華北東部中生代盆地演化的大動(dòng)力學(xué)背景

華北東部中生代盆地演化的大動(dòng)力學(xué)背景

0區(qū)域地質(zhì)背景中生代是中國(guó)北方構(gòu)造變化和轉(zhuǎn)型的重要時(shí)期。它的地質(zhì)發(fā)育在歐亞構(gòu)造區(qū)的板塊擠壓和擠壓中，以及從印支到燕山運(yùn)動(dòng)的“洋陸”斷裂之間的過(guò)程中經(jīng)歷了一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。中國(guó)古生代末，以昆山-秦嶺為界的“南海北陸”構(gòu)造模式結(jié)束，以興安山-太行山-武陵山為界的東西差異開(kāi)始出現(xiàn)。太行山以東的華北東部地區(qū)是我國(guó)重要的能源基地,其在華北古生代穩(wěn)定的克拉通盆地基礎(chǔ)上發(fā)育有中、新生代疊合型的渤海灣盆地。目前,人們對(duì)新生代盆地的油氣勘探程度相對(duì)較高,已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量近90億噸,但就中生代盆地而言,由于其經(jīng)歷了復(fù)雜的印支、燕山運(yùn)動(dòng)階段的演化及后期喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的改造,發(fā)育有多個(gè)區(qū)域性的不整合面,地層遭受強(qiáng)烈剝蝕,盆地面貌保存不完整,人們對(duì)其演化過(guò)程、構(gòu)造格局認(rèn)識(shí)尚淺,且觀點(diǎn)不一,這在很大程度上成為制約華北東部地區(qū)前第三系油氣勘探取得重大突破的瓶頸。基于上述考慮,本文綜合前人研究成果,對(duì)華北東部中生代盆地格局及演化過(guò)程進(jìn)行了探討,旨在為我國(guó)東部前第三系油氣勘探戰(zhàn)略選區(qū)提供參考。1下、中侏羅統(tǒng)地質(zhì)特征構(gòu)造層(或亞層)是指在某一構(gòu)造階段形成的地層,由于各構(gòu)造階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及格局與前、后相鄰的構(gòu)造階段相比,往往存在明顯差異,因此,構(gòu)造層(亞層)通常以區(qū)域不整合面作為劃分依據(jù)。沉積盆地中的構(gòu)造層(亞層)的發(fā)育特征能夠反映各構(gòu)造階段的盆地格局及盆地演化的幕式過(guò)程。盡管華北東部地區(qū)各構(gòu)造單元間的中生代地層保存狀況、巖性特征及展布規(guī)律等各方面都存在較大的差異,但就區(qū)域范圍內(nèi)而言,普遍發(fā)育有P\T1+2、T1+2\T3、T3\J1+2、J1+2\J3+K、K\E等多個(gè)不整合面。這些不整合面將中生代構(gòu)造層劃分為5個(gè)構(gòu)造亞層(表1)。第一亞層(下、中三疊統(tǒng)):包括下三疊統(tǒng)的劉家溝組、和尚溝組及中三疊統(tǒng)的二馬營(yíng)組、油坊莊組,整體表現(xiàn)為紫紅色、灰色砂泥巖建造,屬內(nèi)陸干熱氣候下的河流-湖泊相沉積,與下伏古生界呈平行不整合接觸(或整合接觸)。第二亞層(上三疊統(tǒng)):華北東部地區(qū)普遍缺失該構(gòu)造亞層,而西部地區(qū)則較為發(fā)育,巖性較下、中三疊統(tǒng)細(xì),以灰綠、黃綠色砂泥巖、暗色泥巖為主,夾油頁(yè)巖、煤層或煤線。