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山西省沁水煤田沁水县石堂勘查区构造特征分析

2018-11-21杜春林

西部探矿工程 2018年12期
关键词:正断层两翼北东

平 渊,杜春林

(山西省煤炭地质144勘查院,山西洪洞041600)

1 勘查区位置

勘查区位于中条山北东端。西起沁水县后河窑村西—翼城县风莫坫垛,东至沁水县县城东缘扬疙塔村—陈家山村,南起沁水县石窑沟村,北至沁水县马连坡村北—坡跟村北。勘查区呈南北向多边形,东西宽5.80~16.15km,南北长5.65~15.26km,面积为153.356km2。

2 勘查区构造特征

勘查区主要的构造有褶皱、断层。详见图1。

2.1 褶皱

区内共发现10条背斜、9条向斜。地层倾角5°~10°,均为宽缓的褶皱。S1向斜:位于北西部,北起东龙王庙以西,经马家岭村西、南至寺上村东。轴向N45°E~N27°E,北西翼及南东翼地层倾角5°~6°,两翼对称,向北东倾伏。核部出露P2sh地层,两翼出露P2s2、P2s3地层,延伸长度3100m,向北延出区外。

S2背斜:位于勘查区北西部,北起扬庄村西,南至姚家河村北西。核部出露P2s2地层,两翼出露P2s3、P2sh地层。轴向N44°E,两翼地层倾角5°,两翼对称,向北东倾伏,延伸长度950m。

S3向斜:位于北西部东庄以南,南至垣上村北东。轴向N35°E,南东翼地层倾角5°~6°,北西翼地层倾角5°,两翼基本对称,向北东倾伏。核部出露P2sh地层,两翼出露P2s2、P2s3地层,延伸长度950m。二维地震2条测线解释成果与地质填图一致。

大和平背斜(S4):位于北西部,北起孔家坡村东,经牛家沟,西山岭,南至西坡沟。轴向N25°E,南东翼地层倾角5°~8°,北西翼地层倾角5°~6°,两翼对称,向北东倾伏。核部出露P2s1地层,两翼出露P2s2、P2s3、P2sh地层,Q2零星覆盖,区内延伸长度6100m,向南延伸出区外。二维地震解释成果与地质填图一致。

节家山向斜(S5):位于北中部,北起湾则村东,经康坪村东,节家山村西,南至西坡沟东。核部出露P2sh地层,两翼出露P2s2、P2s3地层。轴向N28°E,南东翼地层倾角5°~8°,北西翼地层倾角5°~6°,两翼对称,向北东倾伏,延伸长度6350m。二维地震3条测线解释成果与地质填图一致。

孔家窑背斜(S6):位于北中部,北起孔峪村东,经东头村,南至孙家窑村东。轴向N15°~37°E,南东翼较陡,中—北段地层倾角5°~10°,南段地层倾角15°~20°,北西翼地层倾角5°~6°,向北东倾伏。核部出露P2s2地层,两翼出露地层为P2s3、P2sh,Q2零星覆盖,延伸长度为6600m,向南、北延伸出区外。二维地震3条测线解释成果与地质填图一致。

扬家窑向斜(S7):位于北中部,北起西沟村以西,经南坡、扬家湾、扬家窑,南至曲寨村南西。轴向N30°~40°E,北西翼地层倾角中-北段5°~16°,南段16°~30°(煤层受FD6层间断层影响可达30°,地表减小为16°左右),南东翼5°~10°,局部受层间断层影响,煤层倾角可达18°,向北东倾伏。核部出露T1L地层,两翼出露P2s2、P2s3、P2sh地层,Q2零星覆盖,区内延伸长度8150m,向北、南延出区外。二维地震3条测线解释成果与填图一致。

S8向斜:位于中部后槽村北东。轴向N35°W,南西翼地层倾角5°~8°,北东翼地层倾角6°,向北西倾伏。核部出露P2s2地层,两翼出露P2s1地层,延伸长度600m。

S9背斜:位于中部西石堂村北西。轴向N35°W,南西翼地层倾角6°,北东翼地层倾角5°,两翼对称,向北西倾伏。核部出露P2s1地层,两翼出露P2s2地层,延伸长度550m。

S10向斜:位于中南部西侧。轴向N40°E。南东翼地层倾角12°,南段受F3断层影响可达21°,北西翼地层倾角8°,南段受F3断层影响可达20°,向南西倾伏。核部及两翼出露P2s1地层,大部被Q2覆盖,延伸长度500m。

S11背斜:位于中南部西侧南坡村西。轴向N40°E,南东翼地层倾角7°~8°,北西翼地层倾角7°,两翼对称,分别向北东、南西倾伏。核部出露P2x2地层,两翼出露P2s1地层,局部被Q4、Q2覆盖,延伸长度580m。

