阳关寨背斜勘查区构造发育特征分析

李碧

阳关寨背斜勘查区构造发育特征分析

李碧

（贵州省煤田地质局一四二队，贵阳 550000）

根据阳关寨勘查区的地质勘查资料，分析了其构造发育特征及展布规律。结果表明，区域内格木底向斜开阔平缓、地层倾角平缓，威水背斜狭窄紧闭、地层倾角较陡，呈现侏罗山隔档式褶皱特征；勘查区内多期构造活动特征明显，主要受燕山期及燕山期以后的构造活动影响，其中，控制性构造为中东部NW向褶曲及伴生断裂，逆断层组尤其发育，组合形式多样，呈现对冲式、背冲式、楔冲式及叠瓦式。上述构造运动普遍造成阳关寨背斜两翼地层抬升，致使煤层埋深较浅，有利于煤矿开采，但破坏了煤层的连续性。

阳关寨背斜；构造特征；逆断层组合；构造演化

阳关寨背斜勘查区位于贵州省威宁县西部地区，南北长约8～10km，东西宽约7～21km，为一不规则多边形，面积211.33km2。区内可采煤层7层，煤层中厚、结构简单，共获得资源储量10.80亿吨（贵州省煤田地质局地质勘查研究院，2015）。分析区内构造发育特征、展布规律，结合区域构造分析其形成机制，有利于后续合理规划利用（贵州省地质调查院，2017；王砚耕，1996）。

1 区域构造

本勘查区大地构造位于扬子陆块黔北隆起六盘水断陷。区域内断层及褶皱较为发育，形成了以水城断裂为主的北西向断裂及褶皱，其次为北东向断裂及褶皱，并且发育少量近SN向褶皱及断裂。区域内次一级的控煤构造为格目底向斜和威水背斜，具有背斜形态紧闭、向斜平缓开阔，构成侏罗山隔挡式褶皱组合，勘查区位于威水背斜南西翼，格目底向斜南西翼。

2 勘查区构造

勘查区位于龙场向斜东翼、开坪向斜北翼以及格目底向斜西北段所包围的区域，阳关寨背斜贯穿勘查区中部（图1）。通过对区域构造的分析认为，阳关寨背斜、龙场向斜及开坪向斜是格目底向斜南西翼的次级构造，形成于格目底向斜之后。格目底向斜、阳关寨背斜、开坪向斜以及共生的断裂构造及褶曲以NW向为主，部分NE-NEE向，主要分布在东部和中部；龙场向斜以及伴生的断裂构造近SN向，主要发育在西部。勘查区地层走向为NW-SE方向。

图1 勘查区构造纲要示意图

2.1 褶皱

勘查区内共发育褶曲4条，其中背斜1条，向斜3条（图1）。

（1）格目底向斜：是本勘查区的主要控煤构造。位于勘查区东南部，向斜长约11km，宽约6km，轴向NW-SE。核部最新地层为侏罗系中统沙溪庙组（J2）紫红色砂岩、泥岩，两翼主要由侏罗系下统三叠系及上二叠统组成。北东翼地层倒转，倾角较陡，一般40°～80°，局部地层近直立或倒转；南西翼地层倾角较小，一般15°～30°，局部可达45°，为不对称向斜。

（2）阳关寨背斜：位于勘查区中部，贯穿勘查区南北，为勘查区内的主要控煤构造。背斜长约16km，宽约11km，轴向NW-SE。核部最老地层为二叠系上统宣威组（P3）深灰色泥质粉砂岩、粉砂岩夹泥岩及煤层，两翼主要由三叠系飞仙关组、永宁镇组及关岭组组成，两翼岩层倾角15°～30°。其中，阳关寨背斜NE翼地层倾向NE，倾角10°～20°，SW 翼倾向 SW，倾角10°～25°。

