中新生代盆地演化阶段

作者&投稿:查荀 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
中新生代陆相盆地演化阶段~

中三叠世末,印支运动不仅使中朝克拉通与扬子克拉通发生碰撞俯冲,形成举世闻名的大别-苏鲁超高压变质带和秦岭造山带(丛柏林等,1994;张国伟等,1996),而且在长期稳定的华北克拉通内出现了强烈的变形和造山作用(Davis et al.,2001;崔盛芹等,2000),中国东部-朝鲜半岛晚三叠世以前的地层一起褶皱、断裂,形成走向近EW的褶皱和断裂带,造成上三叠统与中三叠统之间的区域性角度不整合接触。中国东部-朝鲜半岛由稳定克拉通构造演化阶段,进入了陆内造山与成盆的演化阶段。

图4—17 华北晚古生代聚煤盆地太原组(上图)、山西组(下图)地层等厚线及含煤性略图

(据杨起等,1979)
1—地层等厚线(单位:m);2,3—表示煤厚级别(由厚到薄);4—古陆;5—聚煤期后断裂;6—陆相聚煤盆地
1.晚三叠世—早侏罗世盆山构造与地质环境演化
经过中三叠世末构造运动之后,晚三叠世,古地理面貌发生了极大变化,气候也变得温暖潮湿。在整体隆起的背景下,一些小型的河流沼泽盆地沿褶断带或断陷带凹陷部位发育。这些小型盆地具有明显的继承性特点,沉积物中的砾石成分来自基底太古宇、中新元古界、古生界和中下三叠统。从基底的变形来看,上三叠统和下侏罗统沉积于晚三叠世前褶皱的向斜部位。从沉积建造来看,上三叠统下部为冲洪积相沉积,它们对中三叠世末构造运动形成的凹陷部位进行填平补齐,到上三叠统上部出现一些沼泽相沉积环境,形成煤层或煤线。三叠纪末构造抬升,造成盆地隆起,发生剥蚀,一些晚三叠世盆地消失,下侏罗统与上三叠统之间发生沉积间断,地层呈平行不整合接触。
早侏罗世,由于受早燕山期构造运动的影响,盆地内部发生中性火山喷发,堆积了下侏罗统下部的钙碱性安山岩建造(北京西山为南大岭组玄武岩)。之后,盆地进一步扩大,形成下侏罗统上部河流沼泽相的灰色陆屑式含煤建造。
晚三叠世—早侏罗世的盆山构造由于受印支期构造变形形成的EW向褶断带和隆起带控制,主要呈EW向或NEE向展布。其岩相古地理属河湖-沼泽相环境,盆地类型为坳陷型盆地,构造背景是中三叠世末强烈挤压之后,均衡调整阶段的相对稳定环境。
早侏罗世末,燕山运动第一幕强烈的第二次挤压作用,使得上三叠统、下侏罗统地层遭受褶皱和冲断(逆冲、逆掩),晚印支-早燕山早期盆地反转,盆地内上三叠统、下侏罗统褶皱隆升,遭受剥蚀;前中生界地层也再次受到改造。形成一些走向NE的逆冲断裂,它们切割了上三叠统和下侏罗统,又被中侏罗统不整合覆盖;使得中侏罗统与下侏罗统呈不整合接触。伴随着燕山运动第一幕的挤压作用,在该区还有花岗岩和闪长岩的侵入活动。
2.中晚侏罗世盆山构造与地质环境演化
经历了早侏罗世末燕山运动第一幕强烈的构造运动之后,中侏罗世,区域挤压应力减弱,伸展作用加强,伸展作用引起的断陷使得火山活动增强,早期盆地范围进一步扩大,同时又有一些新的盆地生成。中国东部-朝鲜半岛形成一批既相互分隔又局部相连的断陷盆地(图4-18)。在这些断陷盆地中堆积了中侏罗统的含火山、含煤的河流沼泽相碎屑沉积物。晚侏罗世,由于气候逐渐变得干燥起来,早燕山晚期构造运动使得上述盆地内普遍沉积了一套红色复陆屑式建造。这一阶段研究区内一方面火山活动增强,另一方面,沉积环境比较稳定。这一时期盆地的构造特点,反映出该区的构造活动已经不全是挤压作用,伸展作用的影响已经相当明显。
侏罗纪末,燕山运动第二幕强烈的第三次挤压作用,使得中、上侏罗统的火山-火山碎屑-碎屑沉积岩系发生NE向中等程度的褶皱,形成一组NNE 向的逆冲断层、褶皱和NW、NWW向的配套断裂,使得中晚侏罗世盆地萎缩、消亡,并对中晚侏罗世的盆岭构造系统进行改造。
3.白垩纪盆山构造与地质环境演化
白垩纪,随着区域挤压作用减弱,NW—SE向的伸展作用进一步加强,本区的构造演化进入了一个新的阶段,岩石圈由缩短为主转向以伸展为主。这一时期断陷活动增强,形成一大批白垩纪断陷盆地(图4-19)。这些白垩纪断陷盆地和盆地之间的断块隆起组成一个伸展状态下的盆岭构造系统。这一阶段区内盆地发育达到鼎盛时期,火山活动达到高潮,义县期(或东岭台期)火山岩遍布全区。盆地演化的进程可以划分为初始断陷期、断陷期、消亡期三个阶段。初始断陷期由于强烈的伸展作用,发育许多NE向的同生断裂,沿这些伸展断裂发生强烈的中基性火山喷发,形成广泛分布的火山岩系,并伴随快速的湖盆堆积。断陷期形成一些断陷型陆相淡水湖盆,沉积了一套湖相、湖泊-沼泽相含煤泥质碎屑岩系。消亡期盆地范围缩小,盆地内发育一套红色类磨拉石建造。早白垩世末,燕山运动第三幕使得该区普遍抬升,大部分盆地消亡,下白垩统遭受剥蚀。晚白垩世仅在部分盆地有少量红色类磨拉石堆积,与下伏地层呈整合或不整合接触。

