浅谈青海聚煤盆地主要控煤构造类型
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摘要：本文首先阐述了控煤构造解析方法与基本认识，然后重点分析了青海主要煤田控煤构造类型。
中图分类号：P941.75 文献标识码：A 文章编号：
构造作用是控制煤矿床形成、演化和现今赋存状况的首要地质因素，地壳运动形成的构造拗陷(沉积盆地)为聚煤作用提供了适宜的场所；成煤期的区域构造格局和盆内同沉积构造影响沉积中心的迁移和富煤带的展布；构造作用对古气候、古植物和古地理条件的控制决定聚煤作用的兴衰；成煤期后的褶皱、断裂作用破坏了煤盆地的完整性和连续性，将分割为作为独立开发单元的煤田或井田。 构造变动对煤矿床的改造，不仅决定煤田勘查类型，而且决定矿井开发的难易程度。因此，在煤炭资源调查、地质勘查和开发工作中，煤田构造研究是一项贯穿始终的重要地质任务。
1构造样式与控煤构造样式
构造样式最早由Lugeon引入构造地质学，是指一群构造或某种构造形态特征的总和，或一组相关构造的总体特征。任何一个特定的地质构造现象，一条断层、一个背斜，其几何形态、发育历史等都存在差异，但如果从构造组合的角度分析，一组局部构造往往在剖面形态、平面展布、发育规律、成因机制上有着密切的联系，形成特定的构造样式，在类似的变形条件下将会重复出现。严格地讲，构造样式只是表达其形态特征，但是由于构造变形的几何学特征本身可以反演构造的形成和演化过程，因此构造样式也或多或少含有运动学和动力学意义。
构造样式最早用于描述褶皱，随着板块理论的深入，Harding等和Lowell成功地将岩石圈板块运动和地壳变形相结合，拓宽了构造样式概念的涵义，提出基底卷入型与盖层滑脱型2大类8种构造样式分类方案。
从盆地构造和指导矿产资源勘查的角度分析，则强调构造样式与形成盆地的动力学一致性，主要有3种地壳应力环境：①裂陷盆地，其最大主应力轴直立； ②压陷盆地，其最大主应力轴水平；③走滑盆地，其最大主应力轴与最小主应力轴均水平。这种分类与盆地边界的3种控盆断裂是一致的，由此将构造样式划分为伸展构造样式、压缩构造样式和走滑构造样式3大基本类型，以及具有构造叠加和复合性质的反转构造样式。
所谓控煤构造样式则是针对煤炭资源评价与开发提出来的，用以描述对煤系和煤层的形成、演化和赋存具有控制作用的构造样式，它们是区域构造样式中的重要组成部分，但不是全部组成。
控煤构造样式主要属于构造形态学范畴，是成煤后多次构造变形综合作用的结果，强调现今地质构造形态对煤层赋存状态的控制。控煤构造样式研究的目的在于揭示煤田构造的发育规律，建立地质构造模型，在地质勘查资料不足的情况下，可以通过构造样式的研究去认识可能存在的构造格局和进行煤炭资源预测。
控煤构造样式的划分采用构造样式研究的主流方案，即地球动力学分类。 根据地壳应力环境划分为伸展构造样式、压缩构造样式、剪切和旋转构造样式和反转构造样式 4 大类。在此基础上，注重体现煤田构造的特点，例如，含煤岩系的岩性组合特征所呈现的显著非均质性和成层性， 导致滑动构造在煤田中常见，可以形成于多种应力环境，因此单独划分出滑动构造样式类型。
2 主要煤田控煤构造类型
根据青海煤炭资源潜力评价成果报告，青海省主要煤田控煤构造类型分为三大类（压缩构造、滑动构造及剪切和旋转构造样式）十小类（褶皱断裂型、纵弯褶皱型、逆冲褶皱型、对冲构造、逆冲前锋型、挤压断块、冲起构造、逆冲推覆构造、层滑型、平面“S”和反“S”形构造）。
2.1 褶皱类构造
2.1.1 纵弯褶皱型
这种控煤构造样式主要发育在木里煤田东北部的默勒矿区。矿区由于受到来自NNE和SSW方向不均衡的（北面强些）水平挤压作用，在矿区煤窑沟以西形成宽缓的复式褶曲，其主向斜的两翼基本对称，形变较均匀，倾角基本都在50°左右，期间并无走向逆断层伴生，只是在其东南部受平推逆断层的影响，煤层倾角有逐步变陡之势。
