李樹成 李志澤 孫洪德 呂增
摘 要:遼寧省南票煤田系晚古生代石炭-二疊紀含煤盆地,屬于華北賦煤區。華北賦煤區石炭-二疊系含煤地層屬于典型的地臺沉積,沉積建造發育于巨型克拉通盆地內,盆地的形成、發展及演化決定于其大地構造背景。華北晚古生代沉積盆地是中朝板塊之上的大型克拉通盆地的中國部分,其基底為華北地臺(華北板塊)。晚古生代時期,海水主要從東部或南東部侵入盆地,北西部亦有海水侵入,在板塊內形成范圍廣闊、坡度極緩的陸表海基濱岸廣泛發育的沉積盆地。
關鍵詞:燕遼臺褶帶;地臺沉積;巨型克拉通盆地;南票
1 大地構造背景
南票煤田處于中朝準地臺(Ⅰ)~燕山臺褶帶(Ⅱ)~遼西臺陷(Ⅲ)~朝陽穹褶斷束(Ⅳ)。西部為NNE向的朝陽-藥王廟斷裂系,東部為NNE向的哈爾套-錦州斷裂系,北部為南票-義縣斷裂,煤田位于三者之間,緊鄰中者。
依據基底的構造體制,盆地充填地臺北緣與西伯利亞板塊交接部位,其東臨太平洋板塊,自中生代以來,太平洋板塊對本區仍至中國東部的影響日漸強烈,因此又可歸屬濱太平洋構造域的范疇。其煤田的形成和后期構造改造主要受上述三大板塊的直接支配和控制(如圖1)。
圖1 研究區大地構造位置(據華北課題(1991)修改)
1.大斷裂;2.推斷或隱伏斷層;3.板塊縫合線碰撞帶;4.板塊俯沖帶;5.研究區位置;6.板塊、地體、地塊代號
A.西伯利亞板塊;B.華北板塊;C.樣子板塊;D.太平洋板塊;E.張廣才嶺-小興安嶺地體;F.那丹-哈代地塊;G.遼吉地塊;H.遼東地體;I.魯東京幾地塊;J.寧羌-南黃海地塊;K.錫林霍特-阿林地體;L.東錫霍特-阿林地體
2 區域構造格局
依據板內基底的構造體制,蓋層的構造變形,構造旋回發展的演化特征,南票煤田周邊構造格局可劃分為四區三線(圖2):
三線為劃為二級構造的獨立分區:
1、內蒙地軸,2、燕遼臺褶帶,3、北鎮~山海關臺隆,4、下遼河斷陷帶
三線為劃分四個二級構造區的界線:1、建平~南票~阜新~斷裂,2、青龍~錦州~哈爾套斷裂,3、菊花島~張強斷裂。
圖2 研究區及其周邊大地構造單元劃分
3 南票煤田構造
南票煤田位于金嶺寺-羊山向斜的東南翼,與頭臺子-黃土坎-楊家仗子斷隆帶接觸。中生界構造層為南票向斜,西北為麒麟堡背斜;上古生界石炭二迭系含煤地層出露呈單斜構造,地層走向北35-60°東,傾向北西,傾角20-70°。-800m以淺葦子溝井田-三家子井田間呈向東南突出的弧形構造,葦子溝井田處于弧形構造的內側。沙金溝附近向北西傾沒的前寒武系背斜構造,中石炭系本溪組與饅頭組地層呈不整合沉積接觸。
斷裂構造有兩組:一組走向40-60°西,傾角70-80°的正斷裂;另一組走向北30-60°東的逆沖斷裂,如大西溝逆沖斷裂,走向北東,傾向北西,傾角50-76°左右,石炭、二迭系含煤地層重復出現。
4 構造演化
上古界生界含煤巖系沉積之前經歷了加里東期、海西期(中、下古生界)構造運動,與華北地臺一起抬升,而缺失上奧陶系~下石巖系的地層,經長期肅蝕夷平作用及地殼的運動形成了沉積盆地,但基底凹凸不平。如南票煤田葦子溝井田本溪組厚度51.91米,至富龍山井田,為(局部)六煤組直接沉積在馬家溝組之上。且石子組沉積于寒武系紫色頁巖之上,與其下呈不整合接觸。而下石盒子組沉積于寒武系地層之上,分別缺失本溪組及太原組,證明基底凹凸不平盆地沉積逐漸擴大,這也是遼西區上古生界含煤地層沉積的特點之一。
中生界下三迭系的沉積繼承了上二迭系后潘莊子組的沉積,但盆地縮小。由于印支運動的影響,地殼的拾升,局部造成山間盆地,而沉積了中、上三迭系薛杖子組、老虎溝組含煤地層。印支運動的繼續活動沿斷裂有火山的噴發,形成了巨厚的興隆溝組火山巖地層。燕山運動沿斷裂的幾次火山巖噴發,成生了蘭旗組及及義縣組的火山巖地層。上古生界石炭系同沉積構造見于南票煤田葦子溝井田,石場組、太原組沉積變薄,兩者之間應有斷裂的成生,沉積六煤組時斷裂結束。故有南票六煤組的沉積。
南票煤田含煤巖系有上古生界石炭系中統本溪組,上統太原組和二疊系下統山西組、下石盒子組,含煤盆地經歷了海西、印支、燕山運動的影響。
5 結論
5.1 經過分析構造演化規律及華北賦煤區沉積特征可將南票煤田煤系地層進一步劃分為華北地層分區,南票煤田的地層由老至新有薊縣系、青白口系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、第四系。
5.2 南票煤田呈北東~南西向長條帶狀。它的成生和發展受多期構造運動所控制,尤其是晚古生代早期,加里東期的構造輪廓奠定了晚古生代聚煤期的構造基礎,為石炭、二迭紀含煤建造的沉積創造了良好的古地理條件。
成果構造資料分析研究表明,煤田內含煤地層為二迭系下統下石盒子組及山西組,石炭系上統太原組,山西組及太原組地層是南票煤田主要含煤地層,賦煤條件較好,5、6、8三個煤組發育好,沉積普遍,厚度較大。通過反復細致分析大地構造演化情況,得出煤層賦存連續性和延展性規律,對今后勘探,井工有著深遠的指導意義。
參考文獻
[1]東北煤田地質局.遼寧省煤炭資源潛力評價報告,2010.
[2]東北煤田地質局155勘探隊.遼寧省葫蘆島市南票煤田煤普查地質報告,2011.
作者簡介:李樹成(1963-),1983年浙江煤田職工地質學院,畢業后一直從事煤田地質工作。