宁武煤田北部构造特征及其控煤作用_范二平.pdf

第 46 卷 第 4 期煤田地质与勘探Vol. 46 No.4 2018 年 8 月COALGEOLOGY 2. Datong Coal Mining Group Co. Ltd., Datong 037003, China; 3. CNOOC Research Institute, Beijing 100027, China Abstract In order to investigate the tectonic characteristics and their role in controlling Carboniferous-Permian coal, the tectonic zone division, stratigraphic structure, tectonic evolution and stress field characteristics of Ningwu coalfield were analyzed based on the field outcrop, borehole lithology, 3d seismic data to clarify the coal-controlling structures of the main coal seam in the northern part of Ningwu coalfield. The study shows that since the Late Paleozoic, Ningwu coalfield has experienced three phases of tectonic movements of Indosinian, Yanshanian and Himalayan, in which the structure of Yanshan period is the most complex, with episodic and compressive extension, controlling the current tectonic pattern of the coalfield. The boundary of coalfield is mainly controlled by NE and near NS trending thrust fault zones, the interior is made up of three coal enrichment areas, such as Pinglu syncline, Suoxian syncline, and Ningwu syncline. The normal faults of NE-NEE trending, near NS and EW trending are developed in the coalfield, with the characteristics of superposition modification and differential distribution. These faults are cross and parallelly distributed in the plane, and vertically they are mostly presented as horst-graben structure or forward and reverse fault bench, which control the coal seam stability in different mine fields. Keywords controlling coal; tectonic characteristics; tectonic evolution; Carboniferous-Permian; Ningwu coalfield 宁武煤田的主要含煤地层为侏罗系大同组、 石 炭–二叠系太原组和二叠系山西组，为华北典型的 双系煤田， 侏罗系仅分布于宁武煤田南部的宁武向 斜核部，面积约 1 200 km2，石炭–二叠纪煤层全区 均有分布，面积约 4 875 km2[1-3]。