貴州黔西定新勘查區構造特征及其演化

王利選

(貴州省煤田地質局地質勘察研究院，貴州 貴陽 550081)

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貴州黔西定新勘查區構造特征及其演化

王利選

(貴州省煤田地質局地質勘察研究院，貴州 貴陽 550081)

在系統分析勘查區地質資料基礎上，結合區域構造特征，揭示了勘查區構造發育特征及演化。結果顯示：勘查區構造形態為一穹隆構造，褶曲構造以NE為主，斷層走向以NE、NEE為主，傾向NW、SE，均為高角度斷層，正斷層多于逆斷層，斷層落差多大于30m，其構造復雜程度為中等構造；勘查區劃分為逆斷層主控區、斷裂構造復雜區、褶皺疊加區、構造復雜區4個構造區塊，斷裂構造組合樣式有：Y型，X型、樹杈狀及“入”字型、階梯式、塹壘式；勘查區構造受區域構造控制明顯，燕山中期研究區經歷了NE-SE向擠壓、近NS向擠壓和NW-SE向擠壓的應力轉換過程，奠定了研究區主體構造格架。燕山晚期及喜山期改造先期構造，使斷裂構造性質發生轉變，形成現今正斷層為主體的現象。

定新勘查區；構造特征；組合型式；構造演化

勘查區位于貴州省黔西縣北部，直距黔西縣城12km。西起金坡白巖腳煤礦，東至渭河，北以安洛、仁和勘查區邊界為界，南至甘棠鄉，行政區劃屬黔西縣仁和鄉、桃園鄉、定新鄉管轄，面積為211.58km2[1]?？辈閰^內褶皺、斷裂構造極為發育，影響其煤礦煤炭資源的開發及利用。為此，本文通過對勘查區構造特征及其演化進行研究，以期對煤礦的安全生產起到一定的指導作用。

1 區域地質概況

勘查區位于揚子準地臺黔北隆起遵義斷拱畢節北東向構造變形區內，所在區域亦屬于傳統稱謂的“黔中隆起”腹地(圖1)。區域出露地層除奧陶系、志留系、泥盆系缺失外，從震旦系至侏羅系均有分布。區域內構造形跡以一系列北東或北北東向的背斜、向斜及與之斜交的北東、北西兩個方向的斷裂為主。定新整裝勘查區位于NE向的金沙—黔西向斜之北西翼中段，其西北部有紙廠背斜，勘查區主體屬于黔西向斜北西翼含煤區。

2 勘查區構造特征

勘查區位于黔西向斜北西翼近軸部地帶，其構造形態為一穹隆構造，其內褶曲、斷裂均較發育，區內褶曲軸向及斷裂走向總體為北東向，主要分布于勘查區的西北及東南部，正斷層為主、且較發育，大部為高角度(大于60°)，其落差由淺向深逐漸變??；逆斷層落差由淺向深逐漸增大。區內構造主要包括下窯背斜、落圈底向斜、趙家坡頂背斜、長麻窩向斜、建筑坡背斜、田灣背斜、黃泥坡向斜、新開田背斜、干河溝向斜、大斜廠向斜、田壩向斜、麻窩頭向斜及與之共生的NE、NEE向斷裂構造(圖2)，區內地層走向NE，傾向NW，傾角均較平緩，為5～10°，局部地段因構造影響地層產狀有一定的變化，其構造復雜程度為中等構造。

圖1 區域構造圖Figure 1 Map of regional tectonics

2.1 褶皺

勘查區內褶皺構造較發育，共發育褶曲15條，其中背斜7條，向斜8條。主要分布在勘查區的西北部及東南部，區內褶曲構造的主要延伸方向為NE向，其次為NNE向及SN向，其中以近SN向褶曲構造最不發育，區內主要褶曲特征見表1。

2.2 斷層

勘查區在勘探過程中采用了鉆探、物探等方法，對區內斷層的控制相對較高，依據區內資料的整理與分析，勘查區內共發育斷層37條，其中地表出露斷層27條(鉆探控制8條)、鉆探揭露發現10條(隱伏斷層)，按斷層性質進行劃分：全區正斷層28條，占斷層總數的75.7%，逆斷層9條，占25.3%。斷層落差0～30m的斷層15條，30～50m的斷層8條，50-100m的斷層6條，大于100m的斷層10條(表2)。利用斷層各項參數數據對研究區正斷層及逆斷層分別作了走向、傾向玫瑰花圖及傾角分布圖，依圖對區內斷層產狀特征分析如下。

