准南煤田白杨河—四工河普查区构造特征分析.pdf

第 l 3卷 4期 2 0 0 1年 1 2月 中国煤田地质 CoAL CEOL0CY OF CHI NA V0 I _ 1 3 N0 4 De e ． 2 0ol 文章壤号 1 0 0 49 1 7 7 2 0 0 1 0 4 0 O 1 0 0 2 准南煤 田白杨河一 四工河普查区构造特征分析 徐进，敬益武 新疆煤 田地质局综合队 ，乌鲁末齐8 3 0 0 0 9 精要文章运用板块理论总结出新疆准南煤田白杨河一四工河普查区的构造特征，分析了其成因及构造演化 ，并预 梗 I 了普查区外围的煤层及煤层气资源。 差t词 构造特征；成因及演化；煤层气；准南煤田 中圈分类 号P 5 4 2 文献标识码 普查 区位 于准南煤 田东部米 泉县至阜康市 的南 部地 带 ，呈东偏北 向带状分布 ，面积约 4 6 0 k in 。分布 的地层 有二叠 系下统芨芨槽 子群 P 一 、三叠系 中上统小 泉淘 群 ， 、侏 罗 系 J 、白垩 系 K 、第 三 系 R和第 四系 O 。其 中侏 罗系地 层 含有 丰富 的煤 层 。二叠系地层 与其它地层呈断层接 触 、三叠 系与侏罗 系地 层呈 整 合接触 ，侏 罗 系 与 白垩 系呈 平行 不 整合接 触 、白垩系与第 三系为整合接触 、第 四系与其它地 层均 为角度不整台 图 1 。 l 研究区构造特征 1 ． 1区域构造 特征 区域构 造属北天 山褶皱 系。 自古生代 以后塔里木板 块多次 由南向北碰撞 ，挤 压准噶尔地块 ，形 成博格多复 背斜 ，依连哈 比尔 尕复背斜及乌鲁术 齐山前坳 陷等较大 型的构造。其性质 多为压 性或压扭性 的构造 ，互为平行 相间捧列。构造线方 向在 后蛱 以西为北西西 向 ，以东为 东西或东偏北向 ，并具波状起伏 图略。 1 ． 2普查区构造特征 普查 区处于博格多推覆俸 向北凸 出的弧顶及 西侧部 分 ，由一 系列近 于平 行排列的压性褶 皱和断层组成 图 2 ，其走 向由西向东 由北东东 向逐渐转为近东西向。其 中 向斜 ， 和 n断 裂最 具规模 ，它们组合 成本 区基 本构造格架。 M， 向斜包含有 本区除二 叠系 以外所 有地 层 ，F ． 与 则控制 其分 布。褶 皱分为背斜和 向斜 ．断层 分为推覆 构造，仰冲逆断层及平移断层 图 1 、图 3 。 ①褶皱。区内共发 育有八个 向 、背斜 ，其中 M ， 向斜 为 本区最 主要 的褶 皱 ，其 余均为 其两翼派 生 ，如 M 和 。褶 皱走 向在 区内西部为北东东 向，在东部 近于东西 向 ，其 轴 面除 以外 均为 南倾 。向斜地层 南翼陡 北翼 缓 ，背斜则 反之。褶皱多为 紧闭型 ，如 M 背斜 已成尖棱 状。 ②断层 。推 覆构造 区内发育有 F 。 和 断裂 ，其形 态均呈 犁式 ” ，断面南倾 ，在 剖面上呈一叠 瓦状 断 裂产生的破碎带宽约 l 0余米。其形成机制是当应力很 大时先发生地层 断裂 ，应力减弱 不足 以切割岩层时 ，导 致其顺层发育 ，形成上陡下缓 的 “ 犁式”形态。 F 一 断裂 走向近东西 ，断层 面具 波状起 伏 上盘包 括中生代及新生代所 有的地层 ，下盘 为侏 罗系上统 喀拉 作者简 介棘进 1 9 6 5 ，男 ，工程师 ，堞 田地质。 收藕 日期 2 0 0 【 0 3 0 5 编 辑 刘志强 扎组 J ． 、白垩 系及第 四系地层 。浅部倾 角约 为 4 o 。 ，深部则 变缓至 2 0 。 。断层 落差西 部 为 2 5 5 3 m，东部 为 5 2 6 5 m。将 徕 罗系 中 ～ 下统地 层分 别推至 徕罗 系上 统喀拉 扎组 及 白 垩系东淘组 k 地层之上 ，切割 M． ， 背 斜及 M 向斜 。 