（3）开坪向斜：位于勘查区南部地区，向斜长约16km，宽约6km，轴向EW向。核部最新地层为三叠系中统关岭组二段（T22）灰色、浅灰色石灰岩，两翼主要由三叠系中统、下统组成，北翼地层倾角较小，一般15°～25°，南翼地层倾角较大，一般在35°～55°之间，为不对称向斜。

（4）龙场向斜：位于勘查区西部地区，向斜长约8km，宽约9km，轴向SN向。核部最新地层为侏罗系中统沙溪庙组（J2），两翼主要由侏罗系下统、三叠系及二叠系组成。东翼地层倾角较小，西翼地层倾角较大，为不对称向斜。

2.2 断层

勘查区内发育断层20条，其中正断层8条，逆断层12条，包括NW方向的逆冲走滑断层组F1、F2、F4、F6、F7、F16、F17、F19断裂、NE-NEE向逆冲走滑断层组F8、F13、F14、F18断裂、近SN向正断层组F3、F12、F15、F20断裂和 NWW 向的正断层组F5、F9、F10、F11断裂。

对勘查区煤层影响较大的断层为F1、F2 逆断层组，主要分布于中东部地区，走向以北西—南东向为主。F1、F2逆断层走向均为北西、切穿T1、T1及P3地层；F2断层在北段与F1断层平行，形成同走向、反倾向的对冲断层，在南端将F1断层错断开；F6、F7逆断层南端尖灭于F2断层；F3正断层使F2断层与F5断层相连；F13逆断层西段交与F2断层，F12正断层南端消失于F13断层破碎带。由于F14逆断层、F15 正断层使得F1与F16、F17逆断层相连。

表1 勘查区断层统计表

3 断层组合形式

3.1 对冲式断层

F1、F2断层北段走向均为北西，倾向分别为南西、北东，相反倾斜，有共同的下降盘，形成相对逆冲的逆冲断层组成，与阳关寨背斜构造伴生（图2）。

3.2 楔冲式断层

F2与F5断层为走向北西、倾向相反的逆冲断层和正断层，共同构成上宽下窄的楔状冲断体，产于格木底向斜之中（图3）。

3.3 背冲式断层

F1、F16断层是两条相向倾斜的逆冲断层，有共同的上升盘，表现为自一个中心分别向两个相反方向逆冲（图5）。

3.4 叠瓦式逆冲断层-分为前展式和后展式

叠瓦式逆冲断层是逆冲断层中最主要、最常见的组合型式。一系列产状相近的逆冲断层，其上盘依次向上逆冲，剖面上成叠瓦式，又分为前展式和后展式。前展式中每一新的逆冲岩席发育在老逆冲岩席的下盘，各逆冲岩席依次向逆冲方向扩展，如F7、F2逆断层组（图4）；后展式中每一新逆冲岩席发育在老逆冲岩席的上盘，各逆冲岩席依次向逆冲来源方向或腹地扩展，如F6、F2及F17、F16、F804、F804-1断层组（图2、图5）。因此在前展式中位置最后侧的逆冲岩席形成最早；在后展式中，位置最高的逆冲岩席形成最晚（孙士军，1995；李忠权，刘顺，2014）。

