层间推覆构造,这是再次影响该区富煤带赋存;燕山晚期动运主要产生基底逆冲推覆构造,这次运动决定了含煤盆地的勘探价值。   本文系统地总结了闽西南聚煤盆地的滑覆、推覆构造存在二类五型,即因重力作用产生的滑覆构造和因水平力作用产生的推覆构造(二类);滑覆构造又分为脱底、层间、脱顶构造(三型);推覆构造又分为燕山早期的层间推覆、燕山晚期的基底逆冲构造(二型)。系统地总结了印支期的滑覆构造控煤模式;燕山早期的层间推覆构造控煤模式;燕山中期的基底逆冲推覆构造控煤模式;燕山晚期的滑覆、推覆构造组合控煤模式。应用本次总结的控煤模式,成功地预测了7个含煤新区。   (1)印支期滑覆构造。龙永煤田中印支期的滑覆构造主要类型有:上二叠统翠屏山组(P2CP)与下二叠统童子岩组第三段(P1t3)之间的脱顶滑覆断层;下二叠统童子岩组第三段与童子岩组第一段(P1t1)之间的层内滑覆断层;下二叠统童子岩组第一段(P1t1)与下二叠统栖霞组(P1q)之间的脱底滑覆断层。在盖层岩层序列中,由于煤系和煤层属于力学软弱层,故重力滑动构造的滑动面绝大多数位于煤系中,且往往是在煤层附近。滑动面的几何形态为“锅底”状断层,浅部倾角大,深部倾角小,直至顺层滑移面。沿此滑面滑动的结果,滑体后部不同时代的较新地层与下伏较老地层接触,造成滑面之上不同程度的地层缺失。当滑面位于煤层之上时,往往因滑动缺层和后剥蚀,在滑体后半部形成非煤地层翠屏山组压煤现象,即翠屏山组地层与煤系中、下部接触,缺失地层数百米(童子岩组第一段及文笔山组等地层),使童子岩组第三段煤层埋深大大变浅。   (2)燕山期早期的层间推覆构造。这类推覆构造大体发育在含煤岩系中,由于滑脱面大体平行于层面、层间滑动的结果,主要造成煤系地层缺失,以顺层为主的滑脱面,在三明-上杭隆起的西部,推覆体多由下古生界-前震旦系地层组成,以东则由上古生界或下古生界地层组成,且层间逆冲推覆构造的规模不大,推覆距离不远。在所有印支运动产生滑覆断层上,都可能产生此类构造。具体是层间逆冲推覆构造发育在断层上下盘之间的关系上的共同点主要表现为童子岩组煤系地层推覆至新地层(如翠屏山组、溪口组地层)之上。推覆方向由西往东。其断层特征为:断层总体走向为北东南西向,倾向北西。倾角一般为15°~45°,最大65°,最小5°。呈下缓上陡。   (3)燕山期晚期的基底逆冲推覆构造。这类构造指基底岩石沿低角度逆冲断裂面上冲,在较大范围内掩盖了含煤岩系的一种推覆构造。逆冲推覆构造在断层上下盘地层之间的关系上的共同点主要表现为老地层(如文笔山组、栖霞组及更老时代地层)推覆至童子岩组煤系地层之上,这种推覆断层也包括造成童子岩组煤系地层之间的重复。推覆方向由东向西。其特点为:断层走向均为北东南西向,与区内广泛发育的滑覆构造走向相同。走向上常被北西向断层所切割,倾向南东,倾角一般为10°~30°,中间缓,上部及下部较陡。断层面呈缓波状起伏。区内大都呈隐伏状,北部地表出露一般呈半圈闭的弧形。基底指与含煤地层间存在明显区域性不整合的一套岩石组合。闽西南中部出露地表的早古生代变质岩大多为外来岩系,其下掩盖着大片的晚古生代的地层。外来岩系在平面上构成相对弧立、封闭的地质块体,在空间上呈“飞来峰”飘浮于晚古生代或部分中生代地层之上。在由晚古生代地层组成的盖层中,则表现为复杂的倒转、斜歪褶皱以及多组缓倾角断裂,造成地层大幅度缺失。   (4)滑覆、推覆构造空间分布特点:龙永煤田东部以推覆构造为主,龙永煤田中部区是以滑覆、推覆构造组合形式出现,龙永煤田西部主要以滑覆构造为主。龙永煤田滑脱构造演化过程是:在印支早期先形成重力滑覆断层,在重力滑覆基础上使滑覆面随地层褶皱;在燕山早期形成以层间推覆为主的推覆构造,在燕山晚期形成以基底逆冲为主的推覆构造。   (5)通过龙永聚煤盆地滑覆、推覆构造演化及富煤带赋存层段机理分析,探讨了龙永煤田不同时期控煤模式特点:发现聚煤盆地构造演化与富煤带展布有一定的相关性,主要表现在一定时期、一定空间、一定样式的构造与一定层段的富煤带在走向、倾向上,具有一定的相关性,即一定富煤带产生在一定滑覆、推覆及其组合中。总结不同时期控煤模式:即印支期为滑覆构造控煤模式;燕山期早期层间推覆构造控煤模式,燕山期中期基底逆冲推覆构造控煤模式,燕山期晚期滑覆、推覆组合控煤模式。较理想的控煤模式有上推下留型、上滑下留型、滑褶集中型。   (6)其空间分布是:龙永煤田西部主要产生印支期的滑覆断层,应寻找走向上的富煤带;龙永煤田东部主要产生燕山期的推覆断层,应寻找倾向上的富煤带;龙永煤田中部主要产生印支期及燕山期的组合滑脱断层,应寻找上推下留型、上滑下留型、滑褶集中型的走向、倾向的富煤带。   (7)根据控煤模式理论已经研究发现龙岩地区在华竹坪、官西、大洋坑、蔡坑岭、陈坑东、金山、大白洋、津头深部、曾吕坑、捷步等10个矿区,有一定的含煤远景,其中陈坑东、金山、大白洋等3个预测区在2009年和2010年的福建省专项勘查资金项目中立项成功;曾吕坑、捷步预测区在2011年10月被批准为中央地质勘查基金项目。在永定地区经研究发现在琴山岽、悠远、文馆、杏坑及康市街等5个矿区,有一定的含煤远景,其中悠远、文馆等2个预测区在2009年和2010年的福建省专项勘查资金项目中立项成功。   本文研究的创新点主要有:   (1)该论文首次提出闽西南聚煤前的构造背景为:中晚元古代之间发生的四堡运动,使华厦古陆发生三接点式裂解,形成了南平-宁化(分南、北两段)、政和-大埔深大断裂。由于这三条深大断裂的分割形成福建区域构造格架的三个地体--闽西北地体、闽西南地体及闽东地体。龙永聚煤盆地位于加里东运动产生的海沟岛弧系的前弧盆地中。   (2)通过对龙永煤田27个已勘探区的资料系统地分析总结了龙永煤田的滑覆、推覆构造演化模式为:二类五型,即因重力作用产生的滑覆构造和因水平力作用产生的推覆构造(Ⅱ类);滑覆构造又分为脱底、层间、脱顶构造(Ⅲ型);推覆构造又分为燕山早期的层间推覆、燕山晚期的基底逆冲构造(Ⅱ型)。   (3)针对龙永煤田的构造演化模式,系统地总结了印支期的滑覆构造控煤模式;燕山早期的层间推覆构造控煤模式;燕山中期的基底逆冲推覆构造控煤模式;燕山晚期的滑覆、推覆构造组合控煤模式。此项研究为龙永煤田进一步寻找富煤带指明了方向。
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