2010 年之前，地 方矿务局和中煤集团主要对宁武煤田北部埋藏较 浅的平鲁向斜赋煤区以及宁武向斜北部轩岗阳 方口一带石炭–二叠纪煤层进行了开采，随着煤炭 ChaoXing 第 4 期范二平等 宁武煤田北部构造特征及其控煤作用9 开采技术的进步， 近些年逐渐对宁武煤田中北部朔 县向斜深部赋煤区进行勘探开发， 并将建成数个千 万吨矿井， 是未来晋北又一重要的产煤基地。 同时， 近几年开始对宁武向斜致密砂岩气、 页岩气开展了 相关的地质调查，在盆缘逆冲断裂、构造演化、燕 山期构造活动时限以及井田范围内含煤层系沉积 环境和赋煤规律等方面取得了一定成果[4-7]。但随 着勘探程度的提高，3D 地震与钻孔资料揭示不同 井田的地质构造特征与煤层赋存条件差异较大， 前 期研究成果已不能满足现今矿井的生产开发。因 此，在充分应用煤田现有资料的基础上，应用构造 地质学、沉积学等理论，从成煤大地构造背景、区 域构造演化、构造形变、构造控煤作用等角度，总 结了宁武煤田构造特征与演化过程， 明确了宁武煤 田北部石炭–二叠纪煤层赋存的主要地质控制因素 和成因机制。 1区域地质特征 宁武煤田位于华北克拉通盆地北缘，为一对称 复式向斜，主要受偏关神池隆起和五台恒山隆 起南支的云中山隆起夹持，北起平鲁，北东被洪涛 山相隔与大同煤田相望，南经朔州、宁武、石家庄 镇，南至静乐县南部，是晚古生代成煤后受多期构 造运动控制形成的 NENS 向狭长带状展布的残余 盆地，面积 4 875 km2，与侏罗系煤系重合的面积约 1 200 km2。盆地南部沿 NE 向展布，北部轴向发生 迁移和改变，近 NS 向展布，东西宽约 30 km，向斜 轴延伸长约 160 km[2-3,7]，从北到南可划分为平鲁向 斜、朔县平原向斜和宁武向斜 3 个次级构造单元， 南部宁武向斜东西边界分别受芦家庄娄烦逆冲断 裂和春景洼西马坊逆冲断裂控制图 1。 煤田内保 存了上古生界和侏罗系两套含煤层系， 石炭–二叠纪 含煤岩系主要出露于宁武煤田的两翼和北部平鲁地 区；侏罗纪含煤岩系主要出露于宁武盆地的核部。 受加里东运动的影响，盆地基底呈为 NE 高 SW 低， 奥陶系马家沟组遭受不同程度风化剥蚀，缺失上奥 陶统与下石炭统；到中石炭世开始接受晚古生代沉 积， 属于巨型华北克拉通陆表海沉积盆地的一部分， 其遵循盆内构造演化与沉积充填特征[2-4]，海水整体 从东南部合肥、徐州入侵，导致向西北本溪组至山 西组灰岩厚度和层数逐渐减少，宁武盆地本溪组至 石盒子组从下到上发育潮坪潟湖三角洲河流相 沉积序列，整体为海退背景，太原组和山西组是该 盆地北部主要含煤层系，共揭示 111 号煤层，总 厚 0.0642.8 m，其中山西组 4 号、太原组 9 号、11 号煤层为稳定可采煤层[2-3,7-8]； 印支期宁武北部隆升 剥蚀，缺失三叠系；燕山期多期伸展挤压作用， 充填了永定庄组、大同组、云冈组河流湖泊和 洪积扇沉积，形成逆冲断裂带和现今煤田的形态， 后期在北部朔县平鲁及大同向斜西南地区侏罗 系被抬升剥蚀；喜山期受 NWSE 向张扭应力， 区域上发育“多”字型走滑拉分断陷盆地，即山西 地堑系。 图 1宁武煤田岩性组合序列与构造纲要图 Fig.1The lithology combination sequence and structure outline of Ningwu coalfield 2煤田构造特征 2.1逆冲断裂带 宁武煤田呈 NE近 NS 向展布的几何形态，其 东西边界分别受芦芽山和云中山隆起及数条逆冲推 覆断裂体系控制。