2.1.2 平面“S”和反“S”形构造
该类控煤构造在热水矿区的海德尔矿区可见，由于受到区域南北向的对冲挤压作用，且南部的挤压应力大于北部，最终在区内产生的“X”型剪切裂陷基础上发展为一压扭性的平面“S”型构造，致使区域成煤盆地遭受切割，造成了海德尔矿区与默勒、热水矿区的侏罗系呈互不相连的孤立地块。拉鸡山-日月山“S”形构造是西宁煤田南缘盆地的边界隆起带，东西两端分别受NNW—SSE 向断裂（即“河西系” ）右行扭错，使含煤地层走向也相应转折而弯曲。
2.2 断层类构造
2.2.1 挤压断块型
挤压断块构造是青海省各时代含煤地层中常见的构造样式，常见于大型褶曲的翼部及断裂带附近，呈单斜状产出，其走向延展一般较长，倾角较陡，常达45°以上，在祁连山赋煤带及积石山赋煤带分布最广，主要是受到水平挤压运动控制。另外在盆地的边部及隆起的周边地带也常见到单斜构造，其走向延展一般较短，倾角较缓，一般在30°以下，见于西宁、全吉、乌兰等煤田的侏罗纪含煤地层中，如五峰、小峡、大煤沟、旺尕秀等矿区，主要受区域的升降运动及后期的挤压运动控制。
祁连煤田日旭勘查区位于北祁连拗褶带中段、卡力岗-俄堡褶皱带的复式向斜中，总体走向为NWW向，为石炭系及石炭系以后的地层。该区在南北方向挤压应力的作用下，产生了诸多次一级的褶皱和断块，形成了北祁连中段诸多的石炭系含煤盆地。
大武煤田以玛沁区域性大断裂为界分为南北两个带，侏罗纪含煤地层主要分布于南带，因受自北向南强烈的挤压逆冲，区内的NE 倾向的逆冲推覆构造较发育，断层的上盘因受后期的逆冲抬升，侏罗系含煤地层被剥蚀殆尽，煤层赋存于逆断层的下盘呈单斜构造，如野马滩-军牧场、石峡、江千等煤矿点。
2.2.2 层滑型构造
在全吉煤田的大煤沟矿区，主要表现为一组剖面上呈马尾状分叉的低角度逆断层，向深部逐步归并成一个与煤层大体平行的层间滑裂面。在木里煤田热水矿区（柴达尔井田）主要表现形式为由南向北推覆的一系列弧形舌状体，在其西侧的外力哈达矿区表现为煤层及其顶板之间的不协调构造形态，几乎所有的斜列断层，均在煤层顶面附近断距变小而被韧性剪切带所取代。
2.3 褶皱断层组合类
2.3.1 褶皱断裂型
褶皱断裂型煤田构造样式在各煤盆地分布较广，其典型的组合形态是两翼不对称向、背斜及走向逆断层，其褶曲面和断层面常呈“一边倒”的方式，以木里煤田的江仓矿区、柴北缘鱼卡煤田及青南乌丽矿区最为典型。
江仓矿区为典型的逆冲断裂（褶断）型构造样式。南北两缘发育有一组由北向南逆冲的断裂构成了矿区的界限，在逆冲断层的挤压和牵引下，煤系发生褶皱变形，造成了矿区主体为一轴向沿东西延展的不对称向斜，经断层的切割，使煤层赋存形态复杂化。
鱼卡煤田位于两个NE倾向的区域性逆冲推覆断裂带之间的鱼卡红山凹陷带内，其北侧为达肯大坂山逆冲推覆构造带，南侧为绿梁山逆冲推覆带，区域构造应力相对较低，赋煤带总体以复式褶皱形式出现，中、下侏罗统含煤地层褶皱不同程度地受断层切割破坏，但褶皱形态保存相对完整，煤系分布面积较大，属于赋煤有利地带。
2.3.2 逆冲褶皱构造型
哆嗦公马、弧山与聚乎更矿区的控煤构造样式都属于该种类型。弧山矿区受到由北向南挤压应力的作用，矿区整体呈北西翼较缓，北东翼较陡的褶断型复式向斜。
矿区内的断裂较发育，可分为两类，一类为走向北西倾向北东的走向逆断层， 另一类为北东走向的倾向断层，后一类断层切割前一类断层，破坏了向斜的完整性，同时也破坏了煤层的连续性。矿区的东部的预测区有一宽缓的向斜构造，是有利的赋煤带。
聚乎更矿区的主体构造为一复式向斜，南北两个侏罗系含煤向斜之间分布了一个三叠系背斜。向斜南翼发育的一系列逆冲断裂在其由南向北逆冲过程中对南翼地层产生挤压作用，并使地层的倾角陡立或倒转，北翼倾角相对较缓（50°～60°），且煤层的连续较好，是赋煤的有利地带。
