【文章內容簡介】 巖及煤層組成，該段是平頂山煤田的主要含煤段，含甲、乙、丙、丁、戊五個煤組，其中戊、丁煤組成為主要可采煤組。下段厚 421— 701 m，一般厚 586 m。上石盒子組上段是一套灰白、肉紅色厚層狀中至粗粒長石石英砂巖、局部為巨粒并含小礫，具明顯的直線型斜層理及韻律分選特征，硅質膠結、堅硬，為陸相碎屑沉積。巖性、巖相非常穩(wěn)定，具有獨特的“平頂山”地貌形態(tài)，故有“平頂山砂巖”之稱。由于“平頂山砂巖”非常堅硬，難以風化剝蝕，多以低山保留下來形成了煤系的良好保護層，亦為豫西地區(qū)石炭、二疊紀地層良好的找煤標志層：上段 厚 100— 150 m，一般厚 120 m。 4．石千峰期 華北盆地，石千峰期基本保持了原來的構造格局，全區(qū)沉積穩(wěn)定，石千峰組沉積厚度 200m以上，為一套內陸河湖相為主的紫紅色，雜色砂泥巖地層。但由于后期構造作用，現(xiàn)今石千峰組保存 16 不全，尤其是盆地東部地區(qū)石千峰組大面積缺失（圖 15）。 平頂山礦區(qū)石千峰組沉積厚度約 356m，為陸相碎屑巖系，以紅色巖層為特征。 第五節(jié) 華北盆地中生代構造演化 華北地區(qū)中生代經(jīng)歷了印支、燕山兩大構造旋回，出現(xiàn)了六次較為明顯的構造造山運動和巖漿活動，形成了六個中生代成盆期，即早 、中三疊世，晚三疊世，早、中侏羅世，晚伴羅世，早白堊世和晚白堊世。 一、盆地類型及沉積建造特征 1．早、中三疊世 早、中三疊世繼承了晚二疊世以來的構造沉積格局，出現(xiàn)了統(tǒng)一的大型華北盆地，連續(xù)沉積了一套以河湖相、沼澤相為主的紅色及雜色砂質巖、泥質碎屑巖建造，早、中三疊世盆地與二疊紀晚期的沉積盆地并無多大差異，早、中三疊世沉積等厚度圖（圖 17）早、中期三疊世存在著厚度北薄南厚，巖性北粗南細和沉積中心位于南部的共同規(guī)律。早、中三疊世華北地區(qū)存在著大型統(tǒng)一的沉積盆地，但由于后期的多期強烈改造，目前早、中三疊世地層 保存不全，僅在鄂爾多斯地區(qū)有大面積或成片分布。其它地區(qū)，只殘存在幾個新生代坳陷中，特別是華北北部地區(qū)和南部地區(qū)的古隆起上剝蝕殆盡。平頂山礦區(qū)早、中三疊世的沉積已受到剝蝕，僅局部出露。 圖 17 華北地區(qū)早、中三疊世沉積等厚圖 2．晚三疊世 由于中三疊世末到晚三疊世初期的早印支運動，華北地區(qū)的整體構造一沉積發(fā)生了較大的變 17 化，沉積盆地收縮，其中最為特征的是華北東部地區(qū)整體抬升，形成大面積的沉積缺失區(qū)，北部邊界線大致位于大同 — 五臺 — 石家莊 — 邯鄲 — 濟寧一線，在該線以東，以北地區(qū)，以隆升剝蝕為主，局部地區(qū)可能出 現(xiàn)山間盆地小型沉積區(qū)。 在大同 — 五臺 — 石家莊 — 邯鄲 — 濟寧一線以南地區(qū)仍為統(tǒng)一的大型沉積盆地。該盆地西至銀川以西、南至秦嶺構造帶北緣，盆地整體上呈北高南低，沉積厚度北薄南厚，沉積物巖性北粗南細，沉積中心大致位于銅川 — 三門峽 — 濟源 — 鄭州一帶，上三疊統(tǒng)最大厚度達到 2500m 以上。 