鄂爾多斯、沁水盆地的上三疊統(tǒng)(延長(zhǎng)組)均表現(xiàn)為溫暖潮濕的河流-三角洲-湖泊沉積環(huán)境;濟(jì)源盆地內(nèi)上三疊統(tǒng)下部的椿樹(shù)腰組主要為黃綠色中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖,為濕熱氣候下的河流-沼澤相沉積,上部的譚莊組主要為灰黃色中厚層鈣質(zhì)粉、細(xì)砂巖、泥巖與暗色泥巖、油頁(yè)巖,夾多層煤線,為沖積平原相及洪流-湖泊相沉積。該構(gòu)造亞層在與下伏亞層的接觸關(guān)系除西部的鄂爾多斯、濟(jì)源等盆地表現(xiàn)為整合接觸外,其他地區(qū)均表現(xiàn)為角度不整合接觸。第三亞層(下、中侏羅統(tǒng)):該構(gòu)造層在華北東部地區(qū)分布局限且零散:冀中坳陷下侏羅統(tǒng)窯坡組為一套煤系地層,下部為灰色、棕色泥巖夾灰綠色細(xì)砂巖,上部為灰白色砂礫巖與煤層間互(華北油田石油地質(zhì)志編寫(xiě)組,1988);黃驊坳陷下、中侏羅統(tǒng)為一套灰紫、紫灰色泥巖與厚層灰白色砂礫、含礫砂巖互層剖面,下部夾薄煤層(大港油田石油地質(zhì)志編輯委員會(huì),1987);渤中坳陷缺失下侏羅統(tǒng),中侏羅統(tǒng)主要巖性為淺綠灰色凝灰質(zhì)砂巖、灰白色石英砂巖、硬砂巖、混合砂巖,夾綠灰色凝灰質(zhì)泥巖、灰色泥巖和薄煤層(沿海大陸架及毗鄰海域油氣區(qū)石油地質(zhì)志編寫(xiě)組,1990);濟(jì)陽(yáng)、臨清坳陷下侏羅統(tǒng)坊子組屬暗色含煤碎屑巖系,上部為灰色砂巖、硬砂巖和紫色泥巖夾薄層碳質(zhì)泥巖和煤層,中部為灰色、灰紫色泥巖、細(xì)砂巖、硬砂巖夾碳質(zhì)泥巖和煤層,下部為灰、灰黑色、灰綠色泥巖、碳質(zhì)泥巖夾硬砂巖,中侏羅統(tǒng)三臺(tái)組是以紫紅色、灰紫色泥巖和灰色白云質(zhì)泥巖、白云質(zhì)粉砂巖、硬砂巖互層為特點(diǎn),底部有含礫砂巖或礫巖,上部較細(xì),泥質(zhì)巖增多,并有煌斑巖穿插(勝利油田石油地質(zhì)志編寫(xiě)組,1993)。綜合各構(gòu)造單元的特征,華北東部中生代第三亞層的巖性特征總體表現(xiàn)為:下部巖性較細(xì),以泥巖為主,區(qū)域上沉積了一套含煤地層,東北部含煤層較薄;上部以河、湖相砂、礫巖為主,少數(shù)地區(qū)發(fā)育有火山巖。該構(gòu)造亞層與下伏亞層呈角度不整合接觸。第四亞層(上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)):華北東部該亞層主要為夾大量火山巖巖層的河湖相碎屑巖建造,泥質(zhì)成分含量較多,局部地區(qū)水體較深,發(fā)育有油頁(yè)巖或灰黑色泥巖(如冀中坳陷的豐臺(tái)組、黃驊坳陷石臼坨凹陷的石臼坨組、下遼河坳陷的九佛堂組(遼河油田石油地質(zhì)志編寫(xiě)委員會(huì),1993)等)。華北西部地區(qū)上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)主要集中在鄂爾多斯盆地,其分布范圍較前幾個(gè)構(gòu)造亞層有所縮小,為河湖相碎屑巖沉積。第五亞層(上白堊統(tǒng)):該構(gòu)造亞層在華北地區(qū)的分布非常局限,大面積沉積區(qū)位于郯廬斷裂帶東側(cè)的膠萊盆地,渤海灣盆地區(qū)僅在黃驊、冀中、臨清等地區(qū)零星分布,以紅色碎屑沉積為主。