河南省新密煤田东部滑动构造研究

摘要： 新密煤田是全国15个重点商业煤基地之一，在其东部勘查中发现曲梁滑动构造，研究了该滑动构造的滑动面等特征，以及滑动构造的运动方向和滑移距离、形成机理，其研究成果对新密煤田东部地质勘查工作的开展和取得后期重大的地质成果起到了关键性的作用，对后期煤矿开采安全生产也具有指导作用，依据该研究成果查明了资源量超一亿吨的矿区，对新密煤田东部进一步找煤具有指导意义。

Abstract: XinMi coalfield is one of China's 15 key business coal base，on its eastern exploration found Quliang sliding structures, studied the sliding structures, and the movement direction of the sliding distance, formation mechanism, the research results play a key role to XinMi coalfield eastern development and made significant geological achievements in late, it is a direct role to coal mining safety, according to the research finds out over 1 billion tons coal mining areas, It has guiding significance in XinMi coalfield eastern surveying orientationfurther.

关键词： 新密煤田；滑动构造；研究成果；找煤预测

Key words: Xinmi coalfield；sliding structure；research results；for coal prediction

中图分类号：TD5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0025-02

1新密煤田概况

新密煤田位于河南省中部新密市及新郑市境内，是河南省主要产煤基地，亦是全国15个重点商业煤基地之一。

区内构造位置属华北地台南缘嵩箕台隆五指岭-白寨背斜的南翼斜，新密--新郑复向斜之北翼。地层产状总体南倾，部分区段由于受褶皱及断裂构造影响产状有起伏。区内褶皱、断裂和滑动构造均发育。褶皱主要为轴向近东西的开阔对称背向斜，断裂以与褶曲轴大致平行的近东西向高角度正断层为主，滑动构造主要有芦店滑动构造、大隗滑动构造、任岗滑动构造及本次研究发现的曲梁滑动构造。（图1）

区内地层属华北地层区豫西分区之嵩箕小区。整个煤田属半掩盖类型，西部地层露头较好，东部仅有零星露头，分布特征为自西向东时代渐新。出露地层有下古生界寒武系、奥陶系、上古生界石炭系、二叠系、三叠系及新生界古近系和第四系。其中缺失奥陶系上统、石炭系下统、三叠系中统及白垩系等地层。

石炭-二叠系为含煤地层，其中二1煤层位稳定，厚度一般3-8米全区可采，是新密煤田的主要可采煤层。其它煤层不稳定或局部可采。

2新密煤田东部曲梁滑动构造的发现与研究

河南省第二地质勘查院1982年以来一直在煤田东部开展煤矿勘查地质工作，先后施工钻孔172个，工作面积约300平方千米。先后进完成了河南省密县曲梁煤矿区详查、河南省新密煤田崔岗井田勘探、河南省新密煤田白石沟井田勘探、河南省新密煤田李岗勘查区勘探、河南省新密煤田窦沟勘查区勘探、河南省新密市韩家――新郑市李沟煤矿区详查等地质勘查工作。在这些工作区勘查、研究中均发现了滑动构造的存在。

曲梁滑动构造南从崔岗井田北界纵26线，北到白石沟井田、李沟矿区，西始原曲梁煤矿区边界，东延伸出矿区，南北长约10千米，东西长近7千米，控制面积约70平方千米。

2.1 滑动构造特征

2.1.1 滑动面滑动面分主滑面和次滑面。主滑面指滑动系统与基底间的滑动面，次滑面为上部滑动系统在滑动过程中产生的次级滑面。

主滑动面形态均呈凹月面形。周围高，中间低且向东倾斜和敞开。滑面的浅部较陡，与岩层呈一定交角斜切岩层，出现大于400米的地层缺失，向深部产状逐渐变缓并与下伏地层产状趋于一致，地层缺失很少或几乎无缺失。在深部大致位于二1煤层上部附近滑动，局部在二1煤层、或之下滑动。