图4—18 华北早中侏罗世原型盆地分布

(据SINOPEC,2002年会议资料修改)
Ⅰ—大型坳陷盆地区(鄂尔多斯盆地);Ⅱ—中小型NW向挤压坳陷盆地区;Ⅲ—中小型NE向坳陷盆地分布区

图4—19 华北晚侏罗世-早白垩世原型盆地分布

(据SINOPEC,2002年会议资料修改)
Ⅰ—陆-陆碰撞挤压盆地分布区,鄂尔多斯盆地进一步向西发育;Ⅱ—弧后盆地分布区;Ⅲ—郯庐走滑盆地分布区
这一时期,由于古亚洲构造域南北向会聚作用的影响已越来越弱,太平洋构造域俯冲作用的影响已越来越强,盆山构造格局总体上呈NE向展布,表现为NE向盆山相间的构造特征。
白垩纪末燕山运动第四幕使得区内中生代盆地再次反转,前新生代地层发生褶皱,形成一组NE向的背斜和向斜及NE向的逆冲断层。这期运动使得燕山和渤海湾地区的盆地全面抬升,遭受剥蚀,白垩纪盆岭构造演化阶段结束。
4.新生代盆山构造与地质环境演化
新生代以来,中国东部-朝鲜半岛再次断陷,形成一系列新生代断陷盆地和裂谷盆地。根据其地质构造演化特征,新生代的盆山构造可以分为两个阶段。
(1)古近纪断陷阶段
古近纪初古新世阶段,中国东部-朝鲜半岛处于相对稳定时期,全区处于剥蚀、夷平阶段,在华北地区形成北台期夷平面。随后由于喜马拉雅构造运动的影响,北台期夷平面出现分异,华北平原区和辽河平原区断陷活动强烈,开始发育NE向断陷裂谷,形成一系列相互分隔的断陷盆地和断块隆起(图4—20,4—21),并伴有基性玄武岩喷发。

图4—20 古近系始新统等厚线图

(据康来迅,1982)
1—地层缺失区;2—地层等厚线(单位:m)