從中生代構(gòu)造層的垂向組成來(lái)看,華北東部與西部地區(qū)、華北東部各次級(jí)構(gòu)造單元之間均存在明顯的差異。西部的鄂爾多斯盆地、濟(jì)源盆地等地中生代地層發(fā)育相對(duì)完整、連續(xù);東部地區(qū)分區(qū)性明顯:在太行山以東、鹽山-歧口-蘭聊斷裂以西的地區(qū),冀中、黃驊、臨清坳陷中生代構(gòu)造層由T1+2、J1+2、J3+K1、K2構(gòu)造亞層組成,東濮坳陷僅發(fā)育有T1+2亞層;在鹽山-歧口-蘭聊斷裂以東、郯廬斷裂帶以西區(qū)域,普遍缺失三疊系,主要由J1+2、J3+K1兩個(gè)構(gòu)造亞層組成,K2構(gòu)造亞層有零星分布;在張家口-蓬萊斷裂以北地區(qū)(包括渤中坳陷的中、北部和整個(gè)下遼河坳陷),僅發(fā)育有J3+K1構(gòu)造亞層。上述現(xiàn)象從一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了華北東部與西部地區(qū),以及東部渤海灣盆地各次級(jí)構(gòu)造單元間中生代盆地演化及后期改造作用的差異性。2區(qū)域構(gòu)造及構(gòu)造特征盆地的演化及其時(shí)空展布特征與區(qū)域地質(zhì)背景密切相關(guān)。古生代以來(lái),中國(guó)大陸構(gòu)造發(fā)展受古亞洲洋、特提斯洋、古太平洋三大全球動(dòng)力學(xué)體制控制(任紀(jì)舜,1994;邵濟(jì)安等,1997;翟明國(guó)等,2003)。從板塊構(gòu)造角度來(lái)看,華北東部地處華北板塊內(nèi)部,受西伯利亞板塊、揚(yáng)子板塊,遠(yuǎn)程西太平洋區(qū)板塊、印度板塊的聯(lián)合作用,板塊間的擠壓拼接與俯沖消減的直接作用結(jié)果就是在中國(guó)大陸東部形成了興蒙造山帶、秦嶺-大別造山帶、太行山隆起及郯廬斷裂帶等規(guī)模巨大的造山帶和深大斷裂(圖1)。因此對(duì)上述因素進(jìn)行分析和解剖,將盆地與造山帶作為統(tǒng)一系統(tǒng)進(jìn)行研究,并考慮更大范圍中板塊的相互作用以及地球深部動(dòng)力學(xué)背景,對(duì)于恢復(fù)中生代各構(gòu)造階段的原型盆地格局、了解盆地演化具有重要意義。2.1華北板塊與西伯利亞板塊的拼接時(shí)間興蒙造山帶形成于華北板塊與西伯利亞板塊之間的擠壓拼接,是一個(gè)具有一定寬度、包含大量古老陸殼碎塊的板塊碰撞帶(李雙林和歐陽(yáng)自遠(yuǎn),1998;楊寶俊等,2003;邵濟(jì)安等,1994)。前人就其形成時(shí)間、過(guò)程等問(wèn)題進(jìn)行了大量研究,盡管尚存在爭(zhēng)議,但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為華北板塊與西伯利亞板塊最終拼接時(shí)間應(yīng)為晚古生代末期,內(nèi)蒙古北部錫林浩特(賀根山)-蘇尼特左旗-索倫敖包一帶是華北板塊北緣和西伯利亞板塊南緣最終縫合帶(王荃等,1991;尚冠雄,1995;田在藝和張慶春,1996;宋建國(guó)等,1997;孟祥化和葛銘,2001,2002;陶繼雄等,2003;郭緒杰和焦貴浩,2002)。因此,古生代末期華北板塊與西伯利亞板塊的最終拼接,標(biāo)志著古亞洲洋構(gòu)造域?qū)θA北地區(qū)盆地構(gòu)造演化控制的結(jié)束,興蒙造山帶的形成為華北東部中生代構(gòu)造演化提供了一個(gè)固定的受限邊界。