在沉積盆地從北向南發(fā)育了一套河流 — 三角洲 — 湖泊沉積體系，為延長組地層。在北部地區(qū)，沉積厚度較薄，以平原河流相砂泥巖沉積為主；在華北盆地的中部和南部則發(fā)育了一套穩(wěn)定的以湖泊相為主的細碎屑沉積物。特別是延長組第二段以深灰、灰黑色泥巖和粉砂質 泥巖為主；第三段上部以泥巖和粉砂質泥巖為主，中部以粉砂巖為主，下部以油頁巖、黑色頁巖上優(yōu)勢，累計厚度約250～ 360m，是本區(qū)最主要的生油層段。延長組第五段常見灰綠色泥巖夾粉 — 細砂巖、碳質頁巖及煤層。位于沉積中心的南部地區(qū)銅川 — 三門峽 — 濟源 — 鄭州一帶，以湖泊泥質巖發(fā)育為特征，沉積了相當于延長組的椿樹腰組和譚莊組，主要為一套淺灰色灰白色細砂巖、灰質粉砂巖夾深灰色灰黑色泥巖，并且少量炭質泥巖，并含劣質煤線。（表 15）、（圖 18）。平頂山礦區(qū)晚三疊世地層剝蝕殆盡。 圖 18 華北地區(qū)晚三疊世沉積分布圖 18 表 15 華北地區(qū)中生代地層劃分對比簡表 54 3．早、中侏羅世 早、中侏羅世時期為早燕山旋回時期，隨著太平洋板塊向北北西向的俯沖消減作用繼續(xù)加強，整個華北地區(qū)開始出現(xiàn)明顯的東西分異的構造格局，東部地區(qū)進一步強烈抬升，并出現(xiàn)了以北東 —北北東向為特征的強烈沖斷 — 褶皺作用和大規(guī)模的巖漿活動。在東隆西坳的背景上出現(xiàn)了大范圍的沉積，西部為大型的鄂爾多斯湖盆地沉積，而中、東部地區(qū)主要為受北東向為主控制的小型各類坳陷或斷隔盆地，面積從不足 1km2至數(shù)百上千平方公里。華北早、中侏羅世盆地主要有鄂爾多斯盆地、 承德盆地、下花園盆地、京西盆地、柳江盆地、北票盆地、濟源 — 黃口盆地、周口 — 合肥盆地、以及渤海灣盆地的武清 — 黃驊、濟陽盆地（圖 19）。 圖 19 華北地區(qū)早、中侏羅世構造及盆地分布圖 4．晚侏羅世 中侏羅世末的燕山 Ⅱ 幕構造運動劇烈，由于郯廬斷裂左旋擠壓活動加劇，產生北西 — 南東向的擠壓應力，使早侏羅世沉積盆地褶皺變形，在西部鄂爾多斯地區(qū)，長期以來完整、統(tǒng)一的大型內陸盆地開始解體并發(fā)生明顯的沉積分異，區(qū)內大部分地區(qū)隆升，缺失上侏羅統(tǒng)沉積。在山西地區(qū)，主要形成一系列北北東向的復背斜、復向斜與之伴生的壓扭性斷 裂，在復向斜中卷入的最新地層為中、下侏羅統(tǒng)，大多缺失上侏羅統(tǒng)。在東部地區(qū)，燕山二幕構造運動使盆地內部產生大型復背斜與大型復向斜，華北中北部褶皺軸走向以北北東向為主，而南華北地區(qū)因受秦嶺造山帶的影響以北西西向為主。晚侏羅世，由于北東向的擠壓應力作用，太行山、呂梁山拱起成山，鄂爾多斯西緣由于受秦嶺 — 祁連構造帶的陸內俯沖擠壓作用賀蘭山、桌子山隆起。 