位于豫西强变形“三软”煤层高突瓦斯带的新密、登封、禹州、陕渑-义马、新安、宜洛、偃龙、荥巩等豫西煤田在区域构造上处于华北地块南缘,中生代及其之前属于华北型的地壳结构(图4.1)。中生代以来,受着秦岭-大别山造山带构造的控制与改造,因此又属于秦岭造山带北缘逆冲推覆构造系,其位于豫西渑池-义马-宜阳-鲁山-舞阳逆冲推覆构造带的东北侧(图4.2)。
图4.1 新密煤田的区域构造位置(据武汉地质学院,1975)
印支期至燕山早、中期,受秦岭造山带隆起强烈推挤作用,形成主体为一系列北西向展布的挤压断裂、褶皱构造;燕山早、中期,如同华北板块一样,受太平洋库拉板块北北西向俯冲,在原来北西向构造的基础上,又形成了一系列的北北东—北东向的挤压断裂、褶皱构造,但规模和发育程度都弱于北西向构造。嵩山背斜、箕山背斜、颍阳-芦店向斜,以及控制大平井田的北东向展布的大冶向斜、周山、吴庄逆断层都是此期形成的(图4.3,图4.6)。
图4.2 秦岭北缘逆冲推覆构造系渑池-舞阳区段地质简图(据石铨曾等,1991,修改)
图4.3 登封煤田构造纲要图示意图
发生在晚侏罗世—早白垩世的裂陷活动和晚白垩世—古近纪的裂陷活动,北西向构造表现为伸展运动背景下的差异升降活动,使得豫西煤田原来的北西向展布的逆冲推覆构造反转为正断层,形成一系列北西-南东向展布为主的正断层所夹的地堑、地垒、掀斜构造(图4.4至图4.6)。
燕山晚期,太平洋板块对华北板块俯冲方向改变,加上印度板块对华北板块挤压应力增强,使得华北板块不断向东向太平洋方向蠕散,华北板块处于引张、裂陷、伸展的地球动力学背景,北北东、北东向断裂表现为右旋拉张的受力状态。沿着太行山-武陵山北北东向的重力梯级带横跨秦岭造山带的部位,形成了一系列北北东、南北的新生代陆相断陷盆地横切先期所有构造,在豫西煤田形成了一系列北北东、北东向展布的裂陷带(图4.7),有利于瓦斯的大量释放。
图4.4 中国中生代裂陷区(据马杏垣,1985)
图4.5 中国新生代裂陷区(据马杏垣,1985)
图 4.6 新密煤田构造纲要图
图4.7 秦岭造山带后造山期的伸展构造
图4.8 掀斜断块型滑动构造两种亚型(据李万程,1995)
豫西煤田发生在燕山晚期和古近-新近纪的大规模裂陷活动,引发该矿区范围的重力滑动构造活动。重力滑动构造是在高角度正断层运动过程中发生的,属于伸展构造范畴。滑动构造形成过程中,有利于瓦斯释放。滑动构造使得煤体结构进一步剪切破坏,新密矿区山西组二1煤层构造煤成层发育,厚度大的在5m以上(见图2.7,图4.8,图4.9)。
图4.9 芦店滑动构造剖面图