表1 定新勘查區主要褶皺構造統計表

圖2 勘查區構造綱要圖Figure 2 Structural outline map of exploration area

斷層名稱斷層性質走向傾向傾角/°落差/m延展長度/m查明情況F3逆斷層NESE5920～704.80已查明F4逆斷層NESE53～6630～3007.20已查明F10正斷層NEESSE72～7850～602.20未查明F24逆斷層NESE6370～2806.70基本查明F1正斷層近SN向NEE68～75203.80基本查明F2正斷層NEESSE70～8210～12012.65已查明F5正斷層SEESSW76～79352.30未查明F6正斷層SEESSW75500.95未查明F7正斷層NENW78350.89未查明F8正斷層NEESSE70～75251.10未查明F9正斷層NEENNW70～71300.70未查明F11正斷層NEENNW70～8040～9010.30已查明F12正斷層NEENNW70～7550～1007.40未查明F27正斷層東西36070100.60未查明F13正斷層NENW60～7020～504.95未查明F14正斷層NESE72303.80基本查明F15正斷層NENW68～7515～507.50已查明F16正斷層NESE60～7540～18018.00已查明F17正斷層NENW70～7520～1007.20已查明F18正斷層NENW65～7650～904.50未查明F19正斷層NESE7020～505.50已查明F20正斷層NESE7550～755.50已查明F21逆斷層NEENWW6530～502.20未查明F22逆斷層SESW46～65100～2307.30未查明

2.2.1 產狀

①走向(圖3)。礦區內正斷層主要延伸方向為NE向，優勢走向方位為30°～40°，次為NEE向，其優勢走向方位為0°～10°，此外還發育有少量的NWW及NNW向的小型斷層(落差小于10m的斷層)；逆斷層主要延伸方向為NE向，其優勢走向方位在55°～60°，研究區統計的9條斷層中有一條呈NW向。

②傾向(圖4)。區內正斷層傾向以NW、SE向最為發育，其次為SSE、NNW及SSW向，正北向斷層在區見有兩條；逆斷層傾向主要發育為SE向，區內SW及NWW向逆斷層各見一條。

③傾角(圖5)。礦區內正逆斷層均為高角度斷層，正斷層傾角大部分在70°～80°，占正斷層總數的60%，逆斷層傾角大部分在50°～60°，占逆斷層總數的45%左右，如研究正斷層F11傾角73°，逆斷層F22傾角54°，兩者均切割T2s、T1m2、T1m1、T1y3、T1y2、T1y1、P3c、P3l及P2m，因此，在此構造背景下，區內地層受到較強的構造應力。

2.2.2 組合形式

①平面組合?？辈閰^斷裂構造在平面上的組合形式主要有Y型，X型及樹杈狀，其中以Y型最為常見，這種組合樣式通常是由一條主斷裂與其旁側的分支斷裂呈一定角度斜交而形成，分支斷裂構造的應力作用在于主斷裂交匯處較強，遠離交匯處應力作用漸弱， 如F11主斷裂與其分支斷裂F12共同組合的就是這種形式。X型組合樣式，由兩條斷裂相互切割、錯斷形成的，這種組合樣式可以得出斷裂構造形成的先后順序，即切割者新，被切割者老。如區內F4、F7組成的樣式，F4切割F7，則F7先于F4形成。樹杈狀組合樣式是Y型的進一步發展，Y型組合樣式中主斷裂的不止一次旁側分叉，就形成樹杈狀組合樣式，如礦區內F16斷層組中由F14、F15、F17、F18、XTF3五條分支斷裂組成，平面上呈復雜的樹杈狀。

圖3 斷層走向玫瑰花圖Figure 3 Rose diagram of fault strikes

圖4 斷層傾向玫瑰花圖Figure 4 Rose diagram of fault dips

圖5 井田斷層的傾角分布直方圖Figure 5 Histogram of minefield fault dips distribution

②剖面組合?？辈閰^斷裂構造在剖面上的組合樣式主要有“入”字型、“Y”型、階梯式、塹壘式4種類型(圖6)?！叭搿弊中?、“Y”型構造組合是斷裂構造形成期次判定的重要依據，根據先期構造切割后期構造及后期構造為先期構造所限制的特性，可以明顯的看出斷裂構造形成的先后順序，如區內“入”字型組合的F101、F24斷層組合，F101被F24所限制，則F24先于F101斷層形成。區內F3、F24斷層是一組走向與傾向大體相同的逆斷層，同一地層在斷層的傾向方向上順序下落，形成剖面上的階梯式組合樣式，此種構造組合對煤層的厚度、展布特征產生一定的影響，給煤礦開采帶來一定難度[2]。剖面上塹壘式構造組合樣式是研究區處于較強的伸展型應力作用背景的一種反映[3]，這種組合樣式是由一系列高角度正斷層組成，在本勘查區內很常見。