图4—21 古近纪渐新统等厚线图

(据康来迅,1982)
1—地层缺失区;2—地层等厚线(单位:m);3—断层
古近纪末,喜马拉雅期构造运动使得古近纪断陷回返、抬升,古近纪沉积物发生变形,遭受剥蚀,部分古近纪NNE向和NE向同沉积正断层发生反转逆冲,造成古近系与新近系之间的不整合接触。
(2)新近纪—第四纪拗陷阶段
从新近纪开始,由于受太平洋构造域俯冲构造体制近东西向挤压作用的影响,古近纪曾经强烈活动过的NNE向和NE向的断裂活动大为减弱,部分断裂甚至反转变为走滑逆冲,NE向的断陷活动趋于停止,NNE、近EW和NWW向断裂的断陷活动增强,使得渤海湾地区整体拗陷形成统一的渤海湾盆地,燕山、太行山地区形成一些新的NEE向和近EW向断陷盆地,接受沉积,并发生大规模基性玄武岩喷发,山岳地貌逐渐形成。从新近纪开始,燕山和渤海湾地区的构造地貌格局与现今基本相同,并且逐渐演变至今。

(一)盆地群划分

图5-2 东北及邻区大地构造略图

继承两条古缝合带长期活动的嫩江-开鲁断裂带和牡丹江断裂带不但是东北地区主要基底构造单元的边界构造带,而且是控制中—新生代盆地演化的主要断裂带。据此,以这两条断裂带为界,将东北地区中—新生代盆地分为西部、中部和东部三大盆地群。西部盆地群指嫩江-开鲁断裂带以西的盆地,盆地类型主要为断陷盆地,包括海拉尔盆地、拉布达林盆地、根河盆地、漠河盆地和大杨树盆地;中部盆地群指嫩江-开鲁断裂和牡丹江断裂之间的盆地,盆地类型为断-坳叠合盆地,包括松辽盆地和孙吴-嘉荫盆地;东部盆地群指牡丹江断裂带以东地区的盆地,中生代盆地为改造残余盆地,新生代为断陷盆地,包括三江盆地、汤原盆地、方正盆地、双鸭山盆地、勃利盆地、鸡西盆地和虎林盆地等。这些盆地中,有5个盆地与邻国盆地相连,由西向东依次为海拉尔-塔木察格盆地、漠河-乌苏蒙盆地、孙吴-结雅盆地、三江-中阿穆尔盆地和虎林-阿尔昌盆地(图5-2)。区域上,我国东北及邻区中—新生代盆地的分布范围主要受4条大的区域性构造带所控制,南部为西拉木伦河缝合带,北部为蒙古-鄂霍次克缝合带,东部为中央锡霍特-阿林断裂带,西部为东戈壁-得尔布干断裂带。
(二)构造层划分与盆地群演化
东北地区中、新生代盆地在垂向上分为5个沉积-构造层,分别对应上三叠统—下侏罗统、中—下侏罗统、下白垩统、上白垩统和古近系—新近系5个油气勘探层系。各盆地群沉积-构造层、充填特征及油气层系等特征显示,三大盆地群个性特征明显,且时空演化具有明显的规律性(图5-3)。
(1)西部盆地群:发育早—中侏罗世和早白垩世2个陆相沉积-构造层,对应发育2套烃源岩。油气层系为下白垩统,也是油页岩的赋存层系。
(2)中部盆地群:发育中—下侏罗统、下白垩统、上白垩统和古近系4个陆相沉积-构造层,发育下白垩统和上白垩统2套湖相烃源岩。油气层系为下白垩统和上白垩统,油页岩主要发育在上白垩统。
(3)东部盆地群:发育上三叠统—下侏罗统、上侏罗统—下白垩统、上白垩统和古近系4个沉积-构造层,前2个构造层以发育海相-海陆交互相沉积为特征。发育下白垩统和古近系2套烃源岩,油页岩主要发育在古近系。
沉积-构造层及充填特征表明,东北地区中—新生代盆地演化可分为4个阶段。
第1阶段发生在完达山地体增生前的晚三叠世—中侏罗世,特点是沿佳木斯地块东缘发育晚三叠世—早侏罗世海相-海陆交互相沉积,而西部地区发育早—中侏罗世陆相煤系沉积。
第2阶段发生在完达山地体增生后的晚侏罗世—早白垩世,在佳木斯地块东缘与完达山地体之间发育晚侏罗世海相沉积,而西部整体隆升剥蚀,早白垩世,嘉荫-牡丹江断裂以西地区发育陆内断陷盆地沉积,而以东地区继承了近海大陆边缘环境,继续了海相-海陆交互相沉积;此时,三大盆地群中的早白垩世火山岩都有2 组峰值,西部盆地群峰值分别为140~136 Ma 和130~120 Ma;中部盆地群峰值分别为133~129Ma和119~110Ma;东部盆地群峰值分别为126~123Ma和117~104Ma。这些特征表明,早白垩世期间的盆地演化以伸展构造为主,火山活动具有由西向东逐渐迁移,强度逐渐减弱的演化趋势(图5-4)。
第3阶段发生在晚白垩世,特点是以持续沉降的松辽盆地为中心,西部大兴安岭隆升剥蚀,东部逆冲构造发育,强烈改造了早期盆地。至此,三大盆地群的格局基本形成。
第4阶段发生在古近纪,一系列断陷盆地形成,对早期盆地做了进一步的改造,形成目前所展现的盆地格局。

