华北典型地区盆-山动力学过程和深部机制及其煤层气成藏效应.pdfVIP

2006年全国岩石学与地球动力学研讨会 华北典型地区盆．山动力学过程与深部机制 及其煤层气成藏效应 琚宜文，侯泉林 (中国科学院研究生院，北京100049，E-mail：juyw@gucas．ac．Cn) 造山带与盆地研究的结合，是大陆大地构造、能源地质理论与模式以及其它地质理论发 展的关键(Liu．1998；李思田等，1999；张国伟等，2001)。以往的盆地研究很少注重造山 带演化过程的研究，而造山带研究中对盈地内部沉积、构造与热事件等的研究也无法与地质 及能源勘探相适应。对于盆地构造的研究已不单是其内部的构造几何形态、样式、沉积环境、 热沉降史等方面的分析，而是与周边的构造带、造山带和深部作用相结合，建立盆-山形成 和演化的综合模式及其动力学过程(李思田，2000；刘和甫，2000；刘少峰等，2005；琚宜 文，2006)。 以华北典型地区盆．山构造与岩石幽岩浆．热结构演化为研究基础，以区内小同成藏机制 的沁水盆地和两淮煤田为研究对象，在综合分析前人成果的基础上，运用地质、地球物理和 地球化学等多学科基础理论与方法，通过盆地、煤储层以及微观尺度研究相结合，野外调查、 实验测试与模拟方法相结合，定性与定量研究相结合，对华北典型地区盆一山过程和深部机 制与煤层气成藏的构造．热动力学以及控藏作用进行了深入研究。 研究表明，华北典型地区盆．山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆．山形成阶段、挤 压盆．山向伸展盆．111转换阶段以及伸展盆．山形成阶段(琚宜文，2006)。华北陆内沁水盆地 与东侧太行山和西侧吕梁山具有耦合关系。在中生代以前，为统一的大华北克拉通盆地，在 燕山早期，为背斜和向斜相间的挤压式盆．山关系；在中生代晚期．新生代，沁水盆地中形成 长治断陷断陷盆地，太行山与其及东侧的渤海湾盆地耦合，此时，由于伸展作用，盆-山耦 合关系发生了改变，由挤压式盆．山关系转变为伸展式盆．山关系。 华北北部盆地中生代以来，由EW向构造转变为NNE构造，主要受太平洋构造远程效 应的影响；华北南缘的淮南煤田与大别造山带密切相关，受华南板块与华北板块碰撞的作用， 构造线以EW向为主，与特提斯构造域相适应，尽管后期也受到太平洋构造域的影响，但影 响不大。大别．秦岭造山带在中生代早期挤压与伸展的同时作用，造成淮南煤田多次的推覆 构造(王桂梁等，1992)，在其前陆位置则形成了合肥盆地，淮南煤叫为其前陆隆起部位， 构成合肥盆地的前缘。此时，合肥盆地与人别造山带构成挤压式盆．山关系，淮南煤田受剑 了推覆和改造，中生代晚期大别造山带发生伸展走滑，合肥盆地转化为断陷盆地，而位于克 拉通边缘的淮南仍然处于抬升剥蚀状态，合肥盆地与大别造山带构成伸展式往．山关系，而 且在中牛代晚期，由于大别造山带的伸展走滑，郯庐断裂带再次活动，合肥盆地继续沉积； 对于淮北煤田，在中生代早期挤压背景下，中生代中．晚期，发牛伸展作用，形成了早白垩 世侵入式岩浆岩，煤层发生岩浆．热变质作用(琚宜文等，2005)。 对于华北板内岩石圈结构演化过程来说，中生代以前，为增厚的岩石幽结构，厚度4i低 ．336． 2006年全国岩石学与地球动力学研讨会 et 于200 cta1．．1994；Gri衢net a1．，2000)。中生 km(Meycr a1．，1998；池际尚等，1996：Fan 代早期至侏罗纪晚期，岩石圈从三叠纪开始减薄和陆壳增厚的岩石圈转型过程，在转型过程 中岩石圈挤压变形与深部减薄作用并存，与大别造山带同时挤压与伸展的过程一致(李曙光， 2004)。淮南煤田在中生代早期陆壳挤压增厚，而沁水盆地在中生代早期由于岩浆底侵作用， 也发生陆壳增厚(罗照华等，1999)，但增厚的机制不同。在中生代晚期，沁水盆地和两淮 煤田岩石圈深部都发生了不同程度的减薄和改造，这可从两淮地区的出露至地表的榴辉岩而 得到证明(许文良等，2004)；沁水盆地岩石圈的不均匀减薄和改造可从沿太行山重力梯度 带的河南鹤壁的橄榄岩雨J邯邢地区的深部侵入岩得到证明(陈斌等，2002；闰峻等，2005)， 自中牛代晚期以后