地质构造特征

如题所述

1.3.1 区域构造背景

工作区位于鄂尔多斯地块东南缘的渭北隆起带东段。其北为稳定的鄂尔多斯地块主体,南经渭河地堑与秦岭褶皱带相接,东经汾河地堑与吕梁山褶皱带相连,其西为贺兰山和六盘山褶皱带的接合部(图1.6)。矿区平面构造格架主要受周边这些大型构造带的控制,中小型构造也不同程度地循周边构造成生、展布和发展,尤与东部和南部构造的关系更为密切。从区内及邻区磁性体埋深资料及航磁、重力资料分析,其太古宙变质基底的构造线方向,以北东向和近东西方向为主,古生代至新生代各主要地层的构造演化也明显表现为北东向和近东西方向的控制作用。由于受秦岭构造带的影响和居里面埋深的不同,北西向构造也有一定表现(图1.7和图1.8)。可见,区域构造格架和基底构造形式决定了本区的基本构造格局,即北东向(含北北东向)、近东西向(含北东东和北西西向)和北西向构造走向为区内构造的主要展布方位。

图1.6 大地构造位置示意图

(据王双明等,1996,修改)

图1.7 陕甘宁盆地东南部磁性体长轴方位数据圆上直方图

1.3.2 矿区构造

矿区构造经历了多期多方向应力作用,在区域构造和基底构造控制下,构造的总特点是边浅部复杂,冲深部简单,南北分区性明显。地层总体成一走向北东,向北西方向缓倾的单斜构造。边浅部构造现今表现为北北东向延伸的逆冲断裂、伸展断裂与残破褶皱并存的局面。其中逆冲断裂在北区发育较甚,向南部逐渐分支消失;伸展断裂横亘全区,不同程度地切割了逆冲断裂及褶皱构造。残破褶皱则系早期的北东向韩城边缘背斜带受后期伸展断裂切割破坏之结果,即韩城边缘背斜带大部分沉降归并于汾河地堑系,现断续存留的背向斜或者是该带中的部分残片,或者是其次级成分,二者的成生关系已难识别(图1.9)。但据构造出露特征和地层出露新老关系分析,边浅部逆冲断裂和残破背斜带是同期构造作用的产物,伸展断裂则是后期张扭作用的产物。在矿区中部,呈大致等距性展布有三个伸展断裂带,其发育规模由南向北逐次减弱,但却使矿区主体处于应力松弛、破裂开启的环境之中。正是边浅部的挤压构造作用造就了煤层气矿床的封闭保存条件,而其伸展构造作用则为煤层气的运移和富集提供了通道和空间。中深部构造形式主要为各种幅度的褶皱和挠曲。由东南向西北,它们的产状越来越平缓。上述这些断裂、褶皱和挠曲构造的方向以北东向为主,其次为北西向和近东西向,各种裂隙构造的延伸方向亦大致与断裂方位相同,北区构造以褶皱为主,断层发育稀少,较密集地带位于边浅部宽约0.5km范围内,南区构造以断层为主,大断层一般切穿煤层,通达地表,但褶皱所见不多。南北二区的分界线位于马沟渠与燎原矿之间的文家岭一带,此带内由于各种类型挤压褶皱十分发育,故成为挤压“隔墙”分割了南北二区且控制了两区的变形。

图1.8 鄂尔多斯地块居里面等深度图

(据张泓等,1995)

图1.9 矿区东缘背斜带示意图

T1,P1,P2,CO2

,Ar为地层代号;F1~F7为断裂编号

1.3.3 小型构造

小型构造主要指发育于煤层及其附近的各种断裂构造和褶皱构造。其总的特征为:北区小型褶皱构造十分发育,走向以北西向为主,东西向次之,南北向也有所见,多为向深部倾伏的较宽缓背向斜。断裂以正断层为主,多发育在褶皱轴部附近和挠折带的由陡变缓地带。南区则小型断裂构造十分发育,褶皱较少。断裂具多方向性和等距性特点,绝大多数为正断层。小型构造层控性明显,即多发育在煤层附近,一般均未切穿上下邻近煤层,垂向连通性较差。由于北区褶皱发育,由此所派生的滑动构造使煤体原生结构破坏较甚,糜棱煤和碎粒煤十分发育,致使煤层气渗透性能很差,成为不易抽放区。南区则由于张性小断层发育而使煤层原生结构保存较好且煤层割理、裂隙发育良好,从而使煤层气渗透性变好,成为易抽放区。当然,在较大型正断层或正断层组贯通的地带,煤层和围岩均遭破坏,当属煤层气的逸散区。

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