西缘从北到南依次发育摩天岭、 春景洼、西马坊和马尾沟逆冲断裂带，东缘为芦家 庄娄烦逆冲断裂带。 2.1.1摩天岭、春景洼西马坊逆冲断裂 摩天岭逆冲断裂带发育于平鲁向斜西部黑驼山 东簏至管涔山以北大水口村，走向近 NNENS，倾 向 SWW，断层西盘奥陶系灰岩掩覆于东盘石炭 ChaoXing 10煤田地质与勘探第 46 卷 系之上，其控制着宁武煤田北部阳方口以北朔县向 斜和平鲁向斜的西部边界[2]。该断裂带与南部春景 洼逆断裂带倾向相反，在神池县东南端为转折段， 构造应力相对较低，导致神池阳方口一带地形相 对平缓。春景洼西马坊断裂是宁武向斜西部边界 断裂，由多条次级逆断层组成的断裂带，北起神池 与阳方口之间的山口一带，经春景洼、东寨、静乐 县西马坊，在岚县附近潜入新生界盖层之下，地表 出露部分长约 90 km。该断裂走向为 NENNE，南 北逆冲方向相反倾向相反，呈枢纽对称断裂的特 征，其扭动支点在新堡一带。北段倾向 SEE，倾角 3055，呈“上陡下缓”，断面呈弧形分布，南东盘 向北西盘逆冲，在春景洼附近中奥陶统马家沟组逆 冲到二叠系下石盒子组之上，北西盘地层发生次级 挠曲褶皱，岩石破碎较严重；南段在西马坊至岚县 一段出露明显，倾向转化为 NW 向，倾角 4070， 北西盘远古界逆冲掩盖于南东盘的寒武、奥陶系之 上，南东盘寒武、奥陶系直立甚至倒转。 2.1.2芦家庄娄烦逆冲断裂 芦家庄娄烦逆冲断裂带主要沿宁武向斜东翼 展布，为煤田东部边界，走向近 NE 向，北起宁武 东部的雷家峪村，经怀道乡、杜家村和静乐县的樊 家村，地表出露长约 100 km[2-3]。该断裂北段芦家 庄杜家村断层倾向为 NW 向，倾角 4080，表 现出“上陡下缓”的特征，断层面呈弧形展布，断层 面向 SE 向凸出，北西盘向南东盘逆冲，造成多处 太古界片麻岩逆冲于寒武系、奥陶系之上，或奥陶 系灰岩逆冲于二叠系之上；南段双路乡以南地区、 康家会娄烦， 断层倾向转为 SE 向， 倾角 5070， 南东盘奥陶系与二叠系直接接触。芦家庄娄烦逆 冲断裂带喜山期发生构造反转，受近 NW 向拉张作 用，现今呈现正断层的性质，这与北部大同煤田口 泉鹅毛口逆冲断裂构造演化类似。 2.2向斜构造单元 根据地层走向、产状和煤田内断裂带特征可将 大宁武煤田从北到南划分为平鲁向斜、朔县向斜、 宁武向斜。这三个向斜控制了宁武煤田煤系总体走 向及展布特征，也可据此将宁武煤田划分为北部平 鲁向斜赋煤区、中北部朔县向斜赋煤区和南部宁武 煤田赋煤区。 2.2.1平鲁向斜 平鲁向斜位于宁武煤田北部担水沟断裂带以北 的平鲁地区， 走向 NNENNW， 自北向南贯穿于平 朔矿区的中东部，沿马关河河谷两侧向南延伸，在 歇马关一带斜交于担水沟断层，延伸长度约 20 km， 向斜东翼地层倾角较大， 在 1530， 地层起伏不大， 近似一个单斜；西翼地层较为平坦，倾角在 10以 下，伴生 NE、NEE 向次级小型褶皱和断层，从北 到南依次发育二铺向斜、芦子沟背斜、下窑子向斜、 堡子沟断层、歇马关逆断层、安家岭逆断层图 1。 2.2.2朔县向斜 该向斜发育于朔县平原区，南北边界分别由担 水沟断裂带和王万庄断裂带控制，被巨厚的第四纪 松散沉积物覆盖，从形态上看，该向斜为一不对称 复式向斜，走向 NNWNNE，呈弧形展布图 1， 西陡东缓，西翼倾角 2030，最大可达 40，幅度 可达 670 m；东翼倾角 015，为一宽缓的单斜构 造。朔县向斜内发育多个次级褶皱和 NE 和近 NS 向正断层，次级褶皱轴向多与主褶曲轴近平行，斜 交展布，向斜西部高庄、丰予、梵王寺井田断裂以 NE 向为主，东部麻家梁井田断裂多呈近 NS 向，与向斜 叠加切割共同控制着石炭–二叠系构造样式图 2。 