安徽淮北煤田构造特征和形成机制

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安徽省煤炭资源主要分布在两淮煤田(淮南煤田和淮北煤田),淮北煤田分成五个矿区,分别是闸河矿区、濉萧矿区、宿县矿区、临涣矿区和涡阳矿区,主采煤层主要赋存于晚古生代二叠系煤系地层中,其沉积环境从晚石炭世到晚二叠世由宽广的沿海滨岸成煤沼泽相转变为内陆盆地。晚古生代至中生代期间的印支运动与燕山早期运动均表现为较强烈的褶皱和逆冲断裂以及岩浆活动破坏了煤层的完整性。淮北煤田位于华北板块东南缘,处于徐宿弧形推覆构造带前缘和外缘带,由于淮北煤田特殊的构造位置,在其演化的历史中遭受多期的构造变质变形,形成了形态复杂的构造系统。本文以大量矿井开采实际地质资料为依据,结合区域地质背景,在对区域地质资料系统分析和野外地质调查的基础上,以淮北煤田各个矿区的构造解析,典型煤矿的构造解析,以及构造特征和应力场分析为研究方法,主要获得的认识包括以下六方面:1、以宿北断裂为界将淮北煤田划分为南、北两个构造分区,北区构造线总体近SN-NNE走向,呈向西凸出的弧形展布,北区主要以逆冲断层为主,发育褶皱样式为侏罗山式长轴褶皱;南区构造线走向NNW和NNE,以正断层和开阔短轴褶皱为主,向斜较宽缓,核部为石炭-二叠系地层,煤炭资源丰富,但埋深较大。根据推覆体的前缘断层分别对南、北构造区进行二级分区,并对各分区内矿区构造进行构造解析。北区为徐宿推覆构造主体部位,萧县背斜及其以东地区为推覆构造上覆系统,萧县背斜以西地区属推覆构造的下伏系统;南区以西寺坡断层为界,该断层以东地带为徐宿弧形构造带东南末端,属推覆构造上覆系统,西寺坡断层以西地区为推覆体下伏系统。2、对淮北煤田各矿区和矿井进行构造解析,表明各矿区经历了 2期或3期构造叠加形成的不同构造格局。自石炭-二叠系含煤地层沉积后,淮北煤田至少经历了 3期较大的构造事件:即印支期近SN方向的挤压,形成近EW向断裂构造为主;燕山早期NWW-SEE方向的强烈挤压作用,形成徐宿弧形构造;燕山晚期NNE-SSWW方向挤压,在煤田内形成大量NNE-SSW方向正断层。3、从平面上和剖面上分析了徐宿弧形推覆构造带的特征,认为该区断裂以逆掩断层为主,构造组合样式以叠瓦状逆断层、台阶状逆断层和断层相关褶皱为主,飞来峰是台阶状逆断层的一种特殊形式。通过共轭节理等构造要素的测量,利用赤平投影方法求解古应力场,表明形成徐宿推覆构造的最大主应力为NWW-SEE方向挤压。4、平衡地质剖面及构造恢复表明,宿县路疃-黑峰岭一带盖层缩短率为20%,淮北朔里—官山一带缩短率约为14%。徐宿逆冲推覆构造应该属于前展式扩展方式,前锋断层的推覆距离最小,为1Okm左右,推覆体主体部分推覆距离30km左右,后缘根部推覆距离达到100km以上,可能从郯庐断裂西侧经过长距离推覆到本区。
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