S12背斜:位于中南部,西起南坡村北东,东至张三疙梁。轴向N70°W,南西翼较陡,地层倾角6°~25°,北东翼地层倾角6°~7°,分别向北西和南东倾伏。核部及两翼出露P2s1地层,区内延伸长度2120m。

南坪向斜(S13):位于中南部,西起南贾村南,经吴家沟河,南望坪,东至完山村南东。轴向自西向东为N65°E-近东西向-N65°E。南翼 7°~12°,北翼东段 6°~25°,北翼西段7°~36°。中—东段向北东东倾伏,西段向西倾伏。核部出露P2sh地层,两翼出露P2s2、P2s3地层,Q2零星覆盖,区内延伸长度5950m,向东、西延出区外。

S14背斜:位于北部南东部,北起东庄村北东,经前坡村西,南至沟门口村东。轴向N30°~70°E,南东翼相对较陡,地层倾角5°~9°,北东翼较缓,地层倾角5°~6°,向北东倾伏。核部出露P2s1地层,两翼出露P2s2地层,延伸长度3200m。

S15向斜:位于北部南东侧,S14与S16背斜之间。轴向N50°E,北西翼地层倾角8°~10°,南东翼地层倾角5°~6°,向北东倾伏。核部被Q2、Q3、Q4地层覆盖,两翼零星出露P2s1、P2s2地层,延伸长度3000m。该向斜轴部位置不清楚,属推断位置。

东徐家庄背斜(S16):位于北部南东侧,北起瓦窑底南西,经东海村、东徐家庄村、杏峪河西至老爷庙东。轴向自西向东,至杏峪河东岸为近东西向,然后折向北东为N50°E,南东翼地层倾角6°~10°,北东翼地层倾角5°~9°,向东—北东倾伏。核部出露P2s1地层,两翼出露P2s2地层,Q4、Q2局部覆盖,延伸长度6000m。

S17背斜:位于北部南东侧,位于东石堂村以东。轴向N58°W,南西翼地层倾角9°~11°,北东翼地层倾角8°,向南东倾伏。核部出露P2s1地层,两翼出露P2s2、P2s3地层,区内延伸长度650m,向南东延出区外。

S18向斜:位于北部南东侧。轴向自西向东为N60°W-东西向-N10°E(西段),中部位于区外,东段区内轴向N63°E,北西翼地层倾角7°~10°,南东翼地层倾角6°~8°,两翼对称,向南东—东—北东倾伏。核部出露P2sh地层,两翼区内出露P2s2、P2s3地层,区内西段轴部局部被Q2覆盖,延伸长度西段与东段共计2600m,向北东延出区外。

S19背斜:位于中部西侧,南贾庄村西。轴向N40°E,北西翼地层倾角10°,南东翼地层倾角8°,向南西倾伏。核部及两翼出露P2s1地层,延伸长度400m。

2.2 断层

据1∶10000地质填图成果,地表共发现10条正断层,编号为F1~F10;据二维地震成果,共发现6条层间正断层,编号为FD1—FD6。

2.2.1 地质填图发现的断层

F1正断层:位于北侧中部,牛家坟村东。走向N22°W,倾向N68°E,倾角75°,K13砂岩断开,落差10m,延伸长度600m。F1断层野外出露基本清楚,上、下盘均分布P2s2、P2s3地层,两端被Q2覆盖。

F2正断层:位于中部老爷庙东。走向N40°E,倾向S50°E,倾角 80°,K12砂岩断开,落差 10m,延伸长度730m。F2断层野外出露大部分清楚,上、下盘均出露P2s1、P2s2地层,南西端被Q2覆盖。

F3正断层:位于中部西侧南贾庄村南西。走向N88°E,倾向 S12°E,倾角 80°,P2s1地层内断开,落差15m,延伸长度550m,向西延出区外。F3断层野外断点(2个)清楚,上、下盘大部被Q2覆盖,局部出露P2s1地层。

郝家正断层(F4):位于中南部西侧,东起南坡村南,西至仁德洼村北西。走向 N80°E,倾向 S10°E,倾角85°,近东端P2s1地层内断开,落差20m,区内中段K12砂岩断开,落差60m,延伸长度1400m,向西延出区外。F4断层野外出露清楚,上盘出露P2s1、P2s2地层,下盘出露P2s1地层。

F5正断层:位于南侧小庙腰南西。走向N38°W,倾向N52°E,倾角80°,P2s1地层内断开,落差15m,延伸长度380m。F5断层野外出露清楚,上、下盘均出露P2s1地层。

F6正断层:位于南部东侧西沟村南西。走向N24°W,倾向N66°E,倾角85°,P2s2地层内断开,落差10m,延伸长度600m。F6断层野外出露局部清楚,上、下盘均出露P2s2地层,南东段Q2覆盖。