2.2南北緣碰撞造山帶秦嶺-大別造山帶橫亙于中國(guó)大陸中部,在中國(guó)大陸構(gòu)造中占有十分突出的地位,近幾十年一直是國(guó)內(nèi)外地學(xué)界研究的熱點(diǎn)。盡管目前人們對(duì)其認(rèn)識(shí)尚存異議,但造山帶格局、巖石圈結(jié)構(gòu)特征、高壓-超高壓變質(zhì)作用及其地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制等方面的大量研究成果表明,該造山帶形成于三疊紀(jì)后期,為揚(yáng)子板塊向北漂移,其北緣俯沖至華北板塊下部,發(fā)生陸陸碰撞造山的產(chǎn)物(劉少峰等,1999;夏邦棟和李培軍,1994;萬(wàn)天豐,2004;李曙光,2004;張國(guó)偉等,2003;高銳等,2004;索書(shū)田等,2004;張復(fù)新等,2004;宋建國(guó)等,1997;王瑜,1998;董樹(shù)文等,1998;王清晨和林偉,2002;胡寶清等,2003)。因此,就造山帶的形成與盆地演化的關(guān)系而言,印支期(三疊紀(jì))秦嶺-大別山造山帶的形成(即揚(yáng)子板塊與華北板塊的碰撞擠壓)使華北東部整體處于近南北(北北東)向的擠壓背景之下,同時(shí)由于在華北北緣已形成了固定的受限邊界-興蒙造山帶,因此在華北板塊南、北邊緣發(fā)育了大量的逆掩構(gòu)造和類前陸盆地,燕山褶皺帶、南華北盆地以及濟(jì)陽(yáng)坳陷地區(qū)也發(fā)育大量的東西或北西西向的逆沖構(gòu)造。至燕山早期(早-中侏羅世),揚(yáng)子板塊與華北板塊之間的南北向的擠壓作用仍有可能存在,但已明顯減弱(杜旭東等,1999)。2.3太平洋板塊走滑構(gòu)造郯廬斷裂帶為發(fā)育于我國(guó)東部的一條典型的深大走滑斷裂系,目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其活動(dòng)起始于中生代,與西太平洋區(qū)板塊的斜向俯沖碰撞有關(guān)(徐嘉煒和馬國(guó)鋒,1992;徐嘉煒和朱光,1995;宋傳中等,1998;趙越等,1996;張?jiān)沏y,2002;朱光等,2002a,2002b,2003,2004),其演化過(guò)程可分為左旋和右旋兩個(gè)大的階段:中侏羅世時(shí)(180Ma)西太平洋區(qū)伊澤奈崎(Izanagi)板塊以非常緩慢的低速(4.7cm/a)正向俯沖于東亞大陸之下,至140Ma左右突然改變了運(yùn)動(dòng)方向和速度,以30cm/a的高速沿正北斜向(北北西)低角度俯沖于東亞大陸之下(俯沖帶走向北北東),導(dǎo)致了郯廬斷裂帶的活動(dòng)及左旋走滑(Engebretsonetal.,1985;Maruyamaetal.,1997;徐嘉煒和馬國(guó)鋒,1992;劉先文和單巨仁,1995;陳發(fā)景和汪新文,1997;張功成,1997;杜旭東等,1999);晚白堊世(85Ma左右),伊澤奈崎板塊消失,太平洋板塊正向俯沖于亞洲大陸之下(徐嘉煒和馬國(guó)鋒,1992;邵濟(jì)安等,1999),使得郯廬斷裂的左旋活動(dòng)停止;在大約45Ma左右(中始新世),印度板塊與亞洲大陸發(fā)生了碰撞,在亞洲大陸東部形成了大型NNE向陸內(nèi)走滑剪切帶的右旋走滑作用(任建業(yè)和李思田,2000;劉和甫,1996;許浚遠(yuǎn)和張凌云,1999);與此同時(shí),太平洋板塊對(duì)亞洲板塊的俯沖由NNW轉(zhuǎn)為NWW向(或正向)(李鵬舉等,1995;劉先文和單巨仁,1995;楊寶俊等,2003),二者的共同作用使得郯廬斷裂帶由左旋走滑轉(zhuǎn)為右旋走滑。