次级滑动面存在于滑动系统内，浅部亦表现为正断层性质，出现地层严重缺失，至深部逐渐变缓靠近主滑面并与其汇合在一起。（图2）

在滑动构造面的上下出现较厚的构造破碎带，愈向浅部构造破碎带厚度愈大（可达300米）。观察统计发现破碎带具明显的分带性，即断裂带和碎裂、裂隙带。靠近滑动面的断裂带厚度1.06-32.06米，但一般厚度较小仅2-4米左右。构造岩以断层泥和断层角砾岩为主，角砾岩成分和颜色都很混杂，原岩特征被破坏，砂质成分呈角砾状，碎粒状及粉末状，泥质成分呈流变现象，具明显的揉皱和片理，磨光面、擦痕十分发育，并见常有绿泥石、石膏等次生矿物。断裂带上下为碎裂、裂隙带。在碎裂、裂隙带中岩石破碎但不混杂，仍保持原岩层序。其中砂岩因强度大，受影响较小，仅裂隙发育，而泥岩强度小，受影响较大，多呈碎裂状。碎裂、裂隙带中近水平滑动镜面和擦痕十分发育，说明除主、次滑面外，在其它较软弱泥岩中也存在小幅度滑移。

2.1.2 下伏系统位于主滑动面之下，在滑动过程中起着基盘作用的那部分岩体。本区滑动构造的下伏系统主要由奥陶系、石炭系及二叠系山西组岩层组成。这部分岩层在滑动过程中受影响较小，基本保持原来的沉积层序和构造形态。但二1煤层由于近邻或直接是滑动面，其原始结构、构造均已被破坏。

2.1.3 滑动系统位于主滑面之上脱离基盘滑动的岩体。本区滑动构造的滑动系统主要由二叠系煤系地层和三叠系非煤系地层组成。在部分井田三维地震勘查解释的时间剖面中显示滑动系统的构造形态与下伏系统明显不同。其为一向南南东方向倾斜的单斜构造，倾角10－30度，且在靠近浅部滑面处出现反牵引现象。在滑动系统岩层中，破裂岩、裂隙、磨光面都十分发育。

2.2 滑动构造的运动方向及滑移距离本区的滑动构造具多期活动性，滑动系统的滑移方向和滑动次数不是单一的。如果是单一方向的运动，则在运动方向的后方显示正断层性质，出现地层缺失，而在运动方向的前方应显示逆断层性质，会出现地层重复。事实上，该区滑动构造范围内的59个钻孔中均为地层缺失，未出现地层重复现象。且在同一钻孔中见到的构造岩有显示压性特征的糜棱岩、断层泥、揉皱、片理化等现象，又有反映张性特征的角砾岩。表明其受到多次应力的作用，滑动系统则经历了多期的滑动，滑动构造的运动方向和滑移距离已经很难判断。

2.3 滑动构造的形成机理燕山运动是区域内最后一次大规模的造山运动，也造就了目前区内的地质构造景观。据此作者认为区内的滑动构造与燕山运动应力场的变化关系密切。早期主压应力呈南北方向，地质体受南北方向挤压作用形成东西向褶皱（五指岭～白寨背斜、新密～新郑复向斜、荟萃山～风后岭背斜等），同时形成一组剖面上的扭性“X”破裂面（图3）。

中期随着南北向挤压力逐渐消弱，铅直方向的重力渐变为主压应力。由于在石炭-二叠系中二1煤层较稳定，连续性好，且厚度较大，是岩体中的软弱带，相当于地质体中的“原生破裂结构面”，其与早期形成的X破裂面衔接沟通，把整个地质体分割为上、下两部分。又因煤层及其伪顶、伪底泥岩都是较好的隔水层，在与上、下含水层间的界面上会形成很高的孔隙压力，甚至于会使其上的地质体处于漂浮状态。在漫长的地质时间内只要暂时的稳定状态被打破，上漂浮地质体总会克服静摩擦力由不稳定向下一个稳定状态滑移（图4）。

