東北地區(qū)晚三疊世巖相古地理演化

東北地區(qū)晚三疊世巖相古地理演化

中國(guó)東北部是指中國(guó)北方斷裂帶以北的區(qū)域。前人對(duì)東北地區(qū)中新生代的地層、沉積及構(gòu)造演化等方面做了大量研究1層的劃分與比較地層劃分對(duì)比所遵循的主要原則之一是地層的物質(zhì)屬性相當(dāng)?shù)脑瓌t,第2個(gè)原則是不同地層單位對(duì)比不一致的原則2下三疊統(tǒng)、虎林盆地、根河盆地分布通過各露頭和鉆井地層柱狀圖(圖3~5)來看,東北地區(qū)上三疊統(tǒng)僅在虎林盆地有所發(fā)育,而下侏羅統(tǒng)在二連盆地和虎林盆地廣泛分布,中侏羅世松遼盆地、拉布達(dá)林盆地和根河盆地開始接受沉積,二連盆地仍然較為發(fā)育。2.1大吾山組巖石學(xué)特征虎林盆地發(fā)現(xiàn)有上三疊統(tǒng)露頭,大體沿敦密斷裂呈條帶狀分布,包括南雙鴨山組和大禿山組。南雙鴨山組主要為黑灰色凝灰質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、礫巖、角礫巖、中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖等,為海陸交互相沉積地層。大禿山組以雜色礫巖為主,夾不同粒級(jí)的砂巖、粉砂巖,呈北東向展布。在延吉盆地也發(fā)現(xiàn)有較少的露頭,沉積地層以中酸性火山巖夾少量凝灰質(zhì)礫巖為主。自下而上為托盤溝組、馬鹿溝組、天橋嶺組,角度不整合于二疊系之上。2.2統(tǒng)相層序地層虎林盆地缺失中侏羅統(tǒng),下侏羅統(tǒng)沉積了一套近海碎屑巖系。主要巖石類型為砂巖、粉砂巖、長(zhǎng)石砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖等。與下伏上三疊統(tǒng)大禿山組地層整合接觸,上覆上侏羅統(tǒng)裴德組。二連盆地中-下侏羅統(tǒng)阿拉坦合力群發(fā)育碎屑巖含煤建造,零散分布在馬尼特坳陷的東部、騰格爾坳陷的賽汗塔拉凹陷、烏蘭察布坳陷的腦木根凹陷內(nèi)松遼盆地下侏羅統(tǒng)缺失。中侏羅統(tǒng)發(fā)育一套以凝灰?guī)r為主的火山碎屑沉積(白城組),碎屑巖孢粉化石為Monosulcites-Cyathidites組合,火山巖同位素年齡為155~160Ma海拉爾盆地基底為下石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)布達(dá)特群火山巖拉布達(dá)林盆地中侏羅統(tǒng)南平組,主要分布在額爾古納河?xùn)|側(cè)西烏珠爾、上護(hù)林、依力根一帶,為一套淺變質(zhì)的凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)泥巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖、砂礫巖陸相碎屑巖夾薄煤層建造,厚195m根河盆地發(fā)育下侏羅統(tǒng)紅旗組和中侏羅統(tǒng)萬寶組3沉積相類型及其特點(diǎn)3.1陸過渡相、河流相、雜色礫巖相晚三疊世沉積區(qū)主要位于虎林盆地,該區(qū)沉積相類型由淺海到內(nèi)陸依次為淺海陸棚相、海陸過渡相和河流相。