F 4 断裂 。走 向由北 东变 为近东 西 向 ，将 二 叠系地 层推 至中 生代 及新 生代地层 之上 。 西 部 落差 2 0 0 9 m，东 部 为 8 l O T m。浅部倾 角 6 5 。 ，推测深部将变缓 。煤系地层处于 和 两断面之间，故其出露及分布受断层严格控制。 仰冲逆断层 这类断层有 R、F 、F ， 、R、F ，F 9 ． 其 特点是走 向与地层近乎一致 ，断 面陡立 在 5 9 。 ～8 6 。 之 维普资讯 4期 徐进 ． 等 准南煤 田白枥河一 四工河普查区构造特征分析 围 2研究 区地质简围 圈 3 8 5墁 剖 面 围 间。多分 布在背斜的轴部或 向斜 的翼部如 F 。断层表现 为地层的垂直升降， 与 n组合形成一地堑式构造，苴 内沉积 有 2 0 0余 米厚的第 四系砾 石层 。断层落差较 大 ， 如 B 落差为 2 3 0 m。 平移断层 这类 断层共发现 t l 条 ，多数分 布于区 内 东部背斜的两翼。其走向与岩层走向斜交 ，表现为岩层 左旋或右旋平移 。断 面陡立 ，断距一般小 于 1 0 0 m。 值得 一提的是本 区较 大型的构造常形 成独有 的地貌 特征 ，并 控制第 四系地层沉积 。F ． 断层下 盘为准 噶尔盆 地南缘 ．地势平缓 ，沉积有 较厚 的第 四系 ，其上 盘为中 { 氐山，多 有基岩出露。n 断层 上盘均为基 岩 ，下 盘在区 内西部丘岭地带 ，沉积有厚层 的第四系地 层。同样 n 及 F ] 下盘均沉 积较厚的第 四系 ，而 上盘则 有基岩 出露或有 较薄的第四系地层 。 2 构 遣形成机制及演化史 2 ． I 构造形成 的力学机制 喜 山运 动 晚期 即在 新疆 称 为喀什 运动 和西域 运 动 时，塔里木板块由南向北挤压准噶尔地块，位于浚区南 部的博格多 山随之 由南 向北 运动 ．对本 区产生一 近于正 北 向的 主 动 力 G，主 动力 沿 北 偏西 向 叉产 生 一 分力 g 图 4 a 主动力 G产生 的构 造走 向近于东西 ．褶皱 的 轴 面南倾 ，断面也 多为南倾 ，如 F t 、M． 及 F 的东部 ； 分 力 g产生的构造走 向为北东东 ．轴 面南倾 ．如 M 和 F ‘ 的西部 。 掏造 的形成过程大 致可分为 兰个阶段 首先该 区受 南北 向挤压 力产生如 M ， 的大型褶 皱 图 4 b 。随着挤 压力 的增大 ，超过岩层 的强度便产生 了大型的断裂 ，如 F - 。处于 F 和 F ． 之 间的中新生代地层 ，继续受北向作用 力的推 动沿 F - 滑 动面以 2 O 。 ～4 0 。 的仰角向北运动 ，致使 含煤地层出露于地表。在其运动过程中．受 F - 断层的反 作 用力 影响 ，褶皱变 得逐 渐 紧闭 ，其 内部应 力增大 ，在 核部或褶部产 生了一系列高角度仰冲逆断层。 该 区东部处 于博格多 山的孤 顶部位 ，受 主动力作用 比较 强烈。故 东部 的褶 皱和断层 比西 部密集和复杂 ，平 移断层也在这个部位 产生 ；同时造成 本区地层东部位移 比西部太 ，并褶皱轴脊由西 向东逐渐仰起。 2 2构造演化史 古生代末期 受华 力西运 动的作 用 ，位 于该 区南部天 山地槽 封闭隆起 ，形 成天山 山脉的雏形 。而包括本区在 内的奇 台 ，乌鲁木齐 至艾 比朔的条带则处 于沉降状 态 ， 形成乌鲁木齐山前坳陷。 印支运动即三叠纪时期 ，本区沉降幅度增大，沉积 了一套厚约 1 2 0 0 m的黄绿色，紫杂色或砖红色碎屑岩建 造 燕 山运动 ，在侏罗纪时 本区地 壳平稳 下降 ，沉积 了 一 套含煤建造。在侏罗纪末期或白垩纪早期地壳有所抬 升 ，遭受 风化剥 蚀 但其振 动的幅度不大 ，形成一 平行 不 整合 面 。