李煥同，王林杰，曹代勇

(中國礦業(yè)大學(xué) 煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，北京，100083)

湖南地區(qū)處于揚子地塊與華夏地塊交接部位，分別受特提斯構(gòu)造域和太平洋構(gòu)造域多期次運動的影響，經(jīng)歷了自晉寧運動以來的多期強烈構(gòu)造運動塑造了多期次的構(gòu)造疊加、干擾、改造的復(fù)雜構(gòu)造格局。研究區(qū)位于華南褶皺系中長邵斷坳的中部和西部，區(qū)域構(gòu)造格局和構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，煤田構(gòu)造樣式種類繁多。因此研究該區(qū)域煤田構(gòu)造格局和控煤構(gòu)造樣式，對深入認識湘中地區(qū)煤田構(gòu)造變形、煤系賦存規(guī)律、指導(dǎo)煤炭資源勘查與評價有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)自元古代至早古生代，始終處于海相環(huán)境，沉積了巨厚海相復(fù)理石建造。早古生代末期，加里東運動使洋盆閉合形成加里東褶皺帶，揚子地臺和華南加里東褶皺帶再次拼合成統(tǒng)一的華南古板塊，水平運動擠壓形成一系列封閉性的褶皺及其相關(guān)的斷裂，構(gòu)造線主體呈東西向和北東向。晚古生代至中三疊紀時，華南古板塊內(nèi)部裂解，形成一系列呈北東向的陸表海盆地，該時期形成了重要的石炭紀測水組、二疊紀龍?zhí)督M含煤巖系。晚三疊轉(zhuǎn)入強烈活動階段，運動以水平擠壓為主，受基底地層構(gòu)造控制，形成寬展型到緊閉型的、有方向、系統(tǒng)的褶皺和斷層。中新生代大地構(gòu)造演化受到古亞洲大陸與庫拉-太平洋板塊之間的相互作用及古陸殼板塊拼貼持續(xù)作用的聯(lián)合控制，地殼運動激化，構(gòu)造變形復(fù)雜，擠壓和拉伸多次交替。

研究區(qū)內(nèi)賦存有下石炭統(tǒng)測水組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、上三疊統(tǒng)及下侏羅統(tǒng)等四個煤系。主要含煤地層為下石炭統(tǒng)測水組及上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M，含煤性好，煤層較穩(wěn)定，儲量豐富，是湖南省最重要的兩個含煤地層，其次為下侏羅統(tǒng)唐垅組及心田門組。北部的白馬山—龍山串珠狀隆起將漣邵煤田分為北段的漣源凹陷和南部的邵陽凹陷，大致以北緯27°40′為界把本區(qū)龍?zhí)督M含煤地層分南型和北型兩個亞型[1-2]。

2 煤田構(gòu)造特征

漣邵煤田處于雪峰隆起的東南，屬于“華南褶皺系”的范圍，經(jīng)歷中生代以來的多次構(gòu)造運動，含煤巖系變形較強烈，以煤田推覆構(gòu)造發(fā)育為特征。漣邵煤田主要受東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造的控制。東西向構(gòu)造在本區(qū)很發(fā)育，北有安化-瀏陽東西向構(gòu)造帶，南有陽明山-塔山東西向構(gòu)造帶，中部有白馬山-龍山東西向構(gòu)造帶；北東向構(gòu)造有湘中北東向構(gòu)造、越城嶺-牛頭寨-關(guān)帝廟北東向構(gòu)造和都龐嶺-紫荊山-陽明山北東向構(gòu)造。這些東西向構(gòu)造和北東向構(gòu)造不僅控制了漣邵煤田晚古生代的含煤建造及其巖相古地理，也是該煤田劃分三個含煤區(qū)的邊界(表1)。后經(jīng)祁陽弧形構(gòu)造及北北東向構(gòu)造的改造，使本煤田構(gòu)造更趨復(fù)雜。其褶皺和斷裂都很發(fā)育，褶皺多為線型，背斜較緊密并多被規(guī)模較大的壓性或壓扭性斷裂破壞而不完整；向斜較開闊，多不對稱，一般東翼平緩，西翼較陡或倒轉(zhuǎn)，呈隔擋式組合，煤系主要賦存于向斜內(nèi)。

2.1褶皺構(gòu)造

漣邵煤田褶皺構(gòu)造發(fā)育，在西北部斷裂密集帶之間，發(fā)育著一系列樞紐略微向北西凸出呈弧形彎曲的緊閉褶皺，這些褶皺大多保存不完整，一般具有南東翼陡、北西翼緩、軸面傾向南東的特點。

