煤矿瓦斯地质图和研究报告(编辑修改稿)

煤矿瓦斯地质图和研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

岩及煤层组成，该段是平顶山煤田的主要含煤段，含甲、乙、丙、丁、戊五个煤组，其中戊、丁煤组成为主要可采煤组。 下段厚 421— 701 m，一般厚 586 m。 上石盒子组上段是一套灰白、肉红色厚层状中至粗粒长石石英砂岩、局部为巨粒并含小砾，具明显的直线型斜层理及韵律分选特征，硅质胶结、坚硬，为陆相碎屑沉积。 岩性、岩相非常稳定，具有独特的“平顶山”地貌形态，故有“平顶山砂岩”之称。 由于“平顶山砂岩”非常坚硬，难以风化剥蚀，多以低山保留下来形成了煤系的良好保护层，亦为豫西地区石炭、二叠纪地层良好的找煤标志层：上段 厚 100— 150 m，一般厚 120 m。 4．石千峰期 华北盆地，石千峰期基本保持了原来的构造格局，全区沉积稳定，石千峰组沉积厚度 200m以上，为一套内陆河湖相为主的紫红色，杂色砂泥岩地层。 但由于后期构造作用，现今石千峰组保存 16 不全，尤其是盆地东部地区石千峰组大面积缺失（图 15）。 平顶山矿区石千峰组沉积厚度约 356m，为陆相碎屑岩系，以红色岩层为特征。 第五节 华北盆地中生代构造演化 华北地区中生代经历了印支、燕山两大构造旋回，出现了六次较为明显的构造造山运动和岩浆活动，形成了六个中生代成盆期，即早 、中三叠世，晚三叠世，早、中侏罗世，晚伴罗世，早白垩世和晚白垩世。 一、盆地类型及沉积建造特征 1．早、中三叠世 早、中三叠世继承了晚二叠世以来的构造沉积格局，出现了统一的大型华北盆地，连续沉积了一套以河湖相、沼泽相为主的红色及杂色砂质岩、泥质碎屑岩建造，早、中三叠世盆地与二叠纪晚期的沉积盆地并无多大差异，早、中三叠世沉积等厚度图（图 17）早、中期三叠世存在着厚度北薄南厚，岩性北粗南细和沉积中心位于南部的共同规律。 早、中三叠世华北地区存在着大型统一的沉积盆地，但由于后期的多期强烈改造，目前早、中三叠世地层 保存不全，仅在鄂尔多斯地区有大面积或成片分布。 其它地区，只残存在几个新生代坳陷中，特别是华北北部地区和南部地区的古隆起上剥蚀殆尽。 平顶山矿区早、中三叠世的沉积已受到剥蚀，仅局部出露。 图 17 华北地区早、中三叠世沉积等厚图 2．晚三叠世 由于中三叠世末到晚三叠世初期的早印支运动，华北地区的整体构造一沉积发生了较大的变 17 化，沉积盆地收缩，其中最为特征的是华北东部地区整体抬升，形成大面积的沉积缺失区，北部边界线大致位于大同 — 五台 — 石家庄 — 邯郸 — 济宁一线，在该线以东，以北地区，以隆升剥蚀为主，局部地区可能出 现山间盆地小型沉积区。 在大同 — 五台 — 石家庄 — 邯郸 — 济宁一线以南地区仍为统一的大型沉积盆地。 该盆地西至银川以西、南至秦岭构造带北缘，盆地整体上呈北高南低，沉积厚度北薄南厚，沉积物岩性北粗南细，沉积中心大致位于铜川 — 三门峡 — 济源 — 郑州一带，上三叠统最大厚度达到 2500m 以上。 在沉积盆地从北向南发育了一套河流 — 三角洲 — 湖泊沉积体系，为延长组地层。 在北部地区，沉积厚度较薄，以平原河流相砂泥岩沉积为主；在华北盆地的中部和南部则发育了一套稳定的以湖泊相为主的细碎屑沉积物。 特别是延长组第二段以深灰、灰黑色泥岩和粉砂质 泥岩为主；第三段上部以泥岩和粉砂质泥岩为主，中部以粉砂岩为主，下部以油页岩、黑色页岩上优势，累计厚度约250～ 360m，是本区最主要的生油层段。 