中小断裂构造特征分析
构造地质学——第2章-生长断裂
Hangingwall drag Hangingwall drag
Inactive Inactive Active Active Faulting Active Faulting Faulting Faulting Faulting
9 10 11 12 13
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Throw
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图2－18
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2>重力蠕动滑移
正断层的活动有垂直和水平两个位移分量，这两个位移 分量必定同时受同一机理的控制。
①实验装置
蠕动滑移过程中，滑动着的沉积物从稳定的沉积体分裂 出来，形成边缘地堑。
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质点运动轨迹
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②平面上， 断裂出现的次 序和自然界是 很相似时，最 早出现的是因 边地堑断裂， 以后才出现湾 岸附近断层。 ③剖面上， 在拉张过程中 出现铲形断面， 逆牵引背斜、 反向断层和同 向小断层。
2>生长指数最大可达5—10，再大就不合理
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LL1 3
LL1 5
LL1 7
LL1 8
LL1 9
LL2 0
LL2 1
T2
LL2 2
S E
辽东湾生 长断裂
T6 T8
T3 T5
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8．上升盘掀斜断块 和下降盘的“逆牵引”
第三节断裂构造
教案用纸地貌标志（1）断层崖由于断层两盘的相对滑动，常常促使断层的上升盘形成陡崖，这种陡崖通常称为断层崖。
如王乔洞断层西盘栖霞组灰岩形成约10米高的断层崖。
（2）断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向的水流侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。
（3）错断的山脊错断的山脊也往往是断层两盘相对平移等运动的结果。
（4）横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是一条较大断裂。
（5）串珠状湖泊洼地这种洼地往往是大断层存在的标志。
（6）泉水的带状分布断水呈带状分布往往也是断层存在的标志。
如沿猫耳洞断层分布的一系列下降泉（落水洞）（7）水系特点断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错短河谷构造标志（1）构造线不连续任何线状或面状地质体，如地层、矿层、岩脉、侵入体与围岩的接触面、片理或相带等均顺其产状延伸。
如果这些线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。
图7是断层造成的构造线不连续现象的图示。
走向断层F1、倾向数层F2和斜向断层F3分别切断地层或早期断层，或在平面上或在剖面上，或者既在平面上又在剖面上，两者均显示出构造线的中断。
为了确定断层的存在的测定错开的距离在野外应尽可能查明错断的对应部分。
图7 断层引起的构造不连续现象F1走向断层；F2倾向断层；F3斜向断层（2）构造强化现象断层活动引起的构造强化，包括有岩层产状的急变、多变和变陡；节理化、劈理化甚至片理化窄带的突然出现；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。
如果我们在野外发现这些现象，就要进行认真的观察，探究引起这些现象的可能原因。