大禿山組沉積時(shí)期氣候發(fā)生了明顯的變化,由干旱轉(zhuǎn)為強(qiáng)氧化的潮濕環(huán)境,發(fā)育紫紅、灰綠等雜色礫巖河流相沉積。其他地區(qū)散落著一些較小的沉積區(qū),如延吉盆地為火山巖相沉積,蛟河盆地為坡積相沉積,柳河盆地的沉積相類型為濱湖相(圖6)。3.2中-下構(gòu)造區(qū)沉積期虎林盆地早侏羅世基本延續(xù)了晚三疊世的沉積格局,大部分地區(qū)發(fā)育淺海陸棚相-海陸過渡相三角洲沉積組合。結(jié)束了晚三疊世隆升剝蝕狀態(tài),早侏羅世二連盆地開始發(fā)育以斷陷湖盆沉積體系為特征的陸相盆地,主要有南、北2個(gè)沉積區(qū)(圖7、8),一是烏蘭察布凹陷東部-賽汗塔拉凹陷西部,另一為馬尼特凹陷東部-烏尼特凹陷西部中侏羅世松遼盆地雛形開始形成,主要有3個(gè)沉積區(qū)(圖7、8),西部齊齊哈爾到白城一線以河流相沉積為主,東部大慶到大安一線形成2個(gè)濱淺湖相沉積區(qū),3個(gè)沉積區(qū)是相互分割的,沒有形成統(tǒng)一的盆地,并且都是以凝灰?guī)r為主的火山碎屑沉積。其中在大安沉積區(qū)還零星存在安山巖。拉布達(dá)林盆地中侏羅統(tǒng)以淺變質(zhì)的河流相沉積為主。中侏羅世為海拉爾盆地初始發(fā)育期,在新巴爾虎右旗西南地區(qū)發(fā)育一套火山巖相玄武巖根河盆地下侏羅統(tǒng)紅旗組,沉積相以河漫灘亞相碎屑堆積為主。中侏羅統(tǒng)萬寶組,沉積類型為河流相-湖沼相碎屑巖沉積4巖相古地理特征在研究盆地基底及其演化特征的基礎(chǔ)上,以構(gòu)造活動(dòng)論和演化論為指導(dǎo),通過對(duì)物源、古水流、古氣候及地層剝蝕量恢復(fù)等研究,揭示了東北地區(qū)晚三疊世-中侏羅世沉積時(shí)期的古地理環(huán)境。4.1東部陸緣亞相晚三疊世受印支運(yùn)動(dòng)的影響,東北地區(qū)產(chǎn)生了自北而南的擠壓逆沖變形,松遼盆地、漠河盆地、二連盆地及海拉爾盆地遭受強(qiáng)烈的擠壓作用,總體上處于隆起狀態(tài),沒有地層沉積虎林盆地南雙鴨山組為海陸交互相沉積,海水由北東東向侵入,形成呈北東東-南西西向窄條形展布的濱淺海沉積體系,說明東部地區(qū)當(dāng)時(shí)處于大陸邊緣環(huán)境4.2中、下盆地內(nèi)的、陸相斷裂斷對(duì)比虎林盆地早侏羅世大部分地區(qū)發(fā)育淺海陸棚相,僅在盆地邊緣局部地區(qū)發(fā)育海陸過渡相三角洲,中侏羅世地層抬升隆起,沒有地層沉積。早-中侏羅世二連盆地屬于構(gòu)造初動(dòng)期,該時(shí)期內(nèi)盆地古地理環(huán)境演化頻繁,沉積不穩(wěn)定。早侏羅世沉積相以河流相為主,局部發(fā)育濱淺湖相(圖7);中侏羅世時(shí)期,盆地內(nèi)沉積環(huán)境由河流相向?yàn)I淺湖相,以及濱淺湖相向深湖-半深湖相的演化。同時(shí)盆地內(nèi)巖性也發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化,由灰黑色、灰色砂礫巖演化為顆粒較細(xì)的灰紫、紫紅色粉砂巖、泥巖,巖性和厚度變化較大。根據(jù)重礦物代表值法和二連盆地周邊地質(zhì)圖推斷,大興安嶺的強(qiáng)烈活動(dòng)給二連盆地提供了充足的物源早侏羅世松遼盆地處于隆起狀態(tài),沉積缺失。