后期由于南北方向压应力消失及南北向张性应力的产生，以重力压应力、张性应力为主的作用下，形成一系列近东西向的张性断裂，区内F3、F4、F5、F8、F10断层切割了滑动构造（见图2），从而破坏了滑面的连续性，终止了滑体的运动。

3新密煤田东部曲梁滑动构造研究和应用

3.1 对新密煤田东部的地质勘查工作的开展和取得后期重大的地质成果起到了关键性的作用先期地质勘查工作中，在大面积范围内所施工的钻孔中均见到断层破碎带和地层缺失，按常规断层解释把整个区域内的二1煤层分割成支离破碎的小块段，当时对区内二1煤层未来开发利用的价值及是否还有进一步开展地质勘查工作的意义提出了疑问。

新密煤田东部滑动构造理念的提出和研究，对区内地质情况的认识有了重大的突破。研究成果表明，新密煤田东部确实存在规模较大的滑动构造，而滑动构造面仅局部侵蚀至二1煤层，大部的煤层完整性并未被破坏。滑动构造的研究成果为加快新密煤田东部二1煤层的勘查开发提供了可靠的依据。

经过后期连续多年的勘查工作，截止目前在此区域内已查明矿区（井田）六个，提交可供开发利用的煤炭资源储量超过六亿吨，已在建或筹建的大中型矿井有四个。这些重大地质成果与对新密煤田东部滑动构造的深入研究和研究成果的应用是密不可分的。

3.2 对后期煤矿开采安全生产的指导作用滑动构造对二1煤层开采技术条件影响较大，滑动面在二1煤附近时由于存在较大的构造破碎带，局部二1煤层直接和奥陶系灰岩接触，将给二1煤层开采时的顶、底板护理和底板水的管理带来一定的困难；同时由于煤层的原始结构、构造遭到破坏，煤层成粉末状、糜棱状，其透气性极差。不但影响了煤层气资源的开发利用，同时还增大了煤层的瓦斯压力和煤突出性危险。因此对后期煤矿建井和安全生产具有重要的指导作用。

3.3 滑动构造研究与找煤预测

3.3.1 新密市韩家―新郑市李沟煤矿区的发现1982-1988年曲梁煤矿区普――详查工作时，由于在矿区东边部施工的钻孔穿见岩石及东北部出露岩石均为三叠系地层，因此推测曲梁煤矿区东部存在一条北东向规模较大的断层，断层东盘下降二1煤埋深将超过1200米。故放弃了向东扩界找煤的设想。

2003-2004年在对白石沟井田、窦沟矿区，李岗矿区先后进行勘查地质工作时，依据其获得的丰富的地质勘查资料并结合原《密县曲梁煤矿区详查地质报告》，对滑动构造进行重新的综合研究。认为曲梁矿区东部东北向断层不存在，其仍为曲梁滑动构造区域，且由于滑动构造的主滑面多在二1煤层之上，其下部二1煤层应该是连续的。故建议在白石沟井田东部施工钻孔验证。设计施工的ZK0204、ZK0405两个验证钻孔结果证明对滑动构造和二1煤层的推断是正确的。目前已在该处查明了一个埋藏较浅，资源量1.016亿吨的新密市韩家――新郑市李沟煤矿区。

3.3.2 下步找煤预测区曲梁滑动构造东部延伸区域目前还没有控制，据新密市韩家――新郑市李沟煤矿区预测经验，其二1煤层与崔岗井田、李岗勘查区、窦沟勘查区也应该是连续的，因此崔岗井田、李岗勘查区、窦沟勘查区东部至107国道以西，面积约100平方千米的第四系覆盖区下，是下一个较好的找煤区段，目前已申请河南省两价款勘查项目立项，预计又将会取得较好的找矿成果。

参考文献：

[1]曹代勇，王昌贤.豫西煤田重力滑动构造形成条件分析[J].河南地质，1994年01.

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[6]袁东峰，申明剑等.河南省新密煤田窦沟勘查区勘探报告[R].

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