煤田地質構造

煤田地質構造

控制煤的聚集與賦存形態的地質構造。前者簡稱控煤構造,後者簡稱賦煤構造。在煤聚集前和聚集過程中,地質構造控制著古地理、古氣候、古植物群落的分布,影響和控制著古沉積條件,在適於煤聚集的時間和空間形成含煤岩系。

在煤聚集後,地質構造又使聚煤盆地充填的含煤岩系隆起、坳陷、褶皺、斷裂、流變、變質以及岩漿侵入等等,使已形成的煤層遭受改造。隨著後來的剝蝕或掩埋,煤層在地殼表層形成了新的賦存狀態 。

基本介紹

  • 中文名:煤田地質構造
  • 外文名:geological structure of coalfield 
  • 學科:煤田地質學
  • 作用:控制煤的聚集與賦存形態
  • 研究方法:數據採集、分析歸納、再現模擬
  • 類型:地質構造
分類,研究方法,

分類

煤田地質構造可從不同角度進行分類。常用的有以下三種分類方法。
(1)根據煤田地質構造形成的地球動力學可分為:
①擠壓應力作用下形成的煤田推覆構造、褶皺、逆沖斷裂等;
②引張應力作用下形成的斷陷盆地、伸展構造等;
③扭應力作用下形成的走滑斷裂、擠隆、拉分盆地等;
④複合作用下形成的壓扭、張扭、先壓後張構造等。
(2)根據煤田地質構造發生的時期可分為:
①聚煤期前的基底構造;
②聚煤過程中的同沉積構造;
③聚煤期後不同形態、不同等級、不同性質,不同序次的改造變形。
(3)根據煤田地質構造控制的地域範圍可分為:
①區域煤田地質構造;
②礦井構造等。
中國煤田地質構造由於構造運動的方式、方向不同,在不同地區,不同地質時期其區域煤田地質構造各具特色:
①華北聚煤區,石炭二疊紀煤田煤層相對穩定,褶皺寬緩,斷裂以正斷層為主。在太行山東麓、魯西地區,鏟式斷裂、抬斜斷塊、斷塊發育,煤田多保存於寬緩的向斜盆地和斷塊的下降盤;
②華南聚煤區中東部,多緊密線性褶皺,逆沖斷層發育,晚古生代煤田煤層多保存於緊密向斜內;
③華南聚煤區中西部和西南地區東部,隔檔式、隔槽式褶皺屬其顯著特徵,二疊紀煤田多在窄狹的向斜部位或背斜部位保存或出露,第三紀煤田構造平緩;
④東北聚煤區,北東向雁行排列的中生代煤盆地群十分醒目,且多為單面斷陷盆地,同沉積構造發育,相變劇烈,煤層厚度不穩定,富煤帶明顯受同沉積構造控制;
⑤中國西部地區中生代煤盆地(鄂爾多斯煤盆地、準噶爾煤盆地)規模大,地層平緩,斷裂稀少,煤層厚、儲量大,富煤帶與湖盆中心、濱岸線的遷移密切相關。烏魯木齊煤田呈急傾斜構造。
中國在一些巨型構造帶邊緣或附近,包括陰山構造帶南麓、秦嶺構造帶東段、南嶺構造帶北麓、雪峰山東麓以及郯廬斷裂帶附近,還發育有相當規模的推覆構造。在太子河流域、興隆、豫西、楊梅山、漣邵以及徐淮地區的推覆體下,往往賦存有煤炭資源。
用構造體系的觀點研究控煤構造,系由中國李四光教授首創。它大可以研究地殼運動,海陸分野,海水進退,聚煤帶、聚煤區的分布;中可以研究煤盆地的成生與煤田的分布規律; 小可以研究礦井構造,探索褶皺、斷裂的排列樣式。

研究方法

煤田地質構造研究大體可以分為實際資料、數據採集,分析歸納抽象,重複再現模擬等三個階段。
(1)煤田地質構造實際資料、數據採集階段。
①採用地質學方法,在野外對岩石、地層、相環境、古生物、變質帶、接觸界線以及構造形跡的性質與產狀及各種不同類型、序次構造間的相互關係進行觀察和測量。
②在室內使用顯微鏡、電子顯微鏡、X—射線,對礫石、古生物變形,岩石組構,煤顯微組構,煤核以及礦物晶格位錯進行觀察與統計。
③採用地質鑽探方法,擴大直接獲取地質素材的範圍。
④採用地球物理方法,研究隱蔽,半隱蔽煤田及煤田深部地質構造。高解析度地震勘探可探明斷距為10m以上的斷層,古地磁法用於研究古構造和同沉積構造,航空、航天遙感技術用於在大範圍內研究區域煤田地質構造等。
(2)分析歸納階段。
①根據實際資料編制各類平面圖、剖面圖、立體構造圖、構造剖面圖、地質平衡剖面圖、構造綱要圖、構造體系圖、煤層頂板或底板等高線圖、煤層等厚線圖、各種趨勢面分析圖、相剖面圖、岩石組構與裂隙統計圖、古地磁圖、應力軌跡圖等。
②運用構造解析和應力場分析等方法,歸納構造發育及組合規律,分析其成生機制,建立構造模式,用以解決構造控煤規律和構造預測。
(3)重複再現模擬階段。任何構造模式的建立,都應該在自然界有良好的重複性和室內的再現性。為此,可進行泥巴模擬試驗、光彈性模擬試驗和數力計算。隨著計算機技術的發展,計算機模擬越來越廣泛地用於煤田地質構造模擬。
研究煤田地質構造的目的不同,其研究方法的選擇亦不盡相同。對基底構造(古構造)研究,首先應該著手於古構造標誌和形跡的研究,根據成煤期前地層出露、火成岩分帶、動力變質帶、地球化學等資料,辨識古隆起帶,根據古隆起、古斷裂展布,沉積等厚線圖與岩相圖的關係等,確定古坳陷帶。
然後,根據古構造形跡建立古構造模式,進而探討基底構造對成煤的控制作用和煤炭資源的分布狀態。對同沉積構造研究,同樣要先研究同沉積構造形跡。根據斷層兩側岩層厚度和岩相的顯著差異,鑑別同沉積斷層;根據煤層現今埋深與煤變質程度的相關分析,辨識同沉積褶皺。
常用的研究方法包括:相一厚度分析法、地質平衡剖面法(圖解法)、煤岩法、古地磁法、沉積穩定坡度法以及沉積速率法、回剝法、骨架縱座標法等盆地模擬技術。

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