构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种表现。
断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径大小一般为数十厘米至二、三米。
构造透镜体有时单个出现，有时数个或更多个透镜体成组产出。
构造透镜体一般是挤压作用产生的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体，菱块楞角又被磨去形成的。
关于矿井断裂构造特征的认识和分析
曲变形 ， 尔后 出现 破裂 产生 断层 ； 强 度高和 具脆性 的岩层 则
征 和 发展 ， 进 而 查 明 各 种 构造 对于 煤层 赋 存 的控 制 关 系 ， 根 据 已揭 露 不容 易发 生显著地 弯 曲变形 ，一旦 变形就 会破裂 而产 生断 构 造 的组 合 特 征 预 测 未开 拓 区可 能存 在 的构 造 形 迹 ，为 煤 矿 下 一 步
逆 断层 （ 压性 ） 、 斜 断层 （ 剪 或压 剪 性 ） 为矿 区 内 的主要 构造 而 必须根 据 具体 情 况具体 分析 。 上 述 影 响断裂 构造 变形 的 因素是彼 此相互 联 系 的 ， 在 线； 而 井 陉矿 区 ， 煤 岩 层 受拉伸 张 应力作 用 为主 ， 煤岩 层在 研 究赵 坡矿 井地 质 构造 时不 能 分割开 来。 空 间表现 为拉伸 变形 特点 ， 结果矿 区 内高角度 正 断层发 育 ， ２ 矿 井断 裂构 造形成 机 理分 析 局部 有平 缓褶 曲。 煤 岩层力 学性质 是与 其岩性 密切相 关 的。 经 实验 证 明 ， 试 件 受 到挤 压 变 形 时 ， 先是 压 缩 继 之 出 如 果地层 中塑性 岩层 的厚度 占 比例较 大 ，则地层 的塑 性 变 褶皱 ） ， 然 后 出现 Ｘ型破 裂。 继续 发展 则 出现 形特 征就 较突 出。反 之 ， 如果， 地层 中刚性岩 层厚 度 占比例 现轻微 褶纹 （ 较大， 则 以脆性 变形 特征较 突 出。如 果构造作 用力相似 ， 但 褶 皱 隆起 ， 在破 裂基 础 上产 生平移 断层 和 Ｘ 、 Ｙ型剪 性正 断 层 ， 最 后 产生 张性 的纵横 破裂 。 走 向逆 断层和 大 型褶 曲相 岩 石力 学性质 有差 异 ，那么 引起 的变形结 果则 不 同。 一般 地， 细 粒 碎屑 岩 、 泥岩 和 煤层 具 塑性 或低 强 度特 征 ， 而粗 粒 伴生 ，由它们 的延展 方 向可 基本 确定 挤 压力 作用 的 方 向。 碎 屑岩和 石灰 岩类 则具脆性 和高强 度特征 。 因此 ， 当受挤压 实际 上 ， 走 向逆 断层 面 的倾 向也 有 Ｘ、 Ｙ型两组 。平 面上 呈
中小断裂构造特征分析
中小断裂构造特征分析东荣三矿位于矿区的中部，面积约59平方公里，其中地震勘探面积46 平方公里。
地层走向南北，向西倾斜，含煤地层属上侏罗统鸡西群城子河组，其中含煤63层，可采及局部可采煤层14层。
全井田由三维地震、钻探、测井、实际揭露等综合手段确定的大小断层500余条，断层破坏了煤层的连续性和完整性，影响采区划分、开拓方式、工作面布置、安全生产，增加煤炭损失量和巷道掘进量，影响煤矿综合效益，严重制约煤矿发展。
因此对中小型断层（落差20m以下）的形成机理、解释方法及分布规律进行深入研究和评价，以便指导生产。
1 东荣三井田构造的解释与研究本井田位于绥滨～新安镇坳陷带中的东辉——东荣弧形向斜东翼的中段。
在新华夏构造体系的改造和东西向挤压应力的作用下形成了正负相间排列的背向斜褶皱，从西向东有福山背斜、福山东向斜、二九一背斜和福山背斜南缘的牵引褶曲等。
1.1 东荣三井田主干断层类型（1）X型断层：主要分布在福山背斜的南北端，由北东、北西向二组断层交叉切割组成。
北东向断裂位于东南部边界，与二九一背斜轴向相平行的压性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。