2.3 礦井構造分區

根據勘查區構造形態基本特征及規模大小將其分為四個區塊(圖1)。

圖6 斷裂構造組合型式Figure 6 Faulted structure assemblage style

2.3.1 逆斷層主控區

該區范圍為F4斷層下盤至勘查區西北角邊界，區內構造總體走向為北北東向，區內褶曲5條：下窯背斜、落圈底向斜、趙家坡頂背斜、長麻窩向斜、建筑坡背斜，軸向均為NE-SW向，延伸長度5～7m，規模中等；區內斷層發育4條，走向NE、NEE，其中逆斷層3條，占75%，與勘查區正斷層為主體的整體背景相悖，逆斷層受到的水平擠壓作用較強烈，往往導致區內煤層擠壓、破壞現象嚴重，煤層較為破碎。

2.3.2 斷裂構造復雜區

該區范圍西以F4為界，南以F12為界，北至勘查區邊界。區內整體上為一系列北東東向的斷裂和褶曲。區內斷裂構造為主，斷層發育10條，褶曲構造2條。一條近南北向的田灣背斜及一條NE向黃泥坡向斜，延伸長度均小于2km，為小型褶曲。10條斷層全為正斷層，走向以NE向最發育，其次為NW向，少見SN向，與研究區構造行跡相一致。

2.3.3 褶皺疊加區

該區范圍北以F12為界，南以F16為界，東西以勘查區邊界為界，主體構造行跡北東向。區內斷裂構造3條，褶曲構造3條。區內主要受褶曲構造的影響，軸向以NNE、NE向為主，區內的新開田背斜、干河溝向斜、新田背斜相互疊加形成一個鞍狀構造。此鞍狀構造形態，在每個褶曲構造的不同部位發生不同程度的隆升、下降，導致煤層在一定部位呈弧形突出，受到不同的破壞。斷層軸向NE，規模相對較小(落差小于50m)，對煤層整體破壞不嚴重，只會在褶曲部分地段切割煤層，產生小范圍影響。

2.3.4 構造復雜區

該區包括F16斷層以南至勘查區邊界的范圍，為一系列北東向的斷裂和近似南北向的褶曲。區內斷裂構造10條，褶曲構造6條，10條斷層中正斷層8條，逆斷層2條，并且斷層均為高角度斷層(60°～80°)，6條褶曲中4條相互疊加形成大型鞍狀構造，加之北東向斷裂構造對其的切割破壞，導致本區形成較為復雜的構造特征，在此構造背景的影響下，煤層往往呈現支離破碎的狀態。

3 勘查區構造演化

勘查區構造發育特征主要受區域構造應力場及構造演化的控制，因此，研究勘查區構造特征應首先了解區域構造背景特征。本文主要針對勘查區中生代以來的構造演化特點進行分析，本次研究的定新勘查區在區域上屬于黔西煤田，依據前人研究成果[4-7]，對區域構造特征產生明顯影響的是印支期以來的構造運動，并且自印支期以來區域上主要發生了三期構造應力場的變化，NE-SE向擠壓構造應力場、近NS向擠壓的構造應力場及NW-SE向擠壓的構造應力場，在此構造背景下，形成了如今的主體構造格局?？辈閰^晚二疊世煤層形成以來先后經歷了印支、燕山及喜山運動，其中以燕山期的構造運動對本區的影響作用最大[8-9]，其奠定了勘查區的主體構造格架，依據野外地質調查、勘查區構造分析，結合區域地質資料，將勘查區構造演化分成3個階段。

3.1 印支期運動

印支運動始于晚三疊世，是中國地質史上的一次標志性運動，它導致了古特提斯洋盆的關閉，形成南方古陸，研究區中晚三疊世之間發生安源運動，海相沉積結束，進入陸相凹陷盆地的全面擠壓階段。而研究區二疊世、三疊世連續沉積，表明此次的印支期運動對本區構造形態的變化影響不大，期間穩定的構造背景對煤層的發育及后期煤化產生積極作用。

3.2 燕山期運動

燕山運動發生于侏羅世、白堊世之間，而研究區侏羅系、白堊系之間不整合接觸時常發生，表明研究區受燕山期運動影響較大，尤以中晚燕山運動最為明顯。這從研究區早中侏羅系連續沉積而晚侏羅系至白堊系期間地層角度不整合可以得到驗證。