郯廬斷裂的發(fā)育對(duì)華北東部產(chǎn)生了重要影響,其由左旋走滑至右旋走滑的演化過(guò)程,使得渤海灣盆地區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)經(jīng)歷了由NE-SW向拉張至NW-SE向拉張的演變。2.4對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)造的解釋太行山是中國(guó)東部大型北東-北北東向構(gòu)造帶之一,且太行山前斷裂(或稱太東斷裂)為渤海灣盆地的西部控盆邊界大斷裂。依據(jù)西太平洋區(qū)板塊向亞洲大陸的俯沖碰撞時(shí)間及相應(yīng)的地層發(fā)育特征等,人們認(rèn)為太行山的形成時(shí)代應(yīng)在三疊紀(jì)以后,晚侏羅世之前(牛樹(shù)銀等,1994;宋建國(guó)等,1997;王同和等,1999;徐杰等,2000;楊明慧等,2001,2002;郭緒杰和焦貴浩,2002)。太行山隆升機(jī)制的解釋一直為學(xué)術(shù)界之困擾。將其作為一個(gè)造山帶來(lái)解釋,最根本的缺憾就是沒(méi)有巨厚的地槽型沉積和強(qiáng)烈的構(gòu)造變形。其次,它不是位于板塊的邊緣,距當(dāng)時(shí)的板塊邊緣還有相當(dāng)?shù)木嚯x。但是,從強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)(包括火山噴發(fā))、巖漿成分的性質(zhì)、陸殼的增厚和山體的形成來(lái)看,它又具有造山帶的性質(zhì)(羅照華等,1999)?，F(xiàn)代地質(zhì)研究成果越來(lái)越多地證明:地殼的構(gòu)造變形特征實(shí)際上受深部巖石圈-軟流圈結(jié)構(gòu)及其演化的控制。中生代伊澤奈崎板塊的俯沖使中國(guó)大陸東部深部莫霍面甚至軟流圈產(chǎn)生與俯沖帶方向相平行的波狀起伏,在地幔(軟流圈)隆起的上部,由于地殼的均衡補(bǔ)償作用使地殼大幅度變薄,發(fā)生裂陷;而在地幔(軟流圈)坳陷處的下部,下地殼-上地幔的部分熔融分異形成TTG巖漿物質(zhì)上浮和地殼側(cè)向壓縮巖片構(gòu)造疊置的板底墊托作用而使地殼不斷增厚,陸殼不斷強(qiáng)烈上隆,以致基底巖系(變質(zhì)核雜巖)隆起剝蝕裸露,蓋層大幅度拆離滑脫(牛樹(shù)銀等,1994)。太行山的隆升將華北地區(qū)分割成構(gòu)造特征差異顯著的東、西兩部分,太行山東斷裂則成為華北東部中、新生代盆地的西部邊界控盆斷裂,其發(fā)育演化對(duì)中、新生代的冀中坳陷、東濮坳陷起了重要的控制作用。2.5濱太平洋區(qū)板塊活動(dòng)該斷裂帶位于華北東部渤海灣盆地的內(nèi)部,由鹽山-歧口-新港、蘭考-聊城兩條相對(duì)獨(dú)立的斷裂組成,前者位于黃驊坳陷內(nèi)部,后者為東濮坳陷的邊界斷層。該斷裂帶的發(fā)育演化應(yīng)與郯廬斷裂帶具有相似之處,即與濱太平洋區(qū)板塊活動(dòng)密切相關(guān)(李鵬舉等,1995)。