北西向断裂位于西南部、北部、东北部边界，形成早而活动时间长的区域性压扭性、张扭性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。
（2）弧形断层：主要分布在福山背斜以东及福山东向斜东翼的浅部，具有压扭性、压性结构面性质，呈向西突出的南北伸展的弧形，特别在福山背斜东翼，形成密集的断裂带，有的属于伴生断裂，有的属于派生断裂，对地层切割非常严重。
（3）横张断层：主要分布在福山东向斜的东翼上，形成由北而南的东西向三组断层，其中每组断层又是由2--5条断层组合在一起的断层群，断层带内的构造极为复杂。
1.2断点的识别（1）中小断层在钻孔岩芯中非常明显，既有破碎带的特征、地层倾角的变化及煤层及标志层的层位缺失等现象。
地质构造中不同断层类型的形态特征分析
地质构造中不同断层类型的形态特征分析地质构造是地球表面上地壳运动的结果，其中断层是地壳运动的重要表现形式。
不同类型的断层具有不同的形态特征，对于地质构造的研究具有重要意义。
本文将从正断层、逆断层和走滑断层三个方面进行分析，探讨它们各自的形态特征以及与地质构造的关系。
正断层是地壳板块运动导致岩石受力超过其抗折强度时，造成的岩石断裂。
正断层在构造活动过程中，一侧岩块上升、另一侧岩块下降，形成一条倾斜的剪切面。
正断层的形态特征主要包括断层面、断层带、断层倾角和断层错动等。
断层面是指断层形成时，地壳两侧断裂面之间的接触面，常常表现为一条裂缝或破碎带。
断层带是指断层面及其周围的一片破碎或变形带，通常在断层线两侧有较显著的尺度效应。
断层倾角是指断层面和水平面之间的夹角，可以通过研究断层倾角来了解地壳的受力状况以及断层的成因。
断层错动是指在断层带中断层面的滑动，通常表现为断层面上的一侧岩块经过断层错动向上或向下移动，造成地层的错动和变形。
逆断层是地壳板块运动中，一侧岩块向另一侧岩块上升的断层。
逆断层的形态特征与正断层有一些相似之处，但也存在一些明显差异。
逆断层的断层面倾角通常比较陡峭，断层带的尺度效应也较为明显。
逆断层常常发生在造山带中，是山脉形成的重要因素之一。
逆断层的错动通常会导致地层的抬升和褶皱的形成。
走滑断层是地球板块水平位移的断层，也是地壳运动中常见的一种形态。
它通常表现为两块岩石沿着断层面平行滑动，形成一系列平行的剪切面。
走滑断层的形态特征主要包括剪切面的滑移量和滑移速率。
剪切面的滑移量是指沿断层平行移动的相对位移，滑移速率是指单位时间内发生的滑动位移。
走滑断层的错动通常会产生断层谷和断层湖等地貌特征，例如中国的东昆仑断裂带和美国的圣安德烈斯断裂带。
总之，不同类型的断层具有各自独特的形态特征，通过对断层的形态特征进行研究可以了解地质构造的演化与变化。
正断层、逆断层和走滑断层在地球板块运动中起着重要作用，对于地球科学的发展和资源勘探有重要意义。
地震活动与构造断裂应力分布特征的分析
地震活动与构造断裂应力分布特征的分析地球上的地震活动是一种常见的自然现象。
地震通常由构造断裂引起，而构造断裂是地壳运动的表现。
了解地震活动与构造断裂应力分布特征之间的关系对于我们进一步认识地球内部的力学行为和地壳运动机制具有重要意义。
一、地震活动与地壳构造断裂的关系地震活动与地壳构造断裂之间紧密相关。
地震是因地壳中存在的断裂面受到应力作用而发生的突然释放。
构造断裂是地壳运动的主要形式之一，是地壳中应力分布不平衡的表现。
在地质演化过程中，地壳的运动不断积累应力，当受到一定限度的承载能力时，断裂面就会发生破裂，从而引发地震活动。
二、地壳应力分布的特征地壳应力分布具有一定的规律性。
根据构造力学的理论，地壳中的应力主要来源于重力和板块运动。
地球的重力作用是地壳应力的重要驱动力，而板块运动则是构造活动的主要起因。
地壳中的应力主要分为水平应力和垂直应力两个方向。
水平应力主要呈现为横向的剪切应力，而垂直应力主要是垂直方向的压应力。
三、地球板块的运动与地震活动地震活动与地球板块的运动关系密切。
地球板块是地壳运动的主要载体，地震多发区往往是板块边界带或板块内部的断裂带。