發生于晚侏羅世與早白堊世末之間的中燕山運動，是奠定研究區構造格架的關鍵時期，區域動力來源為西部丁青-怒江新特提斯洋自西向東碰撞閉合及東部太平洋板塊早白堊世初向北斜向俯沖于歐亞大陸之下。晚侏羅世末，勘查區受到NE-SW向的擠壓應力作用，勘查區周邊及內部會形成近NW向的褶曲和斷裂，研究區在此構造背景下的構造特征較為少見，僅在勘查區的北部邊界見有F5、F6兩條小斷層；隨后，在區內丁青-怒江洋東段閉合的背景下，整個黔西地區受到近NS向擠壓應力作用，勘查區內部形成近EW逆沖斷層和褶皺，如勘查區內黃泥堡向斜、F23、F26、F27斷層是在此構造應力場作用下形成的。到早白堊世初期，區內古太平洋板塊向北斜向俯沖于華南板塊之下，中國南方由新特提斯構造域向濱太平洋構造域轉換，長樂-南澳新特提斯洋碰撞閉合，研究區受到強烈的NW-SE向擠壓應力作用，形成NE、NNE向構造，如今研究區大部分褶曲與斷層延伸方向都是NE、NNE向，至此，研究區主要構造形態基本形成?？傊?，由于區域構造體制的轉換，新特提斯洋自西向東閉合，使得整個研究區在中燕山期經歷了NE-SE向擠壓、近NS向擠壓和NW-SE向擠壓的應力轉換過程，奠定了研究區主體構造格局。

發生于晚白堊世與古近紀之間的晚燕山運動，區內雅魯藏布新特提斯洋自西向東的俯沖擠壓及東部太平洋板塊塊正向俯沖于歐亞板塊之下產生的弧后擴張作用為其提供能量，研究區受到NW-SE向拉張，加之區域東側雪峰山地區快速隆升，區內產生伸展作用，研究區由擠壓型盆地轉為拉張斷陷，在此構造背景下研究區大部分逆沖斷層反轉為正斷層，研究區現今正斷層數占斷層總數的75%就是受此時期構造變形的影響。此外，在區域性伸展作用下，加之研究區東部雪峰山近NS向的控制，導致區內近EW的伸展作用可能更為強烈，使得研究區大量的NE向斷層發生左行走滑運動，具有張扭性質。

3.3 喜山運動

本區喜山運動對勘查區內構造影響作用不大，主要是改造一部分的早期構造，其在研究區內的主要表現是造成區內現今張性構造組合樣式的形成。同時轉變勘查區內一些逆斷層為正斷層。

4 結論

(1)勘查區地層走向NE，傾向NW，其構造形態為一穹隆構造，區內褶曲、斷裂均較發育，褶曲構造以NE為主，斷層走向以NE、NEE為主，傾向NW、SE，均為高角度斷層，正斷層多于逆斷層，斷層落差多大于30m，其構造復雜程度為中等構造。

(2)定新勘查區構造具有斷裂構造組合樣式多樣、構造分區性等特征，根據區內構造發育特征，勘查區劃分為逆斷層主控區、斷裂構造復雜區、褶皺疊加區、構造復雜區4個構造區塊，斷裂構造組合樣式有：Y型，X型、樹杈狀及“入”字型、“Y”型、階梯式、塹壘式等。

(3)區域構造背景及構造應力場很大程度上控制著礦井構造的發育，勘查區自煤層形成經歷了多期構造運動，其中以燕山中期影響作用最大，期間研究區經歷了NE-SE向擠壓、近NS向擠壓和NW-SE向擠壓的應力轉換過程，奠定了研究區主體構造格架。燕山晚期及喜山期改造先期構造，形成現今正斷層為主體的現象。

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Structural Features and Evolution in Dingxin Exploration Area, Qianxi County, Guizhou Province

Wang Lixuan

(Geological Exploration Research Institute, Guizhou Bureau of Coal Geological Exploration, Guiyang, Guizhou 550081)

Based on systematic exploration area geological data analysis, combined with regional tectonic features, revealed exploration area structure development features and evolution. The result has shown that the structural form in the area is a dome, fold trend is mainly NE; fault strikes mainly NE and NEE, dipping NW, SE are all high-angle faults, number of normal faults more than reverse faults, fault throws mostly larger than 30m; structural complexity medium. The area can be divided into 4 structural blocks: mainly reverse fault controlled block, faulted structure complex block, fold superimposed block and structurally complex block. Faulted structural assemblage style has Y, X, dendroid, λ, stepped and graben-horst types. Structures in the area are obviously controlled by regional tectonics, during the middle Yanshanian period experienced transition process from NE-SE, near NS to NW-SE compressions, and laid a main structural framework in the area. During the later Yanshanian and Himalayan periods have reformed prior structures, made the faulted structure property changed and formed the phenomenon of mainly normal faults at present.

Dingxin exploration area; structural features; assemblage style; structural evolution

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.06.05

王利選(1984—)，男，河南新鄉人，貴州大學工程碩士研究生，研究方向：地質工程。

2017-03-21

1674-1803(2017)06-0025-07

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責任編輯：宋博輦