延长组第五段常见灰绿色泥岩夹粉 — 细砂岩、碳质页岩及煤层。 位于沉积中心的南部地区铜川 — 三门峡 — 济源 — 郑州一带，以湖泊泥质岩发育为特征，沉积了相当于延长组的椿树腰组和谭庄组，主要为一套浅灰色灰白色细砂岩、灰质粉砂岩夹深灰色灰黑色泥岩，并且少量炭质泥岩，并含劣质煤线。 （表 15）、（图 18）。 平顶山矿区晚三叠世地层剥蚀殆尽。 图 18 华北地区晚三叠世沉积分布图 18 表 15 华北地区中生代地层划分对比简表 54 3．早、中侏罗世 早、中侏罗世时期为早燕山旋回时期，随着太平洋板块向北北西向的俯冲消减作用继续加强，整个华北地区开始出现明显的东西分异的构造格局，东部地区进一步强烈抬升，并出现了以北东 —北北东向为特征的强烈冲断 — 褶皱作用和大规模的岩浆活动。 在东隆西坳的背景上出现了大范围的沉积，西部为大型的鄂尔多斯湖盆地沉积，而中、东部地区主要为受北东向为主控制的小型各类坳陷或断隔盆地，面积从不足 1km2至数百上千平方公里。 华北早、中侏罗世盆地主要有鄂尔多斯盆地、 承德盆地、下花园盆地、京西盆地、柳江盆地、北票盆地、济源 — 黄口盆地、周口 — 合肥盆地、以及渤海湾盆地的武清 — 黄骅、济阳盆地（图 19）。 图 19 华北地区早、中侏罗世构造及盆地分布图 4．晚侏罗世 中侏罗世末的燕山 Ⅱ 幕构造运动剧烈，由于郯庐断裂左旋挤压活动加剧，产生北西 — 南东向的挤压应力，使早侏罗世沉积盆地褶皱变形，在西部鄂尔多斯地区，长期以来完整、统一的大型内陆盆地开始解体并发生明显的沉积分异，区内大部分地区隆升，缺失上侏罗统沉积。 在山西地区，主要形成一系列北北东向的复背斜、复向斜与之伴生的压扭性断 裂，在复向斜中卷入的最新地层为中、下侏罗统，大多缺失上侏罗统。 在东部地区，燕山二幕构造运动使盆地内部产生大型复背斜与大型复向斜，华北中北部褶皱轴走向以北北东向为主，而南华北地区因受秦岭造山带的影响以北西西向为主。 晚侏罗世，由于北东向的挤压应力作用，太行山、吕梁山拱起成山，鄂尔多斯西缘由于受秦岭 — 祁连构造带的陆内俯冲挤压作用贺兰山、桌子山隆起。 晚侏罗世沉积盆地主要有西部的鄂尔多斯西缘沉积盆地，大别山麓发育了以合肥盆地为代表的前陆盆地，在燕辽、鲁西、太行北侧及南端的济源 — 义马一带的隆起局部地区发育了小型断陷盆 地，位于南华北东南部的周口 — 合肥前陆坳陷盆地是一个在早、中侏罗世前陆坳陷基础上继续发育起来 55 的沉积盆地，包括有汝南、合肥等几个沉积中心，上侏罗统由火山岩和沉积岩组成，火山岩厚逾1744m。 合肥地区上侏罗统为紫红色砂泥岩，盆地边缘有火山喷发相和火山碎屑岩沉积。 5．早白垩世 进入早白垩世以后，古构造格局继承了晚侏罗世的特点，沉积盆地在晚侏罗世盆地的基础上进一步发育，并达到盆地发育的鼎盛时期，由于沉积湖盆发育，早白垩世以出现暗色泥岩等生油层沉积为特征。 区内较重要的沉积盆地有鄂尔多斯坳陷型盆地、下辽河断陷盆地、黄骅 断陷盆地、石家庄断陷盆地、黄口断陷盆地、周口 — 合肥前陆盆地是在晚侏罗世盆地基础上继承性发育的盆地，在午阳、周口南、潭庄、沈丘及合肥等地下白垩统发育，地层厚度较大。 （图 110）。 图 110 华北地区晚侏罗 — 早白垩世古构造盆地图 6．晚白垩世 燕山 Ⅱ 幕构造运动以后，华北地区整体抬升，大面积处于剥蚀状态。 太行山以西的鄂尔多斯、山西等华北中西部地区缺失这一时期的沉积。 东部地区则存在个别晚白垩世盆地，可见有限地晚白垩世沉积。 