白垩纪 中晚期 ，地壳 运动仍 以沉 降为主 ，产 生一巨厚的碎屑岩沉积 。 喜 山运 动使 该区在第 三纪时 地壳继续下 沉 ，产 生安 集 海和 昌吉 河二 套砖 红色 或杂色 厚 1 0 1 7 m 的碎 屑 岩沉 积 。在第 四纪 时 ，喜 山运动加 剧 ，塔 里木 板块 向北 运 穆 ，碰撞准噶尔地块 ，乌鲁术齐坳陷处于二者之何，受 其 影响 最 大 ，包 括 该 区在 内的整 个坳 陷地 层 出露 于 地 表 ，遭受风 化剥蚀 ，并按 受第 四纪 o 2． 沉积 ，产 生 围 4构造形成模式 围 一 角度不整合 面。 3 讨论 ① 通过分析本区构 造 ，结合区域性构 造 ， 认 为 自印支 、燕山及早 期喜马拉雅构造运动 ， 本 区地壳主要 以沉降为 主中一晚期喜山运动 本区地 下转第 6 3页 维普资讯 4期 胡向志 。 等 引水隧道工程质量 踩台检测 与效果 围 3 反射 下局部 尚有较大规模 的拱型反射波 异常存在 ， 且在 其周边伴有零星的绕 射波 根据地质雷达理论及 隧道圈砌 模式 ， 推澍这些大于 6 n s的局部拱型反射被 异常 为洞壁与 围岩之 间 因未充实或 因后期 隧道变形而遗 留下的空洞所 至。 ， 系统分析所 测资料 ， 探测 出洞顶空洞存在约有 1 1 处 ， 两侧臂部分存在 空洞 约有 2 1 处 。 3 ． 3 隧道 内裂缝发育评价 根据现场实际调查及地质雷达探测剖面资料分析， 由 于该 隧道所处地带的 岩石 固有的完整性 和稳 定性 在后期 施工过程中受到破坏， 部分地段产生应力释放变形， 加之 隧道混 凝土护壁层质量 及村砌质量难 以保证 而产生 大量 裂缝 。 经实地调查 ， 在近 3 k m 的隧道 中有大小裂缝 1 3 1 处 ， 最大裂缝宽度达 7 e ra。 裂缝 集中分布发育段 1 2处 ， 洞顶严 重开裂塌落带 1处。对 比地质雷达剖面 图 3 ， 推测该裂 缝 已深入围岩。 ． 结语 地质雷达与测绘、 现场调查的完美结合可以准确、 直 观， 快捷、 经济的实现对隧道工程质量的综合检测 ， 同时对 原有的建筑物无损坏作用 。本 案例 表明， 如将上述技 术应 用于工程施工过程之 中， 将 可实现工程质量 的动态监测作 用。 Co mp r e h e n s i v e T e s t i n g a n d E ff e c t O n E n g i n e e r i n g Qu a l i t y o f Dr aw W_a t e r Tu nn e l HU Xi a n gz h i ‘ ． Z HA NG Xi a n 一 ， HA N Z i h a o 【 1 R o c k a n d S o i l E n g i n e e r i n g P r o s p e c t i n g I n s ti t u t e o f H e n a n C o a l fi e l d ． Z h e n g o u 4 5 0 0 0 3 ； 2 ． G e o p I 1 y s i e a l P r o s p e c ti n g a n d S u r v e y i n g T e a m o f H e n a n C o a l fi e l d ， Z h e n g h o ． 