其意義在于將中生代后期華北東部盆地分為兩大截然不同的構(gòu)造區(qū):該斷裂帶以東以NW、NWW向斷陷盆地發(fā)育為主,如黃驊坳陷東部、渤海盆地、濟(jì)陽(yáng)坳陷、魯西南盆地等;在該斷裂帶以西,以NE、NNE向壓陷型或褶陷型盆地為主,如黃驊坳陷西部、東濮坳陷、冀中坳陷的保定-石家莊凹陷等(杜旭東等,1999,2000;周立宏等,2003;侯貴廷等,1998,2001;丘元禧和夏亮群,1994;何海清等,1998;王同和等,1999;胡居文,1989;宗國(guó)洪等,1998,1999;陳潔等,1999;張功成,2000;楊品榮等,2001)。2.6巖石圈自減薄機(jī)制探討淺部構(gòu)造形態(tài)是對(duì)殼幔深部構(gòu)造的一種響應(yīng),中生代以來(lái)華北東部盆地發(fā)生了劇烈的根本性變革,經(jīng)歷了多次構(gòu)造轉(zhuǎn)型,深部動(dòng)力學(xué)背景的轉(zhuǎn)換是造成這一變革的重要原因。大量研究成果表明,中生代以來(lái)華北東部地區(qū)發(fā)生了巨量的巖石圈減薄,其減薄的厚度大約在100km以上(李思田,2000;鄧晉福等,1996,2003;鄭建平,1999;林舸等,2004;許文良等,2000,2004;付明希等,2004;范蔚茗和郭鋒,2005);其減薄的時(shí)間和機(jī)制,可能與西太平洋區(qū)板塊的運(yùn)動(dòng)方式有關(guān):早-中侏羅世,伊澤奈崎板塊的低速正向俯沖,首先導(dǎo)致巖石圈的加厚,爾后由于加厚而導(dǎo)致拆沉作用從而使得中國(guó)東部巖石圈開(kāi)始減薄,隨著晚侏羅世-早白堊世俯沖速度的加劇,使得巖石圈減薄于早白堊世達(dá)到峰期,85Ma(晚白堊世)左右伊澤奈崎板塊消失,庫(kù)拉板塊俯沖速度減慢,巖石圈又進(jìn)入加厚階段,至新生代開(kāi)始拆沉,進(jìn)入新的減薄階段。由于中生代晚期(晚侏羅世-早白堊世)華北東部火山活動(dòng)極其頻繁(如濟(jì)陽(yáng)坳陷、魯西南等地區(qū)),以玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、安山巖的溢流噴發(fā)為特征,其應(yīng)屬于板內(nèi)玄武巖系列,因此,在解釋中國(guó)東部巖石圈減薄的機(jī)制時(shí),部分學(xué)者提出了地幔柱活動(dòng)對(duì)其的影響(徐義剛,2002;吳福元等,2003;牛樹(shù)銀等,2006)。作為一種新的理論,地幔柱理論可以說(shuō)是板塊構(gòu)造理論的有益補(bǔ)充,尤其是在解釋熱點(diǎn)和大陸板內(nèi)玄武巖的成因上(張麗芬等,2005)。3中國(guó)北方東部的中生代盆地形成和發(fā)展通過(guò)對(duì)華北東部地區(qū)中生代構(gòu)造層、主要控盆斷裂以及盆地演化的區(qū)域控制因素的分析和研究,本文將華北東部中生代的盆地演化劃分為5個(gè)階段。3.1區(qū)域地質(zhì)特征在華北板塊內(nèi)部,下、中三疊統(tǒng)的殘留地層呈現(xiàn)出西部連片、東部零星分布的特點(diǎn)(圖2)。西部鄂爾多斯盆地內(nèi),下、中三疊統(tǒng)厚度由東北向西南逐漸增大,西南部環(huán)縣、慶陽(yáng)一帶厚度可達(dá)1100m左右(長(zhǎng)慶油田石油地質(zhì)志編寫(xiě)組,1992);沁水盆地鉆井與地震資料揭示盆地內(nèi)下、中三疊統(tǒng)總厚度可達(dá)1200m(王同和,1995);豫西濟(jì)源-伊川-洛陽(yáng)一帶,下、中三疊統(tǒng)碎屑巖最大厚度超過(guò)2500m,向四周逐漸減薄至數(shù)百米,而豫東周口坳陷最大厚度也近千米(陳傳詩(shī)等,1995);東部渤海灣盆地區(qū),下、中三疊統(tǒng)缺失較嚴(yán)重,僅在冀中、黃驊、東濮、臨清等坳陷及一些凸起上均有分布,一般厚數(shù)百米,在臨清坳陷可達(dá)千余米(中原油田石油地質(zhì)志編輯委員會(huì),1993),此外,盆地周邊的淄博、章丘、冀北下花園、承德、北京西山等地也零星分布有下、中三疊統(tǒng)(漆家福等,2003)。