在祁陽弧形構(gòu)造北翼，自西而東分布了一系列寬緩的短軸向斜，這些向斜一般是東南翼平緩開闊，構(gòu)造簡單，煤層賦存較好；而西北翼構(gòu)造復(fù)雜，傾角陡峻，有時直立倒轉(zhuǎn)，煤層賦存相對較差。西部復(fù)式褶曲發(fā)育，而且褶皺比較緊閉，排列為南北向或北北東向，如蘆毛江復(fù)式向斜和青峰向斜；東部向斜比較寬展開闊，自西向東排列方向逐步折轉(zhuǎn)，如橋頭河向斜為北東向，斗笠山、恩口向斜為北東東向，洪山殿向斜則近東西向。因此本區(qū)具有各向斜構(gòu)造向冷水江—金竹山一帶收斂，反之向北東方向散開的格局。在兩個凹陷地區(qū)之間的龍山串珠狀隆起帶，由一系列北東向的短軸背斜和穹窿構(gòu)造組成，由西而東呈雁行狀排列。

在祁陽弧形構(gòu)造的弧頂，自東向西由一系列寬展型至緊閉型的向斜構(gòu)造組成，這些向斜仍然保持東翼平緩開闊、西翼陡峻、直立倒轉(zhuǎn)的特征，總體形成一個向西凸出的弧形。在漣邵煤田南部的牛頭寨串珠狀隆起帶，為一系列近南北向的緊閉褶皺。

在祁陽弧南翼則為一系列緊閉的向北西倒轉(zhuǎn)褶皺。這些褶皺經(jīng)歷多次構(gòu)造運動而形成，形成各種復(fù)雜類型的褶皺形式，常見有單斜、向背斜、復(fù)向背斜、直立褶曲、斜歪褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、傾伏褶曲、等斜褶曲、箱形褶皺等，在向背斜組合形成上，多形成隔檔式褶皺。

2.3斷裂構(gòu)造

漣邵煤田內(nèi)斷裂構(gòu)造以具有壓性、壓扭性的逆斷層、逆沖斷層為主，其次為弧形斷層，另外有逆沖推覆構(gòu)造、順層滑褶構(gòu)造、飛來峰、構(gòu)造窗等構(gòu)造。區(qū)域性主干斷裂為城步-新化斷裂；新邵-新寧斷裂；汨羅-邵陽斷裂；祁陽弧斷裂。金盤侖斷裂、鳳冠山斷裂把漣源含煤區(qū)分為梅城-新化構(gòu)造帶、集云-鳳冠山構(gòu)造帶和婁底-洪山殿構(gòu)造帶。斷裂組合形式以逆沖推覆型、褶皺斷裂型為主。逆沖推覆型，逆沖推覆構(gòu)造因其傾角緩、推覆距離遠，使煤層發(fā)生大規(guī)模的位移和較強烈的改造，推覆構(gòu)造的各構(gòu)造部位對煤層具有不同的控制作用。

表1 漣邵煤田分區(qū)分帶表

表2 漣邵煤田控煤構(gòu)造樣式一覽表

3 控煤構(gòu)造樣式的劃分

構(gòu)造樣式指一群構(gòu)造或某種構(gòu)造形態(tài)特征的總特征和風(fēng)格，即同一期構(gòu)造變形或同一應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的構(gòu)造的總和，這些構(gòu)造在剖面形態(tài)、平面展布、排列應(yīng)力機制上相互間有著密切聯(lián)系，構(gòu)造樣式的目的在于揭示地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律，建立地質(zhì)構(gòu)造模型[3-5]。在地質(zhì)勘查資料不足的情況下，可以通過構(gòu)造樣式的研究去認識可能存在的構(gòu)造格局和進行構(gòu)造預(yù)測。

控煤構(gòu)造樣式是指對煤系和煤層的現(xiàn)今賦存狀況具有控制作用的構(gòu)造樣式，它們是區(qū)域構(gòu)造樣式中的重要組成部分[6]?？孛簶?gòu)造樣式的劃分采用當(dāng)前構(gòu)造樣式研究的主流方案-地球動力學(xué)分類，即根據(jù)地殼應(yīng)力環(huán)境劃分為伸展控煤樣式、壓縮構(gòu)造樣式、剪切和旋轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式，以及具有構(gòu)造疊加和復(fù)合性質(zhì)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式四大類[7]。以野外調(diào)查、煤田地質(zhì)勘探資料分析為基礎(chǔ)，根據(jù)漣邵煤田的區(qū)域構(gòu)造特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)含煤巖系和煤層現(xiàn)今分布與構(gòu)造形態(tài)之間的關(guān)系，將漣邵煤田地區(qū)構(gòu)造樣式的主要類型歸納為伸展構(gòu)造樣式(單斜斷塊和掀斜斷塊)、壓縮構(gòu)造樣式(逆沖疊瓦構(gòu)造、沖起構(gòu)造、對沖斷夾塊型、褶皺斷裂型、飛來峰構(gòu)造)和復(fù)合型負反轉(zhuǎn)構(gòu)造等三大類型、八大亞類(見表2)。