4 5 0 0 0 3 Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e e x a mp l e O l l e n g i n e e r i n g q u a l i t a t i v e t e s t i n g of 8 43 n l 4d r a w w a t e r tu n n e l ， i mr o d u e e d s y s t e m a t i c a l l y i t s t e t i n g s c h e me ， t e s t i n g t e c h n i qu e a n d t e s ti n g e ff e c t Ke y wo r d r a w wa t e r t u n n e l ； e n g i n e e r i n g qu a l i t y ； t e s t i n g ； e f f e c t ． 上接 第 1 1百 壳 则表现 为褶皱及断块 的上升 ，形成现 在这种掏造格局。 ② 构造 形成的主要机制是 由来 自博格 多山的正北 向 主动力 C及其 分力 g 联 合对本 区作用的产物 。 ③勘探区构造线以北东东和东西向为主，小掏造多 分 布于 东区，规律性 较明显 。 ④ F - 断层造成煤系地层重复 ，F ． 推覆体之 下还压有 大 片的煤系地层 ，这对于普查区外围深部煤炭预测有 指 导作用 。另外 ，由于 F - 和 R 两 条断 层的下盘其煤系地 层 埋藏较 深 ，封 闭性 较好 ，有利 于煤 层气 的富集 和储 存 ，故对于今后煤 层气资源调查有一定 的指向意 义 参考文献 [ 1 】 童玉 晖 ．中 国成 煤 大地 { 匈遣 [ M】 北 京 科 学 出版 杜 ， l 9 [ 2 】 李舂昱 ．等板块构造基本同题[ M 】 北京 地震出版杜 l 9 8 6 【 3 】 李万程 ． 煤 田构造 样式分析步骤⋯中国煤田地 质 ． 1 9 9 8 ， 3 An a l y s e s 0 1 1 S t r u c t u r a l Fe a t u r e s o f Ba i y a n g h eS i g o n g h e Re c o n n a i s s a n c e Al e a i n Zh un na n Co a lfie l d XU J i n ． J J NG Yi WU C o m p r e h e a s i v e T e a m o f X i n j i a n g C o a l G e o l o g i c a l B u r e a u ， O r O m q i Ab s t r a c t T h e p a p e r h a s s u mma r i z e d s t r u c t u r a l f e a t u r e s o f Ba l y a n g h eS J g o n g h e 8 t e a i n Z h u n n a n C o a l 一 e l dof X i n j l ang ， a n d a n a l y s e di t s g e n e s i s a n d e v o l u ti o nw i t h p l a t e t e e t o n i c t h e o r y , ，a n d h a s p r e d i c t e d s 0 u r c ∞ o f c o al a n d c o al b e d g a s i n p e ri p h e r y o f r e c o n n a i s s a n c e a r e a ． Ke y wo r d s S t r u c tu r a l f e a t u r e g e n e s i s a n d e v o l u t i o n ； c o al b e d g a s ； Z h u n n a n Co al fi e l d r - 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