沁水煤田樊莊井田構造特征分析

田志強

（山西省煤炭地質114勘查院，山西長治046011）

沁水煤田樊莊井田構造特征分析

田志強*

（山西省煤炭地質114勘查院，山西長治046011）

在分析區域構造地質資料的基礎上，通過樊莊井田地質填圖、鉆探、測井、化驗等勘探手段，對區內出露地層構造和鉆孔巖芯構造特征進行綜合分析。結合區域構造演化，分析了井田構造發育特征、構造演化歷史及其形成機制。認為樊莊井田構造主要受燕山運動構造活動控制，其構造格局表現為東西分帶、南北分段的基本特征。

樊莊井田；構造特征；發展演化

樊莊勘探區位于山西省沁水煤田晉城礦區中部，勘探區面積127.01km2，地質填圖面積140km2，共施工鉆孔97個，其中11個鉆孔見巖芯構造破碎帶，1個鉆孔為陷落柱。地質填圖構造形跡與鉆孔控制煤層起伏形態相對應。9個鉆孔揭露的斷裂構造和1個陷落柱未波及地表，其斷層落差均不大于20m。依據區域構造特征及其演化，對本區構造特征進行對比分析。

1　區域構造特征

1.1區域構造位置

山西省地處華北古板塊內部，屬于典型的板內構造。晉城礦區位于華北斷塊區呂梁—太行斷塊沁水塊坳東部次級構造單元沁水復式向斜南段，晉（城）—獲（鹿）斷裂帶的西側。樊莊井田位于晉城礦區的中部（圖1）。

1.2區域構造特征

晉城礦區在奧陶系剝蝕面上沉積了石炭系、二疊系、三疊系地層，此間構造活動微弱。從三疊紀末期開始處于隆起狀態廣泛遭受剝蝕。之后始于早侏羅世至晚白堊世早期間為本區域最主要的燕山期構造運動活動階段，在燕山運動的不同時期，隨應力場的改變表現出不同的構造形式。

（1）燕山運動早期（早侏羅世—中侏羅世早期）：由于東西向主壓應力的作用，構造變動在形態上主要為大型開闊褶皺，如太行山復式背斜隆起、沁水復式向斜。

（2）燕山運動中期（中侏羅世晚期—早白堊世早期）：該期是北北東向構造的主要時期，地塊在南北向扭力和東西向擠壓力聯合作用下發生構造變動，主壓應力方位由早期的東西向轉變為北西西—南東東方向，由此而形成了北北東向的線型擠壓帶，如晉（城）—獲（鹿）斷裂帶。

（3）燕山運動晚期（早白堊世晚期—晚白堊世早期）—喜山期：該期區域構造應力方式發生了改變，主壓應力方向為北東—南西向，主張應力方向為北西—南東向，相應的構造變動以改造先期變形為主，以北北東向壓性斷層改造為張性斷層尤為突出，其構造類型以斷裂為主，褶皺次之。在沁水盆地南緣，有一組主要由東西向—北東向斷層組成的弧形斷裂帶。井田內西部的寺頭斷層北東段走向北10°～25°東，南西段走向逐漸改為近東西向，這正是此期原屬北北東向的構造形跡被改變的結果。

總之，沁水復向斜與太行山復背斜分界的晉獲斷裂帶對區域構造格局的形成和發展具有重要的控制作用。晉城礦區主體構造線方向與晉獲斷裂帶方向一致，呈北北東向展布，區域地層走向亦為北北東向，向西緩傾，沿走向和傾向方向均呈波狀起伏，形成次一級寬緩的短軸褶曲，自東向西其褶皺的緊閉程度由強變弱，構造形跡的展布由集中到分散，隆起、凹褶的幅度逐漸變小，由窄變寬。區內形成的主要斷裂構造為高角度正斷層，走向北北東向。