在板块运动过程中，板块之间的相互挤压和相对滑动产生了大量的应力能量。
当这些应力能量积累到一定程度时，就会引发地震活动。
例如，日本位于环太平洋地震带上，正是因为其地处多个板块交汇的区域，板块之间相互碰撞和滑动引发了频繁的地震。
四、地震活动与构造断裂应力分布的关系地震活动与构造断裂应力分布具有一定的对应关系。
构造断裂是地壳中应力分布不平衡的表现，而地震活动则是应力得以释放的结果。
通过对地震活动的分布和构造断裂的分布进行对比分析，可以发现它们之间存在着一定的空间关联性。
例如，地震活动多发区往往与明显的断裂带和构造带重叠，这说明构造断裂处的应力积累是地震活动的重要影响因素。
五、地震活动与构造断裂应力分布特征的研究意义地震活动与构造断裂应力分布特征的研究对于地震灾害的预测和防治具有重要意义。
断裂构造图文分析
一、节理（一）基本概念1、节理：岩石受力作用形成的破裂面或裂纹，称为节理，它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。
节理的产状也可用走向、倾向和倾角进行描述。
2、节理组和节理系：在同一时期，同一成因条件下形成的，彼此相互平行或近于平行的一群节理叫节理组；在同一构造应力作用下，形成有规律组合的节理组，叫节理系。
（二）节理分类1、按节理的成因分类节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。
(1)原生节理：指岩石形成过程形成的节理，如玄武岩的柱状节理(2)构造节理：是岩石受地壳构造应力作用产生的，这类节理具有明显的方向性和规律性，发育深度较大，对地下水的活动和工程建设的影响也较大。
构造节理与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系，它们常常相互伴生，是工程地质调查工作中的重点对象(相对于节理、表生节理)。
(3)表生节理：又称风化节理、非构造节理，是岩石受外动力地质作用(风、水、生物等)产生的，如由风化作用产生的风化裂隙等，这类节理限在空间分布上常局限于地表浅部岩石中，对地下水的活动及工程建设有较大的影响。
2、按力学性质进行分类(1)张节理:在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理，叫张节理。
张节理大多发育在脆性岩石中，尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育，它主要有以下特征：裂口是张开的，剖面呈上宽下窄的楔形，常被后期物质或岩脉填充；节理面粗糙不平，一般无滑动擦痕和磨擦镜面；产状不稳定，沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭；在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、结核或粗砂粒，其张裂面明显凹凸不平或弯曲；张节理追踪X型剪节理发育呈锯齿状。
(2)剪节理：岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理，叫剪节理，它一般在与最大主应力呈45°夹角的平面上产生，且共轭出现，呈X状交叉，构成X 型剪节理。
它具有以下特征：剪节理的裂口是闭合的，节理面平直而光滑，常见有滑动擦痕和磨光镜面；剪节理的产状稳定，沿其走向和倾向可延伸很远；在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉，而不改变其方向；剪节理的发育密度较大，节理间距小而且具有等间距性，在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
区域构造特征与构造构造演化分析
区域构造特征与构造构造演化分析区域构造特征与构造演化分析在地质学中，区域构造特征与构造演化是研究地球地壳构造形成和演化的重要内容。
区域构造特征是指某一地区地壳构造的整体形态以及地质构造线aments的分布规律，而构造演化则是指地壳构造进行过程中所经历的变化和发展。