晚侏羅世沉積盆地主要有西部的鄂爾多斯西緣沉積盆地，大別山麓發(fā)育了以合肥盆地為代表的前陸盆地，在燕遼、魯西、太行北側及南端的濟源 — 義馬一帶的隆起局部地區(qū)發(fā)育了小型斷陷盆 地，位于南華北東南部的周口 — 合肥前陸坳陷盆地是一個在早、中侏羅世前陸坳陷基礎上繼續(xù)發(fā)育起來 55 的沉積盆地，包括有汝南、合肥等幾個沉積中心，上侏羅統(tǒng)由火山巖和沉積巖組成，火山巖厚逾1744m。合肥地區(qū)上侏羅統(tǒng)為紫紅色砂泥巖，盆地邊緣有火山噴發(fā)相和火山碎屑巖沉積。 5．早白堊世 進入早白堊世以后，古構造格局繼承了晚侏羅世的特點，沉積盆地在晚侏羅世盆地的基礎上進一步發(fā)育，并達到盆地發(fā)育的鼎盛時期，由于沉積湖盆發(fā)育，早白堊世以出現(xiàn)暗色泥巖等生油層沉積為特征。區(qū)內較重要的沉積盆地有鄂爾多斯坳陷型盆地、下遼河斷陷盆地、黃驊 斷陷盆地、石家莊斷陷盆地、黃口斷陷盆地、周口 — 合肥前陸盆地是在晚侏羅世盆地基礎上繼承性發(fā)育的盆地，在午陽、周口南、潭莊、沈丘及合肥等地下白堊統(tǒng)發(fā)育，地層厚度較大。（圖 110）。 圖 110 華北地區(qū)晚侏羅 — 早白堊世古構造盆地圖 6．晚白堊世 燕山 Ⅱ 幕構造運動以后，華北地區(qū)整體抬升，大面積處于剝蝕狀態(tài)。太行山以西的鄂爾多斯、山西等華北中西部地區(qū)缺失這一時期的沉積。東部地區(qū)則存在個別晚白堊世盆地，可見有限地晚白堊世沉積。晚白堊世盆地是早白堊世盆地的繼承性發(fā)育的產物，上白堊統(tǒng)厚度較薄，分布面積大為縮小，沉 積物巖性較粗。上白堊統(tǒng)地層主要見于下遼河、臨清、石家莊等斷陷區(qū)以及合肥前陸盆地內。合肥前陸盆地上白堊統(tǒng)主要分布于郯廬斷裂帶西側，包括響導鋪組和張橋組，響導鋪組以棕褐色、棕色砂泥巖為主，厚度大于 140m，張橋組以淺棕紅色細、粉砂巖為主夾含礫砂巖，下部夾棕紅色薄層泥巖，厚度大于 1000m（圖 111）。 二、印支期地質構造演化特點 早印支期（早中三疊世），華北地區(qū)基本繼承了晚海西期以來的構造格局和沉積特點，呈北西西向，近東西向展布的大型內陸沉積盆地。 56 中三疊世末發(fā)生的早印支運動，使之與上覆的上三疊統(tǒng)地層形成不整 合。華北地區(qū)“東西分異”現(xiàn)象開始出現(xiàn)，太行山以東地區(qū)明顯均衡抬升，并逐漸轉化為剝蝕高地，在晉北、冀中北部、魯西南等地缺失上三疊統(tǒng)沉積；在盆地南緣和東緣，由于后期大面積剝蝕，目前尚未發(fā)現(xiàn)上三疊統(tǒng)邊緣相帶。 圖 111 華北地區(qū)晚白堊世古構造及盆地分布圖 晚三疊世末的晚印支運動，使本區(qū)全面抬升，地層遭受大面積剝蝕，并造成三疊系地層的大面積缺失。 華北地區(qū)在海西 — 印支旋回期間，主要表現(xiàn)為南北向的擠壓構造環(huán)境，構造線伸展方向以東西向 — 近東西向為主，其動力來源于北緣的西伯利亞板塊與華北板塊的俯沖碰撞作用，以及南 緣的楊子板塊與華北板塊間的俯沖碰撞作用，因此，華北地區(qū)在印支期主要屬于古亞洲構造域動力學體系。 