图5-3 大庆外围西部、中部、东部盆地地层对比表(1)


图5-3 大庆外围西部、中部、东部盆地地层对比表(2)


图5-3 大庆外围西部、中部、东部盆地地层对比表(3)


图5-4 东北地区花岗岩时空分布图

进入中生代以来,由于亚洲大陆板块进一步聚合形成及其与太平洋板块的聚敛和毕鸟夫带的形成,松辽地块地幔上拱、地壳张裂、地幔枕形成,促进了上地壳的张裂,形成了松辽地块地壳NNE向与NWW向两组近正交的断开地壳及岩石圈的深大断裂网。这时松辽盆地成为在引张伸展作用下岩石圈断开并裂陷的裂谷盆地。地幔对流、重要火山和断裂活动带的出现与大陆的运动有着密切的关系,决定了地壳不同部位的演化过程。据盆地赋存地层及地壳张裂活动产物——火山岩性质为标志。将松辽盆地的演化历程划分为裂谷、裂陷、塌陷和回返4个阶段(图3.4)。

图3.4 松辽盆地演化参数图

3.2.1 断陷阶段(J3—K1)

在新华夏系NNE向断裂带控制下区内形成多个断陷盆地,沉积了火山岩、沉积岩兼有的二元地层建造,具高热流值(2.0×41.6mW/m2),高沉积速率(200~300m/Ma),并在低水位和干燥气候条件下形成了以陆生生物为主的生物群。沉积受深大断裂控制,零星分布。

3.2.2 断坳阶段

早白垩世登娄库组时期(前125Ma)开始沿网状深大断裂发生较大面积的沉陷,沉积物为单一的沉积建造,沉积层由补偿型粗碎屑岩向欠补偿型细碎屑岩过渡。这时湖面相对增宽,气候由干旱向潮湿转化.水生生物逐渐增加,至泉头组晚期演化为以水生生物为主的生物群。沉积建造有较大范围的连片分布,但仍受深大断裂控制。

3.2.3 坳陷阶段(K2—N)

在新华夏构造体系作用下晚白垩世开始,松辽地区又开始了更大范围的热张裂,引起了地壳大面积的塌陷。塌陷一词在国内最早为朱夏教授提出并用于盆地类型的命名上。甘克文教授(1992)在《世界含油气盆地说明书》中将底板层序或基底曾经历了一次强烈的块断或(和)火山活动,后来可能因热力调整使地表弯曲沉降形成的盆地命名为坳陷盆地。沉积盆地的大面积扩展是岩石圈坳陷的响应。岩石圈的坳陷又是上地幔或地球深部流体外溢,岩石圈下部流体减少的结果。