2.3.3 对冲构造型
该类型控煤样式以柴北缘赛什腾煤田中的新高泉煤矿最为典型，木里煤田东部的外力哈达、热水地区也属于该类构造。
新高泉煤矿受对冲逆断层的控制， 侏罗系中统大煤沟组含煤地层夹持于南、北对冲的逆断层之间，作为对冲断层共同下盘（断层三角带）被断层围限、切割。 煤系赋存于断层三角带向斜构造之中。
2.3.4 逆冲前锋型
煤系地层位于逆冲断层下盘前锋带，在区域压应力场作用下，断层前锋带应力集中，局部应力值较高，地层（尤其是位于逆冲断层下盘靠近主断面的地层）受高应力挤压作用，产状急剧变化，倾角增大，直立甚至倒转，煤系被断层挤压抬升，出露至地表，有利于开采，但分布较局限。
主要分布于造山带的前缘，以柴北缘分布最广，如柏树山、老高泉北露天、欧南等矿区及祁连赋煤带。欧南矿区位于欧龙布鲁克山南坡，构造位置属于欧龙布鲁克山逆冲断裂带前锋带，矿区北界 F1逆冲断层控制了煤系赋存状态。主断面下盘煤层倾角大、直立甚至倒转，向深部则逐渐恢复正常，向南缓倾。平面上，煤层底板等高线与北侧控制性断裂（F1）走向平行，断裂下盘等高线密集，沿走向延伸，表明煤层倾角较大、沿倾向埋深急剧加大，可供开采的含煤块段平面宽度有限。
2.3.5 冲起构造型
发生在聚煤期的冲起构造往往控制了聚煤盆地的形成，构成了含煤盆地的原始边界，是重要的控煤构造。如大武盆地在华力西末期，受可可西里—巴颜喀拉地体与昆仑地体碰撞的影响，于石炭—二叠纪时形成了区内的F1及F6两条区域性大断裂。这两条断裂，断面对倾，在表层伸展应力的作用下，断裂在浅部发生张裂而使得其间下陷。这两条断裂既是大武盆地早、中侏罗世含煤地层的同沉积断裂，又是盆地的南北边界。但是在成煤期后，受区域大地构造的影响，大武盆地受到NNE—SSW向的强烈挤压，盆地隆升遭受剥蚀，并形成一系列逆冲断层，现今仅在断层下盘煤系得以较好保存。
2.3.6 逆冲推覆构造型
从航空照片和航天遥感图像上分析，青海省的逆冲推覆构造较发育，如著名的铜峪沟-赛什塘多金属成矿带就位于昆仑山东端的一个巨型推覆构造上，在煤田地质调查中，在格斯煤田的金鸿山，祁连煤田的宁缠等地也发现了推覆构造。
宁缠矿区位于冷龙冷北坡，为复式向斜构造，由两个向斜和一个背斜构造组成，滑脱面位于南向斜的南翼，外来系统由南向北推覆到中部的背斜及北向斜的南翼及核部，经后期剥蚀，形成一系列巨大飞来峰，浮在石炭系的不同层位之上。滑脱面的产状平缓，呈波浪起伏状态，其南锋最大倾角为40°，一般为20°左右，因其小于煤层倾角，所以对下伏的贡玛井田太原组煤层影响甚微，而上覆的外来系统成分十分复杂，既有来自冷龙岭主峰一带的奥陶系变质岩，也有来自南向斜翼部和核部的下石炭统、上二叠统。该推覆构造的成因除与复向斜南翼的逆断层有关外，还可能与新生代以来祁连山与河西走廊之间强烈的差异性升降运动有关，致使冷龙岭一带重力位升高，促使逆断层上盘不稳定的地质体进一步顺坡向北下滑。因此应属于阿尔卑斯式滑脱构造。
3 结语
青海主要聚煤盆地的构造样式可以划分为三大类十小类。其中褶皱断层组合占主要部分，尤以逆推断层和褶皱共生为主，说明区域构造复杂。构造作用控制着煤系的形成及赋存状态，其直接影响着当今煤矿产地的勘查、开采，如纵弯褶皱使煤层呈逐步变陡的态势；对冲构造使煤系赋存于断层三角带的向斜中；冲起构造形成的盆地可以成为的良好成煤构造等。
参考文献：
[1]黄克兴，夏玉成.构造控煤概论[M].北京:煤炭工业出版社，1991.
[2]占文峰.柴达木盆地北缘控煤构造样式与赋煤规律[J].煤炭学报，2008，（05）.
作者简介:赵光通（1981-），青海民和人，工程师，主要从事煤炭地质勘查与管理工作。
牛所安东主（1983-），青海互助人，工程师，主要从事煤炭地质勘查与管理工作