晚白垩世盆地是早白垩世盆地的继承性发育的产物，上白垩统厚度较薄，分布面积大为缩小，沉 积物岩性较粗。 上白垩统地层主要见于下辽河、临清、石家庄等断陷区以及合肥前陆盆地内。 合肥前陆盆地上白垩统主要分布于郯庐断裂带西侧，包括响导铺组和张桥组，响导铺组以棕褐色、棕色砂泥岩为主，厚度大于 140m，张桥组以浅棕红色细、粉砂岩为主夹含砾砂岩，下部夹棕红色薄层泥岩，厚度大于 1000m（图 111）。 二、印支期地质构造演化特点 早印支期（早中三叠世），华北地区基本继承了晚海西期以来的构造格局和沉积特点，呈北西西向，近东西向展布的大型内陆沉积盆地。 56 中三叠世末发生的早印支运动，使之与上覆的上三叠统地层形成不整 合。 华北地区“东西分异”现象开始出现，太行山以东地区明显均衡抬升，并逐渐转化为剥蚀高地，在晋北、冀中北部、鲁西南等地缺失上三叠统沉积；在盆地南缘和东缘，由于后期大面积剥蚀，目前尚未发现上三叠统边缘相带。 图 111 华北地区晚白垩世古构造及盆地分布图 晚三叠世末的晚印支运动，使本区全面抬升，地层遭受大面积剥蚀，并造成三叠系地层的大面积缺失。 华北地区在海西 — 印支旋回期间，主要表现为南北向的挤压构造环境，构造线伸展方向以东西向 — 近东西向为主，其动力来源于北缘的西伯利亚板块与华北板块的俯冲碰撞作用，以及南 缘的杨子板块与华北板块间的俯冲碰撞作用，因此，华北地区在印支期主要属于古亚洲构造域动力学体系。 应当指出的是，自晚三叠世的晚印支期起受太平洋库拉板块北北西向的左旋挤压应力的逐渐加强，以郯庐断裂带活动为标志的环太平洋构造域体系开始活动，致使晚三叠世东部明显抬升，盆地向西收缩，并在盆地内部形成了近北东向展布的挤压型坳陷，如沁水坳陷、武清坳陷、黄骅坳陷等构造单元。 万天丰（ 1994）根据变形统计，得到中国大陆东部地区印支期的构造应力场方向，最大主应力轴（ σ 1）的优选产伏为 SE176176。 ∠ 5176。 该期区域构造的挤压方向 为近南北向为主，这主要代表印支早期的应力场特征。 印支晚期，由于板块间的相对应运动，使郯庐断裂左行平移，本区则受到NW— SE方向的挤压分力的作用，形成了 NE 向展布隆坳相间的构造格局。 在华北地区南缘，早印支期为古特提斯海的东延部分即秦岭洋，从晚三叠世末期开始，华北板块南缘继续有向北的洋壳俯冲作用发生，导致地壳的均匀下沉，演化为安第斯型活动大陆边缘，早印支期、秦岭洋盆水域向北向华北南缘地区及鄂尔多斯西南缘侵漫，形成了规模不等的海湾，早、中三叠世在这些区域形成了复理石和混杂堆积，并含大量火山喷发岩。 至晚印支期，秦 岭洋开始闭合，于山阳 — 桐城 — 舒城的俯冲消减带一线进一步发展成为华北板块与扬子板块的对接碰撞带。 至此，扬子地区与华北地区拼合为一体。 早期的陆 — 陆对接碰撞作用使华北地区南部强烈隆起，缺失 57 沉积。 从合肥盆地南北向地震大剖面上，可见缺失这一时期的沉积，证实了这一点。 而在克拉通盆地内部则主要表现为褶皱作用和冲断作用，以及南华北地区东西向、北西西向 — 南东东向分布的隆、坳相间的构造格局。 三、燕山期地质构造演化特点 印支运动以后，华北地区进入了全新的构造演化时期。 自加里东、海西、印支期以来长期形成的南北成带，东西分块的区域 构造格局在燕山期发生了根本性变化。 至燕山中期（ J2）以太平洋板块活动影响上主导地位的东西成带、南北分块的区域构造特征已基本形成，取代了秦 — 祁、西伯利亚板块活动对华北地区构造活动控制的历史。 