松辽盆地在青山口组时期及嫩江组时期都具有上述特点,青山口组时期(100~88.5Ma)和嫩江组时期(84~73Ma),形成了150~250m/Ma沉积速率沉积的暗色泥质岩为主的细碎屑沉积物,伴有碱性玄武岩(于金6井、英80井、乾124井青山口组下部夹层出现)和橄榄玄武岩(金65井青山口组下部出现)喷发及火山灰沉积(嫩江组下部),形成了沉积岩、火山岩兼有的二元地层建造,出现热流值大于2.0HFU的高峰。盆地范围在青山口组时期超越现今盆地的东西边界;嫩江组时期盆地范围更大,向北已达嘉荫盆地,向东抵达牡丹江地区。据黑龙江省小岭区测队1988年区调报告,在牡丹江团山子地区海浪组紫红色泥岩中采到了叶肢介化石Estheritesmitsuishii,E.liushinensis,Halysestheria yui 等,皆与松辽盆地嫩江组化石一致。据此认为牡丹江深大断裂应为嫩江组沉积的东缘,嫩江组沉积期为松辽湖盆面积最大、相对水位最高的时期。

3.2.4 坳陷回返阶段

四方台组至第三纪末时期(73.0~2.0Ma)随着亚洲大陆板块东缘毕鸟夫带的发展,松辽盆地东部逐渐抬升。晚白垩世末期四方台组、明水组沉积时期松辽盆地的沉积中心逐渐西移。喜马拉雅运动时期抬升加剧,沉积中心移至北安-通辽深大断裂以西的依安—大安一带,沉积了依安组、大安组等第三系地层。整个回返阶段形成一套以粗碎屑为主的沉积建造(图3.5)。

图3.5 松辽盆地演化模式图

该阶段的构造运动是被动升降,以升为主。日本海进一步扩张,并伴随有轻微的褶皱运动。经过古近纪、新近纪之间的构造运动之后,使得已具雏型或基本定型的背斜构造带、凹陷带和局部构造进一步发育完整,盆地西部形成一批浅层构造,从此大型坳陷基本上停止发育,形成与现代构造面貌相似的景观。

3.2.5 构造运动特征

松辽盆地形成于印支运动末期—燕山运动早期,发育于燕山运动中晚期—喜马拉雅运动早期,萎缩于喜马拉雅运动晚期,从形成到结束,经历了多期构造运动。

印支运动在松辽盆地形成前主要表现为断裂活动、变质作用、岩浆侵入活动和中基性火山喷发作用。印支运动的断裂活动和地貌状态控制了松辽盆地侏罗纪的断陷轮廓,对松辽盆地的形成起到重要的作用。

燕山运动对松辽盆地的作用可划分为5期。晚侏罗世晚期表现为较强烈的褶皱、断裂、岩浆活动和变质作用;早白垩世表现为一定程度的区域变质作用;古圈闭构造的显著发育期是中白垩世中期和晚期,古龙和三肇沉降区的负向构造幅度亦同期发生显著增长;中白垩世和晚白垩世之间的构造运动,形成了嫩江组和四方台组间的区域性不整合;晚白垩世末期的构造运动,形成了白垩系与第三系的区域不整合。

喜马拉雅运动是松辽盆地发育过程中的重要构造作用。白垩纪与第三纪间的构造运动,促使盆地内绝大多数正向构造隆起和定型;古近纪、新近纪间的构造运动,形成了古近系、新近系之间的区域不整合。

总的看来,松辽盆地的盖层构造主要形成于中白垩世末期、白垩纪末期和古近纪末期,这3个重要的构造形成期也是3个重要的油气运移和聚集期,并且后两个构造运动显得更为重要。

3.2.6 松辽盆地外围主要断陷形成与分布

3.2.6.1 东带盆地群形成与分布

东带盆地群指松辽盆地以东地区的盆地,包括中生代的三江、勃利、鸡西、虎林等盆地以及新生代的依兰-伊通地堑等。它们主要分布在黑龙江省和吉林省东部,是东北地区中、新生代以来第一成盆期形成的盆地(图3.6)。