F7正断层:位于中南部东侧中界村内。走向N82°W,倾向S8°W,倾角80°,P2s2地层内断开,落差10m,延伸长度350m。F7断层仅1个断点往北西西和南东东被Q2覆盖,断点上、下盘均出露P2s2地层。延伸长度基本正确,东、西两端Q2各150m以外为P2s2地层,未断开。

F8正断层:位于南部东侧鹿台山东。走向N50°E,倾向S40°E,K13断开,北东段落差15m,倾角75°,南西段落差20m,倾角80°,延伸长度1170m。F8断层野外出露清楚,上、下盘出露地层均为P2s2、P2s3。

F9正断层:位于南部东侧关通岭南西。走向N36°E,倾向S54°E,倾角80°,P2s1地层内断开,落差7m,延伸长度450m。F9断层野外出露清楚,上、下盘出露地层均为P2s1。

F10正断层:位于北中部廉沟村西,走向N31°E,倾向S59°E ,倾角75°,K13砂岩断开,落差30m,延伸长度1050m。F10断层野外出露清楚,903号钻孔揭露F10断层,钻孔于K13砂岩之下地层缺失30m左右。F10断层地表上盘出露P2s2、P2s3、P2sh地层,下盘出露P2s2、P2s3地层。

2.2.2 二维地震发现断层

勘查区二维地震勘查工作共完成测线3条(即DZ-1、DZ-2、DZ-3),见图2。

FD1正断层:位于北中部10~905号钻孔之间,即二维地震DZ-3勘查线南东段1450桩号解释的15号煤层A级断点,属层间断层,仅DZ-3号线1450桩号发现,因紧临F10地表断层和FD6二维地震已控制断层,推断FD1断点断层走向与F10、FD6断层走向基本一致为N33°E,倾向N57°W,倾角70°,落差25m,延伸长度向北东和南西大致分别为DZ-3~DZ-2二维地震勘查线距的1/2,即1620m。

FD2正断层:位于北西部503~505号钻孔之间,即二维地震DZ-3勘查线北西段4700桩号解释的15号煤层A级断点,属层间断层,仅DZ-3号线4700桩号发现,因位于FD6断层以西,其走向同样依据FD6断层走向,推断为N29°E,倾向S61°E,倾角70°,落差25m,延伸长度向北东,南西大致分别为DZ-3~DZ-2二维地震勘查线距的1/2,即1620m。

FD3正断层:位于北西部FD2断层以西503号钻孔与5号钻孔之间,属二维地震DZ-3勘查线北西段5450桩号解释的15号煤层A级断点,为层间断层,仅DZ-3勘查线5450桩号发现,其走向推断依据同FD1、FD2断层走向,推断为N29°E,倾向N61°W,倾角70°,落差20m,推断延伸长度为1740m。

FD4正断层:位于北中部903号钻孔与702号钻孔之间,属二维地震DZ-2勘查线南东段1050桩号解释的15号煤层A级断点,为层间断层,仅DZ-2勘查线1050桩号发现,其走向推断依据同上,推断为N36°E,倾向 S54°E,倾角 70°,落差 20m,推断延伸长度为1700m。

FD5正断层:位于北中部北侧901号钻孔与1101号钻孔之间,属二维地震DZ-1勘查线南东段1450桩号解释的15号煤层A级断点,为层间断层,仅DZ-1勘查线1450桩号发现,其走向推断依据同上,推断为N32°E,倾向N58°W,倾角70°,落差25m,推断延伸长度为1640m。

FD6正断层:位于北中部9号、702号、505号钻孔与901号、10号、705号钻孔之间,属二维地震DZ-3线2825桩号、DZ-2线2100桩号、DZ-1线2775桩号解释的15号煤层2个A级断点和1个B级断点的连线,为层间断层,地表未出露,其走向为N23°~43°E,倾向SE,倾角均为70°,落差自南西—北东各点解释分别为35m、40m、45m,推断延伸长度7660m,推断向北东,南西延出区外。

2.3 陷落柱

地表未发现陷落柱。

据二维地震勘探报告,于DZ-3线1050桩号处,在15号煤层上1个AA级断陷点,解释为陷落柱,直径为90m,编号为X1。

2.4 勘查区构造分布特征及构造复杂程度

勘查区总体构造形态为一倾向北—北东并伴生有一系列褶曲构造的单斜,地层倾角大部5°~10°,小范围15°~30°。褶曲共计19条,平均每平方公里0.12条。断层均为正断层,地表出露的10条,二维地震地表以下层间断层6条(其中控制的1条,其余5条由解释的断点推断),共计16条,平均每平方公里0.10条,其中落差5~15m的7条,占44%,落差20~25m的6条,占38%,落差30~60m的3条,占18%。

综上所述,本区断层较少,并以小型断层为主,褶曲主要分布于北部南东侧和北中部,全区地层倾角大部平缓,为5°~10°,仅极小范围受构造影响为15°~40°,地表未发现陷落柱,仅二维地震于北中部地表下发现1个陷落柱。勘查区构造复杂程度属简单。

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