本文将基于已有的地质知识，通过对实例地区的分析，探讨区域构造特征与构造演化的一些常见模式和原因。
首先，我们以地震带为例进行分析。
地震带是指在某一地区地壳活动频繁，发生大量地震的带状区域。
这种带状的集中性地震活动往往与板块运动有关。
板块是构成地球外壳并相对运动的大块状结构。
当板块之间产生相互挤压、拉张或剪切等应力作用时，就会产生地震。
因此，通过分析地震带的分布规律，可以揭示出区域构造特征和板块边界的演化历程。
其次，我们来分析断裂带的形成与演化。
断裂带是指地壳中断裂构造发育密集的带状区域。
断裂构造是地球地壳中断层或断裂面的结果，常常伴随着地壳的破裂和错动。
断裂带的形成多与地壳的拉张、压缩、走滑等作用有关。
例如，我国的东北地区是一个典型的断裂带，发生了许多断裂活动和地震。
通过对断裂带的构造特征和地震活动的分析，我们可以得出该地区因受到塔里木板块向东受力的压迫而产生了断裂活动，并有可能会继续演化的结论。
此外，火山带也是研究区域构造特征与构造演化的一个重要方面。
火山带是指地壳中火山活动频繁的地区，通常与板块的汇聚和俯冲有关。
当两个板块碰撞迫使地幔岩石上升到地壳中时，形成了岩浆室，并进一步导致火山活动。
例如，环太平洋火山带是世界上最活跃的火山带之一，它是由太平洋板块碰撞及俯冲引起的。
通过对火山带的构造特征和岩浆成因的研究，我们可以了解到不同区域的板块运动和地壳演化的差异。
最后，我们来考察地壳变形特征和构造演化之间的关系。
地壳变形是指地壳岩石在应力作用下的变形过程。
地壳变形可以通过测量地壳上的地面变形、断层错动和地壳运动速度等指标进行研究。
通过对变形特征的分析，可以了解地壳变形与板块运动、构造构造的关系。
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中小断裂构造特征分析
东荣三矿位于矿区的中部，面积约59平方公里，其中地震勘探面积46 平方公里。
地层走向南北，向西倾斜，含煤地层属上侏罗统鸡西群城子河组，其中含煤63层，可采及局部可采煤层14层。
全井田由三维地震、钻探、测井、实际揭露等综合手段确定的大小断层500余条，断层破坏了煤层的连续性和完整性，影响采区划分、开拓方式、工作面布置、安全生产，增加煤炭损失量和巷道掘进量，影响煤矿综合效益，严重制约煤矿发展。
因此对中小型断层（落差20m以下）的形成机理、解释方法及分布规律进行深入研究和评价，以便指导生产。
1 东荣三井田构造的解释与研究本井田位于绥滨～新安镇坳陷带中的东辉——东荣弧形向斜东翼的中段。
在新华夏构造体系的改造和东西向挤压应力的作用下形成了正负相间排列的背向斜褶皱，从西向东有福山背斜、福山东向斜、二九一背斜和福山背斜南缘的牵引褶曲等。
1.1 东荣三井田主干断层类型（1）X型断层：主要分布在福山背斜的南北端，由北东、北西向二组断层交叉切割组成。
北东向断裂位于东南部边界，与二九一背斜轴向相平行的压性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。
北西向断裂位于西南部、北部、东北部边界，形成早而活动时间长的区域性压扭性、张扭性断裂；其次是一系列规模较小、延展不长，有张有压并受旁侧主干断裂所控制的断裂。
（2）弧形断层：主要分布在福山背斜以东及福山东向斜东翼的浅部，具有压扭性、压性结构面性质，呈向西突出的南北伸展的弧形，特别在福山背斜东翼，形成密集的断裂带，有的属于伴生断裂，有的属于派生断裂，对地层切割非常严重。
（3）横张断层：主要分布在福山东向斜的东翼上，形成由北而南的东西向三组断层，其中每组断层又是由2--5条断层组合在一起的断层群，断层带内的构造极为复杂。
1.2断点的识别（1）中小断层在钻孔岩芯中非常明显，既有破碎带的特征、地层倾角的变化及煤层及标志层的层位缺失等现象。
（2）中小断层在测井曲线上，主要有以下特征。
人工放射性曲线（HGG）常常显示为低密度，高伽玛伽玛异常，因破碎带中，不同岩石的混杂，以及断层界面附近岩石破碎程度的渐变关系，使曲线异常包罗边界反映为渐变。