上述盆地主要在佳木斯构造区和兴凯构造区的基础上发展起来的。基底结构及物质组成:三江盆地主要由3个陆壳体拼接而成,双鸭山—富锦—街津口以西为佳木斯地块西北部前古生代变质岩系,以东至完达山西缘的基底则是晚古生代构造层序,抚远地区主要为完达山地块北延部分。

勃利盆地中部断陷西区及西部坳陷区基底由元古生界麻山群、黑龙江群深度变质岩、混合岩及元古代混合花岗岩所构成,中部断陷东部的基底是古生界及印支期花岗岩组成,东部坳陷区基底主要由上古生界—二叠系浅变质岩及加里东期、海西期和印支期花岗岩所构成。

鸡西盆地东端或东南端主要由前古生代变质岩系及同构造期岩浆岩、混合岩所组成。北部坳陷区基底是下元古生界麻山群深变质结晶岩系,南部坳陷区基底是下元古界黑龙江群深变质结晶岩系和γ2混合花岗岩,而敦化-密山断裂带早期断陷槽的基底为前古生界和晚古生界浅变质岩系和大量海西期γ4花岗岩。

虎林盆地基底为拼贴型基底,以敦化-密山断裂带南、北分界,其南部主要由元古界变质岩系及相应构造期花岗岩组成;北部主要由宝清过渡带岩石成分所组成。

依兰-伊通地堑基底物质组成,依兰以北汤原断陷基底主要为麻山群、黑龙江群深度变质岩系,缺失古生界;依兰以南的方正断陷基底只有黑龙江群深变质岩系,且在断陷深处存在古生界,其周边可见志留系、泥盆系和石炭系(表3.1)。

图3.6 东带中、新生代沉积盆地示意图

综观区域构造演化史,中、晚三叠世至中侏罗世,东北区基本上处于隆起背景。由于SN向挤压作用松弛和反扭作用开始加强,导致了陆壳构造薄弱带的活化。此时期,在宝清过渡带上沉积了晚三叠世南双鸭山组碎屑岩建造[(233.9±15.39)Ma]与早二叠世二龙山组呈假整合接触。至于此时期形成的完达山建造,认为是外来岩片,是俄罗斯滨海边州锡特阿林造山带的组分,早白垩世或其后经推覆作用而移置到这里的,主要依据如下:①完达山杂岩中含有珊瑚的灰岩外来岩块形成于中石炭世,在宝清过渡带上未见出露,不是宝清过渡带的产物;②不整合覆盖在完达山杂岩之上的岩层为中性火山岩及其凝灰岩中夹正常碎屑岩沉积层,其同位素年龄为137.5Ma,相当于早白垩世,为残留海相建造。这一层位在龙爪沟断陷建造中未见到,说明完达山构造带上的下白垩统不是在现位形成的;③完达山构造带与相邻宝清坳陷和龙爪沟断陷为断层接触,完达山构造带的变形构造特征与邻区截然不同;④重力均衡结果,反映完达山构造带为无根构造;⑤完达山构造带的构造组合及建造特征与锡霍特阿林造山带和日本美浓地体相同,而锡霍特阿林构造带的形成期为晚侏罗世—早白垩世和土仑—早赛诺亚世时期。这与太平洋北缘海岭与东亚大陆碰撞发生于100Ma等地质事件是相吻合的。