图 2朔县向斜地质构造特征 Fig.2The tectonic features of Shuoxian syncline ChaoXing 第 4 期范二平等 宁武煤田北部构造特征及其控煤作用11 2.2.3宁武向斜 宁武向斜北以王万庄断层为界，西以春景洼 西马坊断裂为界，东以芦家庄娄烦断裂为界，南 至娄烦，呈 NNE 向长轴状展布，两端宽，中间窄， 长轴长约 160 km，短轴宽约 1030 km，在向斜东西 不同位置，地层结构和产状差异明显，东翼产状以 35、17、13和 4向西倾斜，西翼以 50、40、25 和 8向东倾斜，轴部地层平缓且保存完整，整体为 “西陡东缓中部平整”的箱状褶皱构造形态，反映了 两翼强烈的挤压作用。从盆缘向盆内依次出露奥陶 系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系图 3。宁武 向斜不均衡隆升沉降和应变强度差异南北差异 大，北段即宁武轩岗阳方口地区为向斜北部翘 起端， 地层抬升强烈， 构造复杂， 发育大量 NENEE 向，呈束状或帚状分布断裂，落差大小不一，从 10350 m 均有，将煤系切割成不同的块段。中段即 位于宁武轩岗到新堡杜家村一带， 是向斜核部， 区内构造简单，地层发育齐全，石炭–二叠系埋藏 深，开采程度低；南段即新堡–杜家村以南的向斜 地区，相对中段抬升较高，构造较简单，发育规模 不大的 NE 向正断层和次级短轴褶曲，主体被第四 系覆盖。 图 3宁武向斜地质构造特征 Fig.3The tectonic features of Ningwu synclinal 2.3煤田北部断裂体系 经历了多期构造作用，宁武煤田北部断裂体系 复杂且差异性分别， 以正断层为主， 走向 NENEE、 近 EW 和 NS 向断裂均有分布，前两者是控制煤田 内部井田边界的主体断层，如轩岗北部断裂带、宁 武断层、阳方口断层、王万庄断层和担水沟断层等， 局部也可见 NE、NW 向逆断层，规模小，在此不再 叙述。 2.3.1轩岗北部断裂带 轩岗北部断裂带位于宁武向斜北东部翘起端及 以外地区，由一系列 NEENE 向，近平行、斜交、 紧密排列的正断层组成，束状或帚状分布。断裂带 早期为逆冲断层，晚期受伸展作用，再次活化，呈 现今正断层的形态，并构成了宁武向斜东北部煤层 赋存边界图 1。由于构造形变复杂，地层被切割的 支离破碎，形成众多条状分布的垒堑构造块体。 2.3.2阳坊口正断层 位于宁武盆地北部阳方口至丁家岭一带，断层面 走向为 NE73，倾向 SE 向，倾角 73左右，北西盘太 原组与南东盘石盒子组中部接触， 落差在 160200 m， 长度在 8 km 左右，并派生出多条 NE NEE 向次级 断层，是北辛窑井田的东部边界图 1、图 5。 2.3.3王万庄断裂带 王万庄断裂带发育于阳方口以北，是朔县矿区 与阳方口宁武矿区的分界断层。断层绝大部分地 段为第四纪沉积物所掩盖， 西与摩天岭逆断层相交， 向东被晚期 NE 向张家咀断层切断，且继续向东延 伸出煤田之外，煤田内长度约 20 km，走向近 EW 向，倾向向 N，西部落差 170 m 左右，向东落差变 小为 130 m。该断层横穿北辛窑井田北部，且伴生 发育多条 NEENE 展布的次生断层，对北辛窑和 麻家梁南部煤层赋存条件影响大图 4。 2.3.4担水沟断裂带 担水沟断裂带是平鲁向斜与朔县向斜的分界 断层，走向近 EW 向，呈波状展布于担水沟峙峪 一线，向东和向西均延出煤田之外，煤田内延伸长 度约 16 km，断面向 S 倾，倾角 70左右，落差 200500 m。