2　井田構造

2.1井田構造特征

井田構造特征與區域構造特征一致。井田內總體構造形態為走向南北—北北東，向西緩傾的單斜。在此基礎上發育方向比較單一的寬緩褶曲。沿傾向方向，東部較平緩；中部褶皺形跡緊密，西部較陡，走向近南北，多為不對稱的褶曲，表現為東翼緩，西翼陡，兩翼地層產狀一般為4°～12°，局部受構造應力作用最大可達28°；西部表現為向西傾的單斜，傾角一般為10°左右。沿走向方向，南部褶曲，多為短軸寬緩褶曲，斷裂構造較發育；北部褶曲相對緊密，兩翼地層產狀較陡。沿傾向及走向伴有少量斷層和一個陷落柱。井田構造格局表現為東西分帶、南北分段的基本特征（見圖2）。

（1）褶曲：井田內共有10條褶曲，走向近南北，以西坪上背斜和應郭向斜為主體，構成井田構造形態的骨架(褶曲構造特征見表1)。

表1　樊莊井田褶曲構造統計表

（2）斷層：井田內共有斷層14條，其中落差大于50m的2條，落差在20～50m的斷層5條，落差小于20m的7條；正斷層8條，逆斷層6條(斷層構造特征見表2)。

利用鉆孔破碎帶孤立斷點確定斷層最可靠的依據是地層層位缺失和重復，其斷層性質、落差易確認，走向依據井田在區域應力作用下張性斷層一般為北25°東，壓性斷層一般為北15°西的方向確認，斷面傾向方向一般與地層的傾向有關。

在區域構造應力作用下會形成一組走向、傾向、傾角相同，落差不一的疊瓦狀斷裂帶；井田內逆斷層規模均不大，落差小于30m，其沿走向和傾向方向延伸不會太遠，傾角平緩，一般為45°左右，落差將逐漸變小導致斷層消失，以至于地表基巖無斷層表現形跡。

（3）陷落柱：井田內中部-107號鉆孔為陷落柱(X1)，形態上，平面呈圓形或橢圓形，剖面上呈倒漏斗狀。該孔從518.05m至終孔927.24m巖芯破碎。上部巖芯正常，未出露地表。其3號煤層陷落范圍直徑約200m。陷落柱壁傾角按區域陷落角為80°確定。

2.2井田構造應力場分析

井田構造的發育受到區域構造背景和構造應力場的控制。

燕山運動早期，最大擠壓應力方位為東西向，構造變動在形態上主要為大型開闊褶皺；井田內在東西向擠壓應力的作用下，形成次一級南北向壓性構造褶曲和北北西向逆沖斷裂。區域應力場河淮“軟塊”向西擠壓遇到沁水相對“硬塊”的作用下，使井田內構造由東向西，地層產狀由東部平緩變形至西部較陡，褶曲亦形成東翼緩，西翼陡的不對稱變形，地層產狀最大可達28°。

燕山運動中期，主壓應力方位由早期的東西向轉變為北西西—南東東方向；在井田內形成北北東向壓性構造，由于南部擠壓性斷裂的發育，應力得以釋放，擠壓褶曲應力得到“舒展”變形，使井田南部表現為斷裂發育而褶曲寬緩的構造特征。

燕山運動晚期—喜山期，主壓應力方位由中期的北西西—南東東方向轉變為北東—南西向，主張應力方向為北西—南東向，相應的構造變動以改造先期變形為主，其構造類型以斷裂為主；在井田內原形成的北北東向壓性斷裂改造為北北東向張性斷裂；井田南端至寺頭一線壓應力跡線向北偏轉，原北北東向構造形跡被改造形成由東西向—北東向的弧形張扭性斷裂。

3　結語

樊莊井田構造的發育在很大程度上受到區域構造背景和構造應力場的控制。經歷燕山運動早期、中期、晚期—喜山期等不同時期的改造，構造格局相應產生了分異轉化。總體構造形態為走向南北—北北東，向西緩傾的單斜，在此基礎上發育方向比較單一的寬緩褶曲。沿傾向方向，東部較平緩；中部褶皺形跡緊密，西部較陡，走向近南北。沿走向方向，南部褶曲，多為寬緩褶曲；北部褶曲相對緊密，兩翼地層產狀較陡。中南部沿傾向及走向伴有少量斷層和一個陷落柱。其構造格局表現為東西分帶、南北分段的基本特征

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P618

A

1004-5716(2016)11-0162-04

2015-12-09

2015-12-10

田志強（1962-），男（漢族），山西孝義人，工程師，現從事煤田地質工作。