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山西沁水盆地东缘太行大断裂构造变形特征及成因探讨

刘超  
【摘要】:沁水盆地是华北古生代克拉通盆地经后期改造变形在山西隆起背景上形成的沉积构造盆地。石炭、二叠系发育有含煤岩系,形成石炭纪、二叠纪含煤盆地。而位于沁水盆地东缘太行大断裂是山西沁水盆地与太行山隆起的分界,也是华北克拉通内部重要的构造变形带。这条断裂带的形成演化不仅控制了其西部沁水含煤向斜盆地的形成,对沁水盆地煤层气的聚集有重要的影响,而且对东侧的太行山隆起也有着重要的意义。所以对其自中-新生代以来所受到的构造应力及构造形迹的研究探讨就可以为煤层气的开发勘探提供理论基础。 太行大断裂又称晋(城)-获(鹿)断裂,在山西省境内展布于太行山中、南段,始于平定县马山以东的营庄,向南经和顺县松烟、左权县拐儿、黎城县西井、潞城县城、长治市壶口、高平县城,直至晋城县南岭南西。长约320km,宽2-6km;北端延伸进入河北省境内;南西端进入河南省境内。断裂带的总体走向为NNE向,在东冶头至皋落一段走向为10°左右,皋落以南为25°,多表现为以主断裂为主的一束平行的断裂带,并伴有一些与断裂平行的褶皱,最南段则主要表现为褶皱。在断裂带内常有裂隙水流出,断裂带内直接影响的岩层主要有五台超群、长城系、寒武系、奥陶系,局部地段影响了石炭系和二叠系。以断裂带为界,西为华北断块区吕梁——太行断块的沁水盆地,东为华北断块区吕梁——太行断块的太行山块隆,晋获断裂带为Ⅳ级构造单元的边界。 本文通过对断层破碎带、断层相关褶皱及共轭节理的野外详细测量,研究了太行大断裂的构造变形特征,探讨其形成的古构造应力场。研究认为太行大断裂可能经历了三期构造应力作用:(1)印支期在华南、华北板块碰撞的远程效应作用下表现出近N-S向挤压构造应力场;(2)燕山期表现为E-W向至NWW-SEE向挤压构造应力场;(3)喜马拉雅期由NWW-SEE向挤压转换为NE-SW向挤压(或NWW-SEE向伸展)。太行大断裂由北至南可分为:(1)北段,由3条呈右阶斜列的大型逆断层组成,基岩出露,以逆冲推覆为主;(2)中段,地表出露斜卧褶皱和逆冲断层组合;(3)南段,发育强烈的挤压破碎带,该带中广泛发育构造角砾岩和构造透镜体,构造挤压带内的构造透镜体陡立,显示近水平方向的挤压。


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