徐宿地區構造演化特征及控煤作用

劉金鑫　張凱

【摘 要】徐宿地區處于蘇魯豫皖交界中心，大地構造隸屬于華北板塊東南緣，是華北地區主要的賦煤地帶，自石炭二疊紀以來，該區經受了多次構造活動，構造演化與華北板塊南緣和東緣的兩條板緣構造活動帶密切相關。本文對研究區構造演化特征進行了詳細探討，并探討了研究區構造演化對煤田的控制作用。

【關鍵詞】徐宿；構造演化；特征；控煤作用

0 引言

徐宿地區大地構造上位于華北板塊東南緣，東以郯廬斷裂相隔，受南、東兩側板緣活動帶控制，構造活動強烈，發育了一系列逆沖斷層和緊閉的線性褶皺，平面上呈西向凸出的弧形，與區域性的構造格局極不協調。本文研究了區域構造演化特征及其對煤控制作用。

1 區域地層

徐宿地區的地層屬于華北地層區，區內的基巖出露面積比較小，多為第四系覆蓋，古老的結晶基底地未見揭露，蓋層發育良好。研究區從青白口系到二疊系發育了一套比較穩定的地臺型沉積蓋層，覆蓋在太古界泰山群變質基底之上，可劃分成3個亞構造層：青白口震旦系、寒武奧陶系和石炭二疊系。下部的青白口震旦系亞構造層主要為海相碳酸鹽巖，厚度從SE向NW逐漸減小，從而構成向NW減薄的楔狀沉積體。寒武奧陶系和石炭二疊系兩個亞構造層分別是濱海相的碎屑巖和淺海相的碳酸鹽巖組成的穩定上部蓋層，呈微角度不整合覆蓋在青白口震旦系亞構造層的上面。石炭系和二疊系為含煤地層，中、新生界主要發育于區內各斷陷盆地內，為陸相碎屑及火山碎屑沉積，有侏羅系上統、白堊系及古近系和新近系，第四系在全區廣泛分布。

2 區域地質概況

徐宿地區大地構造上處于華北板塊東南邊緣，南面與華南板塊相接，東面和郯廬斷裂帶相隔，西面與河淮沉降區相毗鄰，南北分別被EW向光武～固鎮斷裂和EW向豐沛斷裂所限制，區域基底構造格架受南、東兩側板緣活動帶控制，總體表現為受郯廬斷裂控制的近SN向的褶皺斷裂，疊加并切割早期的EW向構造，形成現今NNE向延伸的徐宿弧形構造，顯示出了一種和區域構造不協調的特殊構造格局。自燕山運動以來沉降區發生大規模斷陷活動，中新生界厚度普遍在2000米以上，隆起區自中生代后主體部分沉降幅度不大或隆起遭受剝蝕。

3 區域構造演化

根據區域地質資料綜合分析認為在加里東運動后的漫長地質歷史中構造變形微弱，地殼運動以區性升降活動為主，并連續沉積了中生代早三疊紀的地層。沉積格局整體上呈東西展布，是華北古板塊與周緣華南板塊之間的相互作用的結果。

印支—燕山早期，華北古板塊與華南古板塊沿南北方向運動并發生碰撞后，“蘇膠”或“張八嶺”地塊向華北古板塊施加反方向的南東東向擠壓應力，使本區由早期的南北擠壓為主的應力狀態轉變為強烈的近東向擠壓。在先期形成的東西向斷裂構造的基礎上產生近南北向的斷陷隆起；郯廬斷裂帶也在同時活動，發生左行剪切。這些由南東向北西疊加的隆起與擠壓以及前寒武系楔形體向西向上運移，終于導致本區發生由南東東向北西西強烈的逆沖推覆。并因其推覆擠壓前端遇到徐州西北碭山古陸核的阻擋，產生一系列北東向的向南減弱、向北發展的反向逆沖斷裂。

晚侏羅世至早白堊世，郯廬斷裂拉張裂陷，本區也受影響。由東到西，產生由強至弱的斷陷活動，東西、南北向古斷裂復活。反向逆沖斷裂的活動促使上覆系統沿石炭二疊紀煤系底面軟弱層產生伸展性重力滑動構造。早白堊世后，燕山晚期的擠壓活動加強了本區已有逆沖推覆構造的活動，并因宿北斷裂的平移剪切，最終造成徐宿弧形逆沖推覆構造。

喜馬拉雅期，主要表現為古構造的改造作用。近東西的大斷裂受到左行壓剪作用，但NNE走向大斷裂處于右行壓剪狀態，早期的右行走滑NE～NEE向斷裂轉變為單一的拉張作用，從而正斷層活動達到鼎盛。

4 構造演化對煤控制作用

徐宿地區在古生代形成石炭、二疊系含煤地層之后，遭受中、新生代印支、燕山以及喜山期強烈構造活動的破壞和改造而發生構造變形，力學性質不同的巖層其變形程度不同，夾于能干巖層之間的煤層是地殼各類巖石中最易變形、最易流動的軟弱層之一。因此構造動力變質作用所形成的構造煤成為一種普遍現象，徐宿地區在構造動力變質作用下，對深成變質作用和巖漿熱力變質作用形成的構造煤加以改造，加深了構造煤的變形變質程度。

徐宿地區石炭、二疊系含煤地層沉積期間，構造活動主要表現為區域性的整體升降運動，含煤巖系形成之后，仍延續了這種構造演化特征和構造格局，煤系上覆地層緩慢增加。進入三疊紀后地殼沉降速率急劇增大，本區快速沉降，連續沉積了三疊系地層。

晚三疊世開始，華北與華南板塊發生碰撞，由南向北的擠壓應力，促使本區整體上隆，沉積作用間斷，原先沉積的地層遭受風化剝蝕。燕山構造旋回早期，本區進入該太平洋構造域。由于中國東部太平洋板塊向中國大陸下的的俯沖，區域應力轉為NW～SE向作用，因而東部地區大量NE向構造形跡發育。同時在向斜褶皺和坳陷盆地內堆積了侏羅紀陸相紅色碎屑巖沉積和火山巖沉積。晚三疊世～早侏羅世階段，地殼處于波動上升狀態，煤層埋深由2000m以下剝蝕至1500m左右。

中、晚侏羅世發生了更為強烈的燕山運動，本區發生斷塊差異升降運動，形成隆起或坳陷，進而形成許多相互獨立的斷陷盆地，在一些坳陷和斷陷中形成晚侏羅世和早白堊世陸相沉積，并沿斷裂帶仍有巖漿侵入活動。中生代的印支和燕山運動使得本區的煤系抬升、褶皺、斷裂，并經歷了漫長的風化剝蝕和夷平，至此本區構造的基本輪廓已經成形，形成現今的煤系布局。

5 結語

徐宿地區區域構造演化特征復雜，最主要構造為徐宿弧形構造。中生代的印支和燕山運動使得本區的煤系抬升、褶皺、斷裂，并經歷了漫長的風化剝蝕和夷平，至此本區構造的基本輪廓已經成形，形成現今的煤系布局。構造演化與華北板塊南緣和東緣的兩條板緣構造活動帶密切相關，徐宿地區的煤層賦存明顯地受區域構造的控制，應該注意在北東向延展的推覆斷裂下找煤。

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[責任編輯：薛俊歌]