中侏羅世由于西伯利亞板塊向華北板塊俯沖減弱,而泛太平洋板塊向亞歐板塊俯沖增強(qiáng),盆地雛形開始形成。由于地幔的上拱導(dǎo)致地殼上升,盆地開始張裂,裂陷沿?cái)嗔寻l(fā)生較強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng),所以中侏羅世主要是以凝灰?guī)r為主的火山碎屑沉積?；讛嗔褜?duì)松遼盆地的形成、演化、沉積物源體系的延伸方向、砂體展布均具有重要控制作用。中侏羅世為海拉爾盆地初始發(fā)育期,由于華北板塊和西伯利亞板塊碰撞產(chǎn)生強(qiáng)烈擠壓,擠壓作用后應(yīng)力松弛,形成具有伸展和擠壓交替特征的伸展型山間坳陷盆地,火山活動(dòng)強(qiáng)度增加、規(guī)模擴(kuò)大,發(fā)育一套中酸性粗碎屑沉積為主的含煤地層,在新巴爾虎右旗西南地區(qū)發(fā)育一套火山巖相玄武巖拉布達(dá)林盆地中侏羅世主要在額爾古納河?xùn)|側(cè)發(fā)育一套以淺變質(zhì)的凝灰質(zhì)粉、細(xì)砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖、砂礫巖為主的陸相碎屑巖夾薄煤層建造,代表性植物化石有Coniopteris和Cladophlebis。沉積環(huán)境以淺變質(zhì)的河流相沉積為主,與海拉爾盆地構(gòu)造特征和地質(zhì)演化具有相似性根河盆地是在北部蒙古-鄂霍茨克洋及東部那丹哈達(dá)洋關(guān)閉的過程中,持續(xù)擠壓形成的具有狹長(zhǎng)不對(duì)稱構(gòu)造樣式的弧后前陸盆地5盆地內(nèi)部層位根河盆地早-中侏羅世發(fā)育的紅旗組和萬寶組,均為煤系地層,具有一定的生烴能力。其中發(fā)育的泥巖為該盆地各層位提供了封閉的蓋層,其上部的礫巖、含礫砂巖可作為較好的儲(chǔ)層二連盆地中下侏羅統(tǒng)發(fā)育一套河流、扇三角洲沉積的砂巖、礫巖,可作為良好的儲(chǔ)層松遼盆地西部河流相沉積和東部濱淺湖相沉積區(qū)均是以凝灰?guī)r為主的火山碎屑沉積,基底斷裂對(duì)松遼盆地沉積物源體系的延伸方向、砂體展布具有控制作用6晚三疊世-中侏羅世1)晚三疊世-中侏羅世,整個(gè)東北地區(qū)沉積范圍逐漸擴(kuò)大。晚三疊世僅在三江地區(qū)發(fā)現(xiàn)有較少的露頭。早侏羅世,沉積中心向西部遷移,沉積區(qū)主要集中在二連浩特-錫林浩特-阿爾山一帶。中侏羅世沉積范圍較大,主要分布在東北地區(qū)中部松遼盆地、西部二連盆地以及北部根河-拉布達(dá)林盆地,而東部三江地區(qū)則遭受抬升隆起,沉積缺失。2)東北地區(qū)晚三疊世-中侏羅世主要為以河流相和濱淺湖相為主的陸相沉積。晚三疊世,僅在虎林盆地沉積了一套海陸交互相地層以及延吉盆地發(fā)育一套中酸性含煤碎屑巖地層。早侏羅世,二連盆地以河流相為主,局部地區(qū)發(fā)育濱淺湖相。中侏羅世,二連盆地巖相和厚度變化較大,盆地內(nèi)沉積環(huán)境發(fā)生了由河流相向?yàn)I淺湖相以及濱淺湖相向深湖-半深湖相轉(zhuǎn)變,北部海拉爾盆地、拉布達(dá)林盆地和根河盆地以河流相碎屑巖沉積為主,而中部的松遼盆地中