图2 F1、F2对冲式及F6、F2后展式叠瓦状逆冲断层

图3 F5、F2稧冲式断层

图4 F7、F2前展式叠瓦状逆冲断层

图5 F1、F16背冲式及F17、F16 后展式叠瓦状逆冲断层

4 构造演化史分析

上述分析表明，勘查区内控制性构造为中东部NW向褶曲及伴生断裂，同时，格目底向斜和龙场向斜核部发生褶皱变形的最新地层是侏罗系中统沙溪庙组粉砂岩，故本勘查区构造变形主要受燕山期及燕山期以后的构造活动影响。结合本勘查区的构造活动推断，燕山早期紫云-水城断裂带受构造运动影响，发生反旋剪切，从而对断裂带南部包括本勘查区在内的区域产生NE-NNE的挤压，形成了区域褶曲格目底向斜及威水背斜；在后期NW向应力作用下，形成了区内次一级的阳关寨背斜、开坪向斜及龙场背斜，在形成褶皱构造的同时形成了NW和NE-NEE方向共轭逆冲断裂组，故本勘查区NW向的褶皱组同NW和NE-NEE方向共轭逆冲断裂组是具有成生联系的同期构造；燕山运动中、晚期紫云-水城断裂带发生正旋剪切，从而对本勘查区所在区域产生近EW方向挤压，从而形成了龙场向斜以及F3、F12、F15、F20断裂。燕山运动之后，本区域可能受区域伸展作用的影响，从而形成了NWW向的张性正断层组（罗泽中，2011；张肖，2021）。

5 结论

勘查区内多期构造活动特征明显，其中，逆断层组发育，组合形式多样，普遍造成阳关寨背斜两翼地层抬升，尤其是F7、F2断层附近煤系地层被抬升出露于地表，煤层埋深浅，有利于开采，但破坏了煤层的连续性，增加了规模开采的难度（罗金涛等，2021；吕星海，2020；刘路等，2019）。

贵州省煤田地质局地质勘查研究院．2015．贵州省威宁县阳关寨背斜煤炭整装勘查报告[R]．贵阳（保存地）：贵州省地质资料馆，43-62．

贵州省地质调查院．2017．中国区域地质志-贵州志[M]．北京：地质出版社，947-1006．

王砚耕．1996．贵州主要地质事件与区域地质特征[J]．贵州地质，13(2)：99-104．

孙士军．1995．黔东北走滑断层之特征及形成机制分析[J]．贵州地质，44(3)：244-250．

李忠权，刘顺．2014．构造地质学（第三版）[M]．北京：地质出版社，130-168．

罗泽中．2011．湖南省谭家山矿区开采地质灾害分析[J]．中国煤炭地质，23(5)：35-38．

张肖．2021．贵州省道真县桃园铝土矿床地质特征及找矿预测[J]．四川地质学报，41(1)：57-61．

罗金涛，张宝月，李睿，马亚军，邱亮．2021．西秦岭的隆升剥蚀历史对金矿保存和勘探的意义[J]．四川地质学报，41(1)：40-46．

吕星海．2020．云南金都铜矿床地质特征及成因分析[J]．四川地质学报，40(3)：394-397．

刘路，黄波，徐伟钧，刘倩，石明科，李大吉．2019．贵州省铅锌矿矿床成因浅析[J]．四川地质学报，39(1)：54-57．

Analysis on the Structure Development Features of Yangguanzhai Anticline Exploration Area

LI Bi

(No. 142 Geological Team, Guizhou ProvincialCoalfield Geological Bureau, Guiyang 550009)

According to the geological data of Yangguanzhai exploration area, the structure development features and distribution rules are analyzed. The results show that the Gemudi syncline is open and gentle and the dip angle is gentle, while Weishui anticline is narrow and closed, and the dip angle is steep, presenting the features of Jura-type folds of partition style. In the exploration area, the multi-stage tectonic activities developed due to tectonic activities in Yanshanian and post-Yanshanian periods. The controlling structures are the NW folding associated with faults in the mid-east region, and the thrust fault group particularly developed, showing kinds of combination forms such as ramp thrust type, back thrust type, wedge thrust type and imbricated type. The above tectonic movements have generally caused the uplift of the two wings of the Yangguanzhai anticline, which makes the depth of coal seam to be relatively shallow, which is good for coal mining, but destructive to the continuity of the coal seam.

Yangguanzhai anticline; the structure features; the thrust fault group; tectonic evolution

A

1006-0995（2022）04-0552-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.002

2022-03-10

省级地质勘查基金项目“贵州省威宁县阳关寨背斜煤炭整装勘查报告”（合同编号：ZZKC2013-07）

李碧（1982— ），女，湖北天门人，硕士，高级工程师，主要从事煤矿勘查与煤层气资源开发等工作