该断裂在区内杨涧矿东南、担水沟矿 南部和六郎山隧道口均有出露，镜下微观和岩石组 构分析认为该断裂带受构造应力复杂且多期改造， 早期逆断层，晚期反转形成现今的正断层[2,9]，后被 厚层的第四系黄土覆盖图 4。 3构造演化与形变响应特征 3.1海西期 宁武煤田位于华北克拉通北缘，海西运动早期 继承了加里东期的碰撞抬升，并一直持续到晚石炭 世，风化剥蚀时间长达 150180 Ma，缺失志留系 ChaoXing 12煤田地质与勘探第 46 卷 图 4宁武煤田北部主要井田构造纲要图 Fig.4The structure outline of the main mines in the north of Ningwu coalfield 下石炭统。海西期古秦岭洋和古亚洲洋的闭合，分 别形成了南缘秦岭大别山和北缘兴蒙造山带，为 华北板内陆表海沉积盆地的南北边界，盆地内部随 之发生区域性沉降，海水逐渐侵入，开始接受石炭– 二叠纪早期潮坪澙湖三角洲沉积，在本溪组和太 原组下部可见碳酸盐岩沉积，向北灰岩层数和厚度 减少；早二叠世末构造逐渐强烈，北部兴蒙造山带 的隆升为盆内提供大量物源，结束了晚古生代长期 的海侵历史，海水逐渐退出本区，宁武煤田山西组 晚期以来一直发育陆相河流相沉积。 3.2印支期 晚二叠世三叠纪印支运动，早期二叠纪末 三叠纪初以近 NS 或 NNE 向强烈挤压为主，华北板 块北缘 EW 向褶皱内蒙隆起与逆冲断裂发育，是 石炭–二叠聚煤后第一次大规模构造活动。 晚期早中 三叠世开始，受地壳重力塌陷，岩石圈拆沉作用和 软流圈上涌等因素的影响，华北克拉通北缘及邻区 处于后碰撞/后造山伸展阶段，发生多期大规模伸展 构造作用，近 EW 向裂陷沉积盆地和张性断裂构造 形迹十分发育，并伴生有大量碱性和高钾、钙碱性 侵入岩体，侵入年龄为 245199 Ma，这与后碰撞或 后造山岩浆演化规律相一致[5,9-10]，相对华北克拉通 北缘而言，宁武煤田在该构造运动旋回阶段隶属于 大鄂尔多斯盆地块体中，受到印支期构造旋回作用 导致整个宁武地区发生大规模的抬升，宁武煤田北 部早期沉积的古生代地层以及三叠系遭受强烈的抬 升作用，并遭受强烈的风化剥蚀作用，以至宁武北 部朔州平鲁及大同向斜区三叠系缺失，南部宁武 向斜发育三叠系。煤田内构造行迹不是很明显，在 宁武县北部及朔州县北部发育两条近 EW 向逆断层 和次级近 EW 向向斜， 即担水沟和王万庄断裂带表 1。 3.3燕山期 燕山期， 175135 Ma 太平洋板块向亚洲大陆俯 冲，主构造应力方向为 NWW 向，但具有幕式、挤 压伸展作用交替演化的特征[5,12-14]， 基本控制着宁 武煤田现今的构造格局。① 燕山早期早–中侏罗世 华北板块岩石圈处于弱伸展状态，整体发生沉降， 形成早–中侏罗世陆内统一聚煤坳陷盆地， 覆盖了现 今的鄂尔多斯盆地、山西高地[4,5,13,15-17]，宁武地区 ChaoXing 第 4 期范二平等 宁武煤田北部构造特征及其控煤作用13 表 1宁武煤田及周缘构造演化与形变响应特征 Table 1The structural evolution and characteristics of deation response in Ningwu coalfield and periphery ChaoXing 14煤田地质与勘探第 46 卷 接受永定庄组、大同组、云冈组湖泊河流沉积。 ② 燕山中期中–晚侏罗世为多向挤压，区域板块运 动发生重大调整，山西台地主要受 NWSE 向挤压 变形， 相应形成一系列 NNENE 向褶皱和逆冲推覆 断裂带，如牛食尧、神头鹅毛口、五台山北、系舟 山一带以及恒山西段逆冲推覆断裂体系， 导致早中 侏罗世统一的含煤盆地发生肢解， 形成大同煤田、 宁 武煤田和浑源煤田等现今的几何形态[4,12-13,17]。