太原西山煤田冶峪块体构造的形态学及运动学分

太原西山煤田冶峪块体构造的形态学及运动学分 太原西山煤田冶峪块体构造的形态学及运动学分 太原西山煤田冶峪块体构造的形态学及运动学分 太原西山煤田位于吕梁山东麓,晋中断陷盆地西北缘,是山西省六大煤田之一。前人对煤田整体构造形态及演化过程的研究取得了诸多成果,煤田总体上呈西翼陡倾、东翼宽缓的复式向斜形态,中生代末期,因燕山期强烈的构造运动及岩浆岩体的侵入作用形成了煤田的整体构造形态,加之后期的多期构造叠加又使煤田构造形态复杂化。然而前人对煤田构造的研究多数遗漏了对表壳中小型构造的解析,此类构造不仅了煤田构造的形成与演化,同时也是深部作用在浅部的重要响应。更加重要的是此类构造对煤炭开采效率及安全产生了极大的负面影响,因此对此类构造细致深入的研究不仅具有理论意义还有极大的实际意义。本文以太原西山煤田冶峪区约30km2范围的地质体为研究对象,以3D构造为研究视角,运用耦合地质学思想,基于野外块体露头的观测,结合三维实体模型分析,查清了研究区块体的形态学及运动学特征,建立了研究区地质体的相对事件-时间序列。研究结果表明: (1)本区地质体以NE向单斜构造为总体构造格架,发育正断层28条,断层组合形式以堑垒构造及阶梯状断层为主。此外,还发育褶皱变形、转折带、节理破碎带、断裂破碎带、断褶等构造现象; (2)通过西峪井田井上下构造叠置分析,发现地表构造与井下构造具一定的关联性,地表构造在一定程度上可以预测井下构造发育情况,此外,研究发现区内陷落柱的优势发育方向为NE向,说明构造对陷落柱的发育具有一定的控制作用; (3)依据研究区地质体形态及断裂发育特征,将研究区的构造块体划分为2个一级块体:西峪块体和冶峪块体。西峪块体为整体为向NE向倾斜的单斜构造块体,单斜构造块体内又发育了次一级的断裂及褶皱构造。西峪块体又进一步划分为2个二级块体:聂家山块体及神堂沟块体。聂家山块体为NNE向倾斜的单斜构造块体。神堂沟块体为向盆地倾斜的构造块体。两个二级块体以F1断裂为接触边界。冶峪块体的变形程度相对西峪块体较强,产状复杂多变,块体主要倾向为NW、NNW、NNE及NEE。冶峪块体又划分为3个二级块体:上冶峪块体, 开化块体及石庄头块体。图切剖面及模型分析显示,上冶峪块体整体为一背形断褶形态。开化块体整体向NWW倾斜,该块体产状稳定,岩层变形较弱,呈缓倾斜状态。石庄头块体呈NEE向倾斜。神堂沟块体及石庄头块体均是边山断裂过程的产物; (4)根据研究区构造形态学分析了研究区构造块体的运动学特征,并建立了相对的事件-时间序列:燕山期,煤田向斜形成初期,研究区经历挤压构造应力作用,使得区内局部地层发生褶皱变形;之后随着构造应力改变,研究区开始受伸展构造控制,西峪单斜构造块体先形成,之后在单斜块体内发育大量的NEE向断裂;至上新世,本区继续遭受近东西向的伸展变形,形成研究区内NNE向断裂构造,并对前期构造加以改造,同时太原盆地开始断陷。 摘要3-6ABSTRACT6-10目录10-12第一章 绪论12-32 1.1 研究现状13-24 1. 1.1 华北克拉通研究现状13-16 1. 1.2 大陆伸展构造理论研究现状16-20 1. 1.3 太原西山煤田研究现状20-23 1. 1.4 研究区研究现状23-24 1.2 存在问题24-25 1.3 论文研究内容25 1.4 选题依据及研究意义25-26 1.5 研究方法与技术路线26-28 1.6 研究区DEM表面模型28-29 1.7 论文研究所用工具29 1.8 工作量29-32第二章 区域地质背景32-38 2.1 太原西山煤田简介32-35 2. 1.1 地理概况32-33 2. 1.2 地貌形态33 2. 1.3 构造特征33-35 2.2 研究区地质概况35-38 2. 2.1 研究区出露的地层35-36 2. 2.2 研究区构造概况36-38第三章 研究区构造块体形态学38-80 3.1 野外构造露头分析38-63 3.2 研究区构造剖面分析63-68 3.3 研究区三维地质体模拟分析68-70 3.4 陷落柱露头描述70-80第四章 西峪煤矿井上下构造对比分析 80-82第五章 构造块体划分与运动学分析82-86 5.1 构造块体划分82-84 5.2 运动学分析84-86第六章 结论与建议86-90 6.1 结论86-87 6.2 建议87-90 参考文献 90-94致谢94-96附图96-97