东北地区形成了晚侏罗世至白垩纪的断陷或坳陷构造,其范围不仅包括了宝清过渡带并且也波及了老爷岭隆起带。东部以沉积龙爪沟群为主,西部以沉积鸡西群为主。鹤岗盆地、双鸭山盆地、勃利盆地、鸡西盆地和虎林盆地北部以及三江盆地的早期建造是受热拱裂陷和剪切扩张等成盆作用所控制,属陆缘断陷盆地类型。早白垩世晚期(100Ma)太平洋板块北缘海岭与东北亚大陆碰撞,导致东北地区南北反扭构造应力场的增强,不仅使晚侏罗世至早白垩世沉积发生构造变形和断裂,同时有可能是敦化-密山断裂和依兰-伊通断裂的主要形成时期。之所以提出敦化-密山断裂带形成于早白垩世晚期,除了此时是东北地区遭受南北反扭作用最强以外,在鸡西盆地的鸡西群与龙爪沟断陷的龙爪沟群的分布均被敦化-密山断裂所限,同时在那里均不是边缘相,说明敦化密山断裂不是它们的沉积边界。在晚燕山运动时期,东部出现走向EW的逆冲断层,其上盘上升剥蚀、下降盘部分被保留下来,成为断陷型残留盆地。

表3.1 依兰-伊通地堑基底特征

晚侏罗世—早白垩世之前,佳木斯地体、宝清地体、那丹哈达地体、兴凯地体相对独立。佳木斯地体处于大陆边缘。那丹哈达褶皱区处于拉张阶段,并出现初始洋壳的产物——蛇绿岩套。宝清地体处于陆缘发展阶段,接受巨厚的海陆交互地层。至晚侏罗世,前述地体开始拼贴,在勃利南部沉积了裴德组和七虎林组地层。前者为陆相沉积,后者为海相地层。在晚侏罗世—早白垩世,整个三江—穆棱河地区形成一个陆缘盆地,并于东荣组时期有大面积的海侵。于早白垩世末完达山褶皱带彻底将海水阻断,演化为一大型陆相盆地,且于东山组地层中形成了大量火山岩地层。以后地壳进一步抬升,盆地逐渐萎缩、剥蚀,开始分隔成一系列小型盆地。新生代时期,特别是古近纪时期,东北地区进入了全区地壳伸展时期,一些大型断裂开始拉张下陷,形成了一系列的盆地,如汤原、方正、鸡西、梨树和虎林凹陷。古近纪末全区经历了一次强烈的构造运动,出现了麻山隆起、恒山隆起向北、那丹哈达褶皱向西、宝清地体向西逆冲的现象,致使盆地形成一系列“半盆地”,难以找到边缘相。

通过上述分析可以看出,该区中生代盆地群经历了初期陆缘断陷沉积时期(裴德组—七虎林组沉积期)、早期陆缘断陷-坳陷盆地(城子河组—穆棱组沉积时期)和中期陆内坳陷萎缩阶段。

在新生代的早期即始新世至中新世时期,由于SN向反扭地壳应力场作用的相对减弱,并且在65Ma时发生了太平洋板块南缘海岭与东南亚大陆碰撞,在45Ma发生了印度板块与亚洲大陆的碰撞,在40Ma时太平洋板块以NNW向向亚洲大陆下俯冲而转变为向NWW向俯冲。上述地质事件导致地壳应力场发生重大改变,由SN向反扭作用演变为SN向顺扭作用,形成了依兰-伊通地堑和敦化密山地堑,虎林盆地也是在这一构造背景下形成的。渐新世末(25Ma)弧后扩张加强,使东北地区内盆地均受到了构造扰动。中新世时期(15~5Ma),由于太平洋板块转为向西俯冲,日本海强烈扩张并形成了新的洋壳,导致东北地区因受强烈挤压作用而形成推覆构造,前期盆地发生构造反转致使构造最后定位,东北地区全面抬升,使原来的断陷-坳陷盆地进一步剥蚀,形成一个个分割的断陷盆地。

古近纪盆地的形成是在敦化-密山断裂带和依兰-伊通断裂带走滑、伸展机制作用下形成和发展的。由于所处的构造位置不同,所以盆地的动力学过程也不同,使其特征具有明显的差异。大体上分为两类,一类为发育于断裂带之中的盆地;另一类为发育于断裂带之外,为一些壳断裂控制的或原有坳陷继承性发育的盆地。其中第一类按其在断裂带中的位置又分为拉分区和剪切区两种。东带的勃利盆地、虎林盆地、兴凯坳陷、云山凹陷都属于第二类盆地。而七虎林河坳陷则为第一类中拉分区坳陷。正如前述,由于40Ma太平洋板块由NNW向俯冲转变为向NWW向俯冲,致使敦化密山、依兰-伊通断裂带SN向顺扭,故在断裂带中断裂走向转变区形成拉分区。七虎林河坳陷早期就是这样的产物。其后由于裂陷作用加强,沿大断裂带及基底大断裂部位发生差异沉降,构成现今构造面貌。后期断裂的反扭走滑促使盖层发生断裂、褶皱变形,七虎林河坳陷中央断裂带就是在此背景下形成的。

