中国能源盆地的改造

2.中国能源盆地的改造

中国从早古生代以来,就生成了能源盆地,其后的构造运动都对先前形成的能源盆地进行了改造,但早期的改造又往往被后期的改造改变或利用。所以,越是早期的能源盆地的改造,留下的痕迹越淡薄;越是后期的改造,就越明显、越突出。现在见到的中国东部能源盆地的改造,大多数是印支运动以后的改造形迹。印支运动以前的改造形迹虽有保存,但为数不多,而且大多模糊不清了。中国西部的能源盆地,现在明显可见的主要是中新生代的,晚古生代以前的能源盆地虽有,但因资料太少,就暂不评说了,只对中国东部能源盆地的改造提出一些认识。

(1)中国北方的能源盆地主要受两期构造运动的改造

①印支运动对北方能源盆地的改造。

由于南华板块与华北板块碰撞对接,南华板块对华北板块长期持续地向北挤压,在华北板块上,从上石炭统本溪组、太原组到下二叠统山西组的煤盆地中,普遍发育了向北推覆的推覆构造及其派生的滑覆构造[19]

如豫西的义马盆地,中元古代和三叠纪的地层向北推覆到由侏罗系与白垩系组成的义马盆地之上(图6-2)。据钻探揭露,近断层的煤层流变强烈,可增厚1~2倍,盆地主体地层以15°~20°向南倾斜。

图6-2 义马盆地中部剖面图(引自《中国北部能源盆地构造》)

在宜阳地区,中元古界熊耳群和汝阳群以及下古生界,呈叠瓦状向北东推覆于二叠系之上。宜阳北东的古门洵断裂带,又将中元古界和震旦系推覆于三叠系上(图6-3)。

图6-3 宜阳于沟—石门沟构造剖面图(引自《中国北部能源盆地构造》)

豫南地区南部南邻大别山,北为河淮平原,大部分地区被新生代地层覆盖。其基岩构造由北向南可分为平兴—太和突起、汝南拗陷、阜阳—临泉拗陷、息县突起、潢川拗陷和北淮阳构造带等单元,构成向北推覆的推覆构造(图6-4)。

图6-4 豫南段逆冲推覆构造推断剖面图(引自《中国北部能源盆地构造》)

淮南煤田逆冲推覆构造,西起阜阳城东夏邑—固始断层,东至淮南东侧的灵璧—武店断层,太古宇霍邱群至二叠系向北推覆,剖面上呈叠瓦状(图6-5)。

图6-5 淮南煤田逆冲推覆构造勘探线剖面图(引自《中国北部能源盆地构造》)

据赵宗举等对合肥盆地地震、钻井和地表露头及MT等资料的综合研究,合肥盆地侏罗系之下,存在着一个以青白口系刘老碑组泥岩为主要滑脱层的、印支期形成的推覆构造系统,新元古界—古生界的地层由南向北推覆到太古界与元古界地层之上(图6-6)。

图6-6 合肥盆地地震测线解释剖面(据赵宗举等,2000)(引自《中国北部能源盆地构造》)

②第四纪发育的喜马拉雅期构造运动,形成由西向东的推覆构造。

如贺兰山—横山堡地区,该区北起正谊关断裂,南至青铜峡断裂,长约130千米。正谊关断裂以南至石嘴山,为一组走向北北东或北北西由晚古生代和三叠纪地层组成的褶皱构造,并伴生自西向东的逆冲推覆断层。其总体构造自西向东为呼鲁斯太向斜、苦水沟背斜、沙巴台向斜、东鄂博梁背斜和石嘴山向斜。绝大多数含煤向斜的西翼都被逆冲推覆断层切割破坏,成为单斜,仅石嘴山向斜保存较为完整。石炭二叠纪的煤系赋存在上述的向斜中(图6-7)。

马家滩至甜水堡地区,具有典型的逆冲推覆构造特征。构造线总体呈北北西向,含韦州、萌城和宁武等煤田,由数条逆冲推覆断层分割,自西向东有青铜峡—固原断裂、韦州—安国断裂、青龙山—平凉断裂、惠安堡—沙井子断裂、马家滩—柳条井断裂,形成由西向东的逆冲推覆构造(图6-8)。

图6-7 呼鲁斯太—石炭井—石嘴山地质构造示意剖面图(引自《中国北部能源盆地构造》)

图6-8 石沟驿—马家滩地质构造示意剖面(引自《中国北部能源盆地构造》)

(2)中国南方能源盆地的改造

印支运动对中国南方煤盆地的改造影响很大。首先,由于华北板块盖层向南推覆,使得九岭一带的煤系地层也随之向南推覆,褶曲轴面和断层面北倾。从江西九江、武宁、瑞昌一带,到湖北黄石,都可以见到双桥山群压着上石炭统到中下二叠统的石灰岩,间夹煤层。王竹泉先生将之命名为王家铺煤系,为早二叠世的煤。实际很可能是扬子板块前缘插入到华北板块基底与盖层之间时,扬子板块前缘发生倒转,形成许多断块,随华北板块盖层向南推覆,在此过程中,安源组的煤层夹在栖霞组与船山组之间,向南推覆而形成现在的面貌。

武功山为华北板块与扬子板块碰撞隆起带南侧盆地的边缘隆起带。武功山在印支运动后期,向北推覆,推动武功山北侧的晚二叠世煤系龙潭组强烈褶皱,轴面和断层面均向南倾,局部褶曲发生倒转,而且晚古生代地层与早古生代地层之间发生滑脱,晚古生代地层褶皱紧密,早石生代地层褶皱较舒缓,两者之间不协调。

燕山运动对南方煤盆地的改造尤为显著,尤其是古近纪到新近纪太平洋大洋扩张构造的发育,在中国南方扬子板块内形成江南弧形构造,对扬子板块上各期能源盆地都产生了明显的改造作用。江南弧形构造不但使地层褶皱,形成九条弧顶指向北西西的隆起带和九条拗陷带,而且各条隆起带都发育推覆构造。正是大规模的推覆构造,将各时代地层向峰顶推覆,同时在推覆隆起带的后部产生滑覆构造。中国南方的许多煤系地层都因为滑覆构造的发育,才使得煤炭资源得以保存。在湖南中部,使得下石炭统的测水煤系在雪峰山的滑覆构造中得以保存。福建龙岩一带的中二叠纪龙岩组煤系,由于武夷山向北西推覆,而向南东滑覆,形成多层楼式的重叠,保存了煤系。而江西武功山在向北推覆过程中,形成滑覆构造,大量上二叠统的龙潭煤系在安福到水边一带得以保存。由于江南弧形构造的弧顶指向北西西,抵挡住了喜马拉雅运动由西向东的挤压,所以在华北板块上发育的由西向东的推覆构造在南方不发育。相反,由于江南弧形构造的部分弧带是南北向展布的,因而发育由东向西的推覆和由西向东的滑覆。在江西赣南,由于武夷山由东向西的推覆、罗霄山由西向东的滑覆、南岭向北的滑覆,三种构造在赣南发生重叠,地质构造显得愈加复杂。