就宁 武煤田而言，燕山中期应力也具有多期多方向性， 早期以 NWSE 向的压应力为主，形成 NENNE 向宁武向斜主体构造，两翼发育芦牙山背斜、云中 山背斜、西部春景洼西马坊逆冲断裂带和东部芦 家庄娄烦逆冲断裂带；后期由于受到吕梁隆起的 阻挡，最大主应力发生逆时针旋转，转变为 NWW 或近 EW 向，形成宁武煤田北部的平鲁向斜、朔县 向斜以及摩天岭逆冲断裂带， 并在内部发育 NNE 向 和 SN 向次级褶皱和共轭节理，节理锐角线指示 NWW 向或近 EW 向挤压应力作用[2,9]。同时，该时 期 NS 向伸展作用相对强烈，使印支期近 EW 向逆 断层发生构造反转，形成正断层，如担水沟断裂、 王万庄断裂等。③ 燕山晚期9955 Ma，华北板块 构造应力体制发生重大转换，即挤压应力体制转变 为拉伸应力体制，早期受 NW 向拉伸作用，在北部 大同煤田北部、阳高张家口一带 NE 向展布的白 垩系山前洪积扇断陷盆地相吻合，而在宁武煤田构 造形变主要体现在东部云中山与宁武向斜转换地区 一系列 NENNE 向逆断层发生明显构造反转；并 在宁武煤田北部形成大型的 NE 向正断层，如高庄、 丰予、麻家梁和北辛窑井田的 NE 向断层。晚期构 造应力再次发生转换，转换为近 SN 向挤压应力场， 宁武煤田及周缘整体抬升，未沉积白垩系， 在煤田北 部朔县向斜形成近 SN 向分布的正断层。 这与周晓刚 对宁武盆地定向砂岩岩石组构和野外节理分期揭示 该期最大张应力为近 EW 向的结果相吻合[2]表 1。 3.4喜马拉雅期 喜马拉雅运动是新生代主要的构造运动，印度 板块向欧亚板块 NESW 向强烈挤压，在山西境内 为右旋右阶走滑作用，且走滑体系内 NWSE 向拉 张作用强烈，对燕山期构造形迹进行改造，通常， 早期大型逆冲断裂带受 NWSE 向伸展作用，再次 活化，构造反转为大规模正断层，不仅为现今煤田 的边界断裂带，如大同煤田东南缘的口泉鹅毛口 断裂带和宁武煤田东缘的芦家庄娄烦断裂带，同 时也是山西境内 NE 向“多”字型断陷盆地群的控盆 断裂，如大同断陷、东部的忻州断陷和南部的太原 断陷等。另外在宁武煤田内，燕山晚期形成的 NE 向正断层持续发育轩岗阳方口北辛窑丰予一 带表 1。 4控煤作用 4.1沉积作用对煤层的控制 宁武煤田北部位于华北石炭–二叠纪陆表海盆 地的北缘，主要经历了潟湖潮坪相三角洲相 河流相的海退沉积序列。潮坪潮上泥炭坪、分流 间湾与河漫滩沼泽是主要的成煤环境图 5。 太原组 下部太原组底9 煤顶主要发育潮下带砂坝、 潮道 砂岩潮间带砂泥岩潟湖相灰岩潮上带泥炭沼 泽炭质泥岩、煤等细粒沉积的潮坪沉积序列，其中 11 号煤硫分最高且局部顶板灰岩发育，反映了海平 面持续上升，为该区最大海侵期，随后基准面缓慢 下降，海水多退出研究区，区内处于覆水的潮上带 沼泽环境，沉积了巨厚的 9 号煤，厚度 0.625 m， 平均厚度 11m图 6，但局部也存在次级海侵事件， 在梵王寺中南部和麻家梁南部形成 NW 向障壁岛， 其破坏了聚煤环境，使 9 煤分叉，局部减薄、缺 失图 5，图 6a。太原组上部9 煤顶5 煤顶发育 三角洲下平原沉积，从下到上发育砂岩泥岩煤 砂岩泥岩或煤的整体向上变粗的沉积序列。分 流河道砂岩在中上部广泛发育，水动力条件以及河 道下切、侧向冲刷切割作用强，导致该时期煤层多 赋存于分流河道衰亡期，多被河道冲刷缺失或分叉 减薄，如 57 号煤，其煤层厚度最大可达 2 m，多 小于 1 m，横向连续性差，向南部石湖梨园河井 田河道砂体特别发育， 垂向多期切割叠置， 导致 5、 6 煤零星分布。 山西组下部山西组底4 煤顶， 为三角洲上平 原沉积，早期三角洲水动力条件强，物源供给充足， 在研究区中西部发育沿 NE 向展布的、稳定的分流 河道，其贯穿了丰予东南、梵王寺中西部和麻家梁 东北部，由于河道的持续发育，沉积物供给充足， 不利于煤层聚集， 导致该区 4 煤厚度薄， 多小于 3 m， 而在分流河道西北、东南两侧煤层厚度大，最厚可 达 11.4 m，多大于 6 m图 5，图 6b，且煤层结构简 单，横向稳定。