这种破碎性造成异常内显示不稳定的剧变，这与煤层的曲线异常完整性很容易区分。
天然放射性曲线（HG）在断层带的曲线特征是低伽玛值，由于岩性的差异曲线表现为杂乱的低异常，顶、底界面不清晰，同厚层砂岩、煤层形成的低异常相比，有很大的差别。
视电阻率曲线（DLW）常表现为低异常，因断层带岩性破碎，且含水性好，这也是断裂带的重要标准。
东荣矿区综合测井参数呈现的岩石地球物理特征明显，曲线所反映的煤系地层的岩性、岩相特征也很明显。
通过曲线对比，可确定断点的存在及断距的大小。
（3）地震利用反射界面的连续性，通过有效波组的追踪，确定中小断层，其断点反应清晰可靠。
该区有效波T2、T3波组是两组标准波，T2波组相当于14—16号煤层，T3波组相当于30号煤层。
波组显示的能量很强，连续性好，当连续波组出现中断时可视为断点。
相位错开的时间可换算出断距。
通过时间剖面上T2波组的追踪，中小断层有规律的出现，即断层束派生的分支断裂、横张断裂中形成的阶梯式断层群。
1.3 中小断层的组合（1）首先通过剖面对比，寻找煤层间距变化异常处、煤层和标志层的缺失段、查找钻孔中岩芯完整性、倾角变化等构造标志作为中小断层存在的依据。
（2）将钻探发现的断点，用测井曲线加以验证，查对曲线上是否有断层的标志，以及断点
的深度。
煤层和断距的大小等。
经二者互相验证的点，可视为断层可靠点。
（3）将测井、钻探对比确定的断点引伸到地震时间剖面上去，与时间剖面相互验证，确定时间剖面上可靠断点的地震相特征。
2 中小断层的形成机理及分布规律中小断层的发育和分布规律受到主体构造的约束。
在煤系形成以后，受到的构造变动大致可以分为三期。
第一期是福山背斜的形成，第二期是弧形断裂束的形成，第三期是横张断裂带的形成。
由于三期构造变动及其叠加的结果，形成了F10～F20断层束，分布在福山背斜东侧，西以F10号断层为界，东以F20号断层为界，呈南北转南东向的弧形展布。
斜切福山背斜的东翼，断层束中包括F10、F19、F20等断层，在福山背斜核部东侧断层的断距明显增大，福山背斜对断层影响严重。
断层束中的中小断层发育规律明显的受主干断裂的控制。
由于主干断裂应力释放的因素，地层表现为不连续，中小断层极发育。
地震时间剖面上表现为高倾角，杂乱的不连续的地震相，形成一个陡坎加断层带。
根据资料综合分析，这个带的宽度约300m，这个高倾角的陡坎为构造复杂区。
中小断层的展布方向和主干断裂大致平行。
断点在平面上的走向长度一般为200～300m。
以单点组合为主，线与线间的断点组合依据不足，少数断点可以相互组合，走向长度可达400～500m。
断层点在空间的展布密度也受断层束的制约，断层束在7线以南部分，出现的条数少，频度低，一般为1条∕400m，向北断层收敛，断点出现的频度明显增高，到13、14线附近F10～F19之间已全被“陡坎”所占据。
还有东部横张断裂带内弧形张断层，几乎为等距出现。
根据钻探和地震资料对照，结合部分实际揭露发现横张断层各是一个断层组，至少有1～2个分支断层伴随出现。
F40以南的区域和F87以北的区域，离开F41弧顶和福山背斜的阻挡，应力不能集中，只能在期间形成少量的受控于F41的次生小断层，出现的频度为1条∕150～350m。
属于构造稳定区。
3 结论（1）结合实际揭露共解释落差20米以下新增加的断层点101个，钻孔中新发现断层点23个，利用原精查报告中离散的断层点5个，共组合成小断层77条。
其中可靠的62条，较可靠的15条。
（2）中小断层应是主干断裂的次生断裂，它们之间有密切的成生关系，归纳后分三个构造复杂区和四个构造简单区。
（3）三个构造复杂区：福山背斜核心部位以南到10勘探线；F10断层以东、在9～14勘探线之间形成一宽度达300m的“陡坎带”；东部F40～F87断层之间，局部应力又形成一组交叉断层，对煤系地层切割严重。
（4）四个构造简单区为：福山背斜、10勘探线以南部分；福山背斜以东、F87断层至F32断层之间的部分；F44断层以南到二九一背斜之间；F10～F20断层束在9线以南的部分。