4 構(gòu)造控煤作用及煤系展布規(guī)律

4.1單斜斷塊型

該型廣泛分布于在漣邵煤田各段，如在易家橋礦區(qū)36線剖面，該區(qū)為一個遭到斷裂破壞略具波狀起伏的單斜構(gòu)造，地層走向北西50°，傾向南西，傾角30°～45°。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，其中走向斷層傾向南西、傾角50°～60°，斷距在50～250 m間，形成單斜斷塊，破壞煤層連續(xù)性，使深部煤層若階梯狀上升(圖1)。

4.2掀斜斷塊型

以短陂橋礦區(qū)為代表，為一軸向北東呈“S”形的不對稱倒轉(zhuǎn)向斜，其構(gòu)造軸面的產(chǎn)狀南-中部傾向北西，北部傾向南東，向斜中南段的東南翼正常，北西翼倒轉(zhuǎn)，由于一系列正斷層使得含煤地層倒轉(zhuǎn)，使構(gòu)造趨于復(fù)雜，煤層遭到破壞。

4.3逆沖疊瓦型

以漣邵煤田為代表，在漣源凹陷西部[8]，由數(shù)十條不同規(guī)模、走向大致平行、斷面傾向南東的逆沖斷層組成，總體呈密集成帶、等間距分布，每條斷裂密集帶由一至二條主干斷層及數(shù)條不連續(xù)的次級斷層組成，構(gòu)成逆沖疊瓦型構(gòu)造樣式(圖2)。

4.4沖起構(gòu)造

以楓江溪礦區(qū)為代表，為軸向北東的向斜，次一級褶曲非常發(fā)育，兩翼不對稱，東翼平緩，傾角一般20°～40°，西翼傾角略陡為40°～50°，向北則逐漸變陡。在本區(qū)中部14勘探線近東側(cè)，由傾向相背的周家山逆斷層和天鵝坪逆斷層共用上升盤，形成沖起構(gòu)造，使得上升盤的煤層抬升變淺。

4.5對沖斷夾塊型

以新化馬鞍山礦區(qū)為代表，在漣源凹陷中部，該構(gòu)造發(fā)育于下石炭統(tǒng)上部的頂板逆沖斷層帶(上部層間滑動帶)和加里東構(gòu)造層頂部的底板逆沖斷層帶(下部層間滑動帶)以及其間的傾向南東并且切割泥盆系和下石炭統(tǒng)下部的分支斷層所組成(圖3)。

4.6褶皺斷裂型

以蘆毛江礦區(qū)為代表，北北東向的復(fù)式褶皺，褶曲、斷裂均較發(fā)育，褶曲東部緊密，傾角陡，西部開闊平緩。在礦區(qū)西北，孔灣正斷層走向北東25°，傾向北西、傾角65°，落差65～200 m，以及石槽沖正斷層走向北東55°，傾向南東、傾角50°，落差45～85 m等將褶皺斷開，破壞煤層的連續(xù)性和完整性。

4.7飛來峰構(gòu)造

一些規(guī)模不等的、主要由上石炭統(tǒng)灰?guī)r組成的橢圓型或長條形飛來峰，其長軸方向與蘆毛江礦區(qū)的構(gòu)造線方向基本一致，呈北北東方向展布，如蘆毛江礦區(qū)的長崗嶺飛來峰、大洋江飛來峰、礦仔巖飛來峰和望江亭飛來峰，這些飛來峰由西向東滑覆于先期形成的逆沖斷層之上(圖4)。

4.8反轉(zhuǎn)構(gòu)造

在漣源凹陷西部大熊山林場-圳上一帶[9]，伸展構(gòu)造帶沿先期形成的逆沖斷裂帶發(fā)育，斷裂破碎帶內(nèi)可見先期擠壓逆沖產(chǎn)生的構(gòu)造透鏡體、擠壓片理及斷層旁側(cè)的倒轉(zhuǎn)褶皺外，及后期拉伸滑動產(chǎn)生的張性角礫巖、牽引褶皺及剖面共軛方解石雁列脈(圖5)。

5結(jié)論

1)漣邵地區(qū)多期次構(gòu)造運動形成了北北東向的褶皺、斷裂組合體系，構(gòu)造變形強烈，并以擠壓型的控煤構(gòu)造樣式為主。煤系賦存狀況與構(gòu)造演化、構(gòu)造組合特征密切相關(guān)，構(gòu)造變形的疊加、改造及相互制約，控制了煤炭資源賦存。

2)提出了8中不同的控煤構(gòu)造樣式，對煤炭資源的賦存、勘探、開發(fā)具有重要作用(如推覆體下、飛來峰下找煤等)。煤系在漣源、邵陽坳陷內(nèi)向斜部位保存較好，有利于煤炭資源開發(fā)，但緊閉背斜處受到抬升剝蝕。推覆(滑覆)構(gòu)造下成為找煤的重要地段。

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