山西组上部为曲流河沉积环境，物 源供给充足， 发育多期叠置的厚层河道砂体–中薄层 分流间泥岩的沉积相序组合，水动力条件强，泥炭 堆积速率远大于可容纳空间增长速率，且河道的频 繁冲刷迁移，导致泥炭沼泽难以保存。仅在局部零 星发育横向稳定性差、厚度小、结构较复杂的 13 号不可采煤。 ChaoXing 第 4 期范二平等 宁武煤田北部构造特征及其控煤作用15 图 5宁武煤田北部含煤层系沉积相对比剖面东西向 Fig.5The sedimentary facies correlation section in north of Ningwu coalfiledEW 图 6宁武煤田北部 9 号和 4 号煤层厚度等值线图 Fig.6Thickness isoline of No.9 and No.4 coal in the north of Ningwu coalfield ChaoXing 16煤田地质与勘探第 46 卷 4.2后期构造对煤层的改造作用 前述分析认为，聚煤期地质构造稳定，宽泛的 潮上带沼泽和三角洲平原沼泽沉积环境形成连续分 布的主采煤层，但从现今地质剖面可见，该区煤层 赋存状态起伏不平与不同井田差异显著，与聚煤期 相比变化很大，这主要是受后期燕山期、喜山期多 期构造应力及差异性变形作用影响。从断层平面展 布特征和构造样式来看，北部丰予井田发育单斜和 NE 向断裂，断裂平行和斜交分布，垂向呈顺向断阶 构造样式；梵王寺井田发育向斜和 NE 向、近 SN 向 断裂，以垒堑和断阶构造样式为主；麻家梁井田发 育单斜和近 SN 向断裂，垒堑构造为主，且具有宽 缓垒窄深堑的特征； 南部北辛窑井田构造最为复杂， 以 NEE 向断裂为主，断距规模大，大于 50 m 的断 层达 14 条，占井田脆性断层总数 37，多斜交和近 平行分布，垒堑和顺向断阶发育，形成多个三角或 板状赋煤区图 4、图 7，直接影响采煤区划分、巷 道和工作面的布置。总之，煤层赋存条件及差异性 主要受构造应力形变特征影响， NE 向断裂和向斜切 割叠置共同控制西部丰予和梵王寺井田煤层赋存稳 定区；近 SN 向断裂体系夹持的宽缓的地垒分布区 为麻家梁井田煤层赋存稳定区；NEE 向断裂体系控 制着北辛窑井田的赋煤稳定条件，其近平行分布的 垒堑赋煤区更稳定。 图 7北辛窑井田垒堑构造样式地震反射特征图 Fig.7The seismic reflection characteristics of horst-graben structure in Beixinya mine 5结 论 a. 总结了宁武煤田边缘逆冲断裂体系和赋煤 向斜构造单元特征，明确了石炭系成煤后经历了印 支、燕山和喜马拉雅 3 期构造运动叠加作用，其中 燕山期构造最为复杂，具有幕式、挤压伸展交替的 特征，奠定了煤田现今的构造格局，形成煤田东西 缘逆冲断裂系、中部复向斜和井田内 NENNE 向、 近 EW 向和近 NS 向断裂构造体系。 b. 结合构造应力向斜特征，明确宁武煤田北 部主要井田发育地垒、地堑、顺向、反向断阶及断 褶构造样式，其平面呈近平行和斜交分布，麻家梁 和梵王寺井田煤层赋存稳定区广泛发育，前者受 NE 向断裂和向斜控制，后者受近 SN 向断裂夹持 的地垒区控制； 北辛窑井田煤层赋存稳定区分布局 限，由 NENEE 向断裂体系夹持的窄条状垒堑 区控制。 参考文献 [1] 杜丕. 大同煤田区域构造特征及与邻区构造关系[J]. 地质论 评，1964，224259–266. 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