應當指出的是，自晚三疊世的晚印支期起受太平洋庫拉板塊北北西向的左旋擠壓應力的逐漸加強，以郯廬斷裂帶活動為標志的環(huán)太平洋構造域體系開始活動，致使晚三疊世東部明顯抬升，盆地向西收縮，并在盆地內部形成了近北東向展布的擠壓型坳陷，如沁水坳陷、武清坳陷、黃驊坳陷等構造單元。 萬天豐（ 1994）根據(jù)變形統(tǒng)計，得到中國大陸東部地區(qū)印支期的構造應力場方向，最大主應力軸（ σ 1）的優(yōu)選產伏為 SE176176。 ∠ 5176。 該期區(qū)域構造的擠壓方向 為近南北向為主，這主要代表印支早期的應力場特征。印支晚期，由于板塊間的相對應運動，使郯廬斷裂左行平移，本區(qū)則受到NW— SE方向的擠壓分力的作用，形成了 NE 向展布隆坳相間的構造格局。 在華北地區(qū)南緣，早印支期為古特提斯海的東延部分即秦嶺洋，從晚三疊世末期開始，華北板塊南緣繼續(xù)有向北的洋殼俯沖作用發(fā)生，導致地殼的均勻下沉，演化為安第斯型活動大陸邊緣，早印支期、秦嶺洋盆水域向北向華北南緣地區(qū)及鄂爾多斯西南緣侵漫，形成了規(guī)模不等的海灣，早、中三疊世在這些區(qū)域形成了復理石和混雜堆積，并含大量火山噴發(fā)巖。至晚印支期，秦 嶺洋開始閉合，于山陽 — 桐城 — 舒城的俯沖消減帶一線進一步發(fā)展成為華北板塊與揚子板塊的對接碰撞帶。至此，揚子地區(qū)與華北地區(qū)拼合為一體。早期的陸 — 陸對接碰撞作用使華北地區(qū)南部強烈隆起，缺失 57 沉積。從合肥盆地南北向地震大剖面上，可見缺失這一時期的沉積，證實了這一點。而在克拉通盆地內部則主要表現(xiàn)為褶皺作用和沖斷作用，以及南華北地區(qū)東西向、北西西向 — 南東東向分布的隆、坳相間的構造格局。 三、燕山期地質構造演化特點 印支運動以后，華北地區(qū)進入了全新的構造演化時期。自加里東、海西、印支期以來長期形成的南北成帶，東西分塊的區(qū)域 構造格局在燕山期發(fā)生了根本性變化。至燕山中期（ J2）以太平洋板塊活動影響上主導地位的東西成帶、南北分塊的區(qū)域構造特征已基本形成，取代了秦 — 祁、西伯利亞板塊活動對華北地區(qū)構造活動控制的歷史。 根據(jù)構造活動期次，盆地分布及其性質等，燕山期經(jīng)歷了五次明顯的構造運動 （表 16）即燕山 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 幕，并大致可分為早、中、晚、末四期各有特點的古構造格局，與早中侏羅世、晚侏羅世、早白堊世和晚白堊世四個成盆期相對應，形成了四期不同類型的沉積盆地。 表 16 華北地區(qū)燕山旋回分期表 早、中侏羅世時期 的早燕山旋回期，隨著太平洋板塊向北北西向的俯沖消減作用繼續(xù)加強，整個華北地區(qū)首次出現(xiàn)了東西構造格局的明顯差異。東部地區(qū)進一步強烈抬升，并伴有強烈的沖斷 —褶皺作用和大規(guī)模的巖漿活動，構造線第一次表現(xiàn)為以北東 — 北北東向為特征。