根据构造活动期次，盆地分布及其性质等，燕山期经历了五次明显的构造运动 （表 16）即燕山 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 幕，并大致可分为早、中、晚、末四期各有特点的古构造格局，与早中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世四个成盆期相对应，形成了四期不同类型的沉积盆地。 表 16 华北地区燕山旋回分期表 早、中侏罗世时期 的早燕山旋回期，随着太平洋板块向北北西向的俯冲消减作用继续加强，整个华北地区首次出现了东西构造格局的明显差异。 东部地区进一步强烈抬升，并伴有强烈的冲断 —褶皱作用和大规模的岩浆活动，构造线第一次表现为以北东 — 北北东向为特征。 在西部鄂尔多斯地区，由于受太平洋板块活动构造应力影响较弱，在东隆西坳的背景上出现了大范围的沉积，但与三叠纪盆地比较、沉积范围明显缩小。 而在中东部地区，则出现一些小型沉积盆地群、主要分布于燕山、渤海湾地区、盆地分布受北东向为主的构造控制。 早燕山旋回期间，华北东部地区的北北东、北东向构造控制 的隆凹格局也基本形成，太行山断裂、兰聊断裂开始活动，因此太行山开始抬升成山，鲁西地区也在此期间开始整体旋转隆起。 但是由于南缘秦祁构造带和北缘兴蒙构造带这一时期处于板块陆 — 陆碰撞后的相对挤压进一步隆升阶段，对于南华北地区，燕山地区以及西部鄂尔多斯地区的影响还占有主导地位，导致这些地区在相当大的程度上还保持了印支时期以来的构造格局。 中侏罗世末的燕山 Ⅱ 幕构造运动剧烈，由于郯庐断裂左旋挤压的加剧，产生北西 — 南东方向的挤压应力，使早、中侏罗世沉积盆地褶皱变形。 在西部鄂尔多斯地区，长期以来完整统一的大型内陆盆地开始 解体，主要表现为区内大部分地区隆升，缺失上侏罗统沉积。 在山西地区，主要形成一 58 系列北北东向的复背斜，复向斜及与之伴生的压扭性断裂。 在复向斜中卷入最新的地层为中下侏罗统，大多缺失上侏罗统。 分割山西和鄂尔多斯地块的吕梁山区开始明显隆升成山，离石断裂强烈活动。 在整个华北的东部地区，燕山 Ⅱ 幕使盆地内部产生了大型复背斜与大型复向斜。 如冀中复背斜、武清 — 文安复向斜、大城复背斜、里坦复向斜等，在复背斜陡翼多伴以明显的逆冲断裂等。 如宁武盆地西缘逆断裂系，沧西逆冲断裂系。 这些冲断褶皱受老构造线影响，展布方向不尽相同，在燕山地 区褶皱轴走向为北东东向；华北中北部地区褶皱轴走向以北北东向为主；而南华北地区因受秦岭— 大别山造山带的影响，以北西西 — 南东东向为主。 如沧西逆冲断裂系位于沧县隆起南段的南大县凸起与阜城凹陷之间，长约 70km，走向为 NNE，发育于燕山早期，是燕山早期太行 — 冀中古背斜的东部边界断裂，至早第三纪发生负反转形成目前的沧西正断裂，作为沧县隆起的西部边界断裂与冀中坳陷相连。 2．燕山中期 晚侏罗世时期即中燕山旋回期构造变形剧烈，褶皱断裂活动继续大规模产生，岩浆活动仍较强烈。 晚侏罗世末期发生的燕山 Ⅲ 幕构造运动在华北全区都有 明显表现，在西部鄂尔多斯地区，其周边的断褶作用明显，贺兰、吕梁等山体明显隆升在西缘形成近南北向长达 600km 的逆冲、逆掩断裂带。 阴山地区也有褶皱和逆断裂发育，但褶皱开阔，断距较小，显示东西向挤压应力大于南北向的挤压应力。 在东部地区，主要表现为大面积的隆升和褶皱。 3．燕山晚期 燕山 Ⅲ 幕构造运动后，至早白垩世，东部地区受控于太平洋库拉板块向北北西方向的运动，使本区受到。