3.2.6.2 西带盆地群形成与分布

西带的中、新生代盆地属于在海西褶皱基底上的断陷盆地,主要形成于晚侏罗世和白垩纪,主要盆地有二连盆地和海拉尔盆地。

晚侏罗世—早白垩世向亚洲大陆东缘斜向俯冲,引起强烈的火山活动,火山的活动中心位于大兴安岭,并发育一系列NE—NNE走向的火山岩盆地,如根河、拉布达林、大杨树等。早白垩世开始,俯冲速率加快,并呈后退式发展,造成拉张伸展环境并导致一系列断陷盆地的形成,如海拉尔盆地、二连盆地等。而在断陷盆地内,一些深大断裂进一步控制了构造单元分区,使得盆地内出现坳隆相间、条块分布的构造格局。

晚白垩世,在太平洋板块的斜向俯冲作用下,走滑作用更为明显,地壳垂直运动更为显著,断陷盆地发育停止。海拉尔盆地、二连盆地的下白垩统地层遭受不同程度的剥蚀。

进入古近纪,太平洋板块NW向稳定俯冲,再次造成伸展环境,沿着先存的深大断裂薄弱带发育了呈线性分布的断陷盆地,海拉尔盆地、二连盆地等进入坳陷发育阶段。

控制西带海拉尔盆地发育的断裂有:德尔布干(扎赉诺尔)断裂和兴华-塔源(巴彦山)断裂,前一断裂控制形成了扎赉诺尔坳陷和磋岗隆起;后一断裂控制形成了贝尔湖坳陷和呼和湖坳陷。

控制二连盆地发育的断裂则有:贺根山断裂、西拉木伦断裂、楚鲁图断裂、赤峰-开原断裂及大兴安岭断裂。二连盆地由于古断裂呈弧形走向,在统一的NW-SE向拉张力的作用下,贺根山断裂南段控制着马尼特坳陷中断陷的发育,如一系列南断北超的凹陷。位于西拉木伦断裂与楚鲁图断裂之间的白音查干、桑根达来、额尔登苏木、扎格斯台、何日斯太等断陷,走向近EW向分布。

西带构造发育特征可概括为如下几方面:

1)海拉尔盆地、二连盆地为同一时期(二连盆地称巴彦花群属K1;海拉尔盆地称扎赉诺尔群属K1)发育在海西褶皱基底上的断陷盆地。

2)各断陷盆地以近EW向展布为主。

3)早白垩世大陆裂谷盆地广泛发育,并具有如下特点:①盆地走向受深大断裂控制,盆地内构造单元的分布亦受断裂控制;②构造样式以伸展构造为主;③高大地热流值,今热流值一般为70~105mW/m2

4)晚白垩世断陷盆地萎缩并消亡,发生大规模隆升剥蚀作用,二连、海拉尔、辽西等盆地上白垩统地层大量缺失。

5)海拉尔盆地与二连盆地演化过程相近,均缺失三叠系。以兴安岭群火山岩为基底,沉积岩均可分下粗、中细、上粗3段的沉积旋回。

6)各断陷盆地的构造活动强弱不同。因二连盆地主要发育在西拉木伦河碰撞带上,海拉尔盆地发育在俯冲褶皱带上,故二连盆地构造活动强,中生代以来至少存在7个不整合面,沉积期有大量玄武岩喷发。海拉尔盆地活动性较弱,虽也存在6个间断面,但多为假整合,沉积期仅有少量酸性岩体侵入坳陷中。




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