在西部鄂爾多斯地區(qū)，由于受太平洋板塊活動構造應力影響較弱，在東隆西坳的背景上出現(xiàn)了大范圍的沉積，但與三疊紀盆地比較、沉積范圍明顯縮小。而在中東部地區(qū)，則出現(xiàn)一些小型沉積盆地群、主要分布于燕山、渤海灣地區(qū)、盆地分布受北東向為主的構造控制。 早燕山旋回期間，華北東部地區(qū)的北北東、北東向構造控制 的隆凹格局也基本形成，太行山斷裂、蘭聊斷裂開始活動，因此太行山開始抬升成山，魯西地區(qū)也在此期間開始整體旋轉隆起。 但是由于南緣秦祁構造帶和北緣興蒙構造帶這一時期處于板塊陸 — 陸碰撞后的相對擠壓進一步隆升階段，對于南華北地區(qū)，燕山地區(qū)以及西部鄂爾多斯地區(qū)的影響還占有主導地位，導致這些地區(qū)在相當大的程度上還保持了印支時期以來的構造格局。 中侏羅世末的燕山 Ⅱ 幕構造運動劇烈，由于郯廬斷裂左旋擠壓的加劇，產生北西 — 南東方向的擠壓應力，使早、中侏羅世沉積盆地褶皺變形。在西部鄂爾多斯地區(qū)，長期以來完整統(tǒng)一的大型內陸盆地開始 解體，主要表現(xiàn)為區(qū)內大部分地區(qū)隆升，缺失上侏羅統(tǒng)沉積。在山西地區(qū)，主要形成一 58 系列北北東向的復背斜，復向斜及與之伴生的壓扭性斷裂。在復向斜中卷入最新的地層為中下侏羅統(tǒng)，大多缺失上侏羅統(tǒng)。分割山西和鄂爾多斯地塊的呂梁山區(qū)開始明顯隆升成山，離石斷裂強烈活動。 在整個華北的東部地區(qū)，燕山 Ⅱ 幕使盆地內部產生了大型復背斜與大型復向斜。如冀中復背斜、武清 — 文安復向斜、大城復背斜、里坦復向斜等，在復背斜陡翼多伴以明顯的逆沖斷裂等。如寧武盆地西緣逆斷裂系，滄西逆沖斷裂系。這些沖斷褶皺受老構造線影響，展布方向不盡相同，在燕山地 區(qū)褶皺軸走向為北東東向；華北中北部地區(qū)褶皺軸走向以北北東向為主；而南華北地區(qū)因受秦嶺— 大別山造山帶的影響，以北西西 — 南東東向為主。如滄西逆沖斷裂系位于滄縣隆起南段的南大縣凸起與阜城凹陷之間，長約 70km，走向為 NNE，發(fā)育于燕山早期，是燕山早期太行 — 冀中古背斜的東部邊界斷裂，至早第三紀發(fā)生負反轉形成目前的滄西正斷裂，作為滄縣隆起的西部邊界斷裂與冀中坳陷相連。 2．燕山中期 晚侏羅世時期即中燕山旋回期構造變形劇烈，褶皺斷裂活動繼續(xù)大規(guī)模產生，巖漿活動仍較強烈。 晚侏羅世末期發(fā)生的燕山 Ⅲ 幕構造運動在華北全區(qū)都有 明顯表現(xiàn)，在西部鄂爾多斯地區(qū)，其周邊的斷褶作用明顯，賀蘭、呂梁等山體明顯隆升在西緣形成近南北向長達 600km 的逆沖、逆掩斷裂帶。陰山地區(qū)也有褶皺和逆斷裂發(fā)育，但褶皺開闊，斷距較小，顯示東西向擠壓應力大于南北向的擠壓應力。在東部地區(qū)，主要表現(xiàn)為大面積的隆升和褶皺。 3．燕山晚期 燕山 Ⅲ 幕構造運動后，至早白堊世，東部地區(qū)受控于太平洋庫拉板塊向北北西方向的運動，使本區(qū)受到