上述華北地區(qū)下、中三疊統(tǒng)分布特征反映的僅僅是現(xiàn)今殘留狀況,由于華北地區(qū)在三疊紀(jì)沉積后遭受了燕山運(yùn)動(dòng)及喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈改造,因此,其原始沉積格局如何一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。首先,從巖性特征來(lái)看,在華北地區(qū)有下、中三疊統(tǒng)分布的地方,其巖性特征具有一致性,整體上表現(xiàn)為內(nèi)陸干熱氣候條件下的河湖相紫紅、灰紫色砂泥巖沉積,且各地的下、中三疊統(tǒng)均缺失邊緣相,由此推斷早、中三疊世的原型盆地面積應(yīng)比現(xiàn)今的殘留面積大。從地層接觸關(guān)系來(lái)看,華北地區(qū)(如北京、承德、燕山地區(qū)、臨清坳陷、東濮坳陷、濟(jì)源盆地、鄂爾多斯盆地等地區(qū))下、中三疊統(tǒng)與下伏上古生界石千峰組之間均表現(xiàn)為整合接觸或平行不整合接觸,這表明,發(fā)生于二疊紀(jì)末期的海西運(yùn)動(dòng)在華北地區(qū)并沒(méi)有引起劇烈的沉積格局變化,早、中三疊世繼承了晚海西以來(lái)的北西高、南東低的構(gòu)造格局,屬于大型陸內(nèi)坳陷盆地,同時(shí)延續(xù)了晚二疊世的干熱氣候,陸相紅色碎屑沉積發(fā)育。因此,早-中三疊世盆地基本繼承了晚海西期以來(lái)的構(gòu)造格局和沉積特點(diǎn),地勢(shì)北西高、東南低,為一南陡北緩、呈NWW向展布的大型內(nèi)陸沉積盆地,只是盆地范圍發(fā)生了縮小,南以秦嶺為界,北以內(nèi)蒙古地軸(河套南緣-晉北大同-冀北-遼西一線)為邊,西起鄂爾多斯以西的賀蘭山區(qū),東至徐淮地區(qū)和郯廬斷裂帶及其以東的北黃海地區(qū),自下而上,沉積了劉家溝組、和尚溝組、二馬營(yíng)組,為一套以河湖相為主的紅色、雜色砂頁(yè)巖、泥質(zhì)巖建造。其古生物面貌具有一致性,巖性、巖相及厚度分布較為穩(wěn)定,原始沉積厚度整體在1500～2500m左右(李偉等,2005;宋明水,2004;朱炎銘等,2001);現(xiàn)今不同地區(qū)T1+2的殘留厚度的差異性是后期斷缺、剝蝕造成的。3.2層序界面的變化晚三疊世為印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段,華北板塊與揚(yáng)子板塊的擠壓標(biāo)志著華北東部進(jìn)入全面陸內(nèi)造山階段,華北地區(qū)的東、西差異開(kāi)始顯現(xiàn)。從華北地區(qū)上三疊統(tǒng)的殘留地層展布來(lái)看(圖3),其分布范圍與下、中三疊統(tǒng)相比明顯縮小。在華北的西部:鄂爾多斯盆地西緣和北部也均缺失上三疊統(tǒng),在盆地內(nèi)部,地層厚度具有由東北向西南變厚的趨勢(shì),盆地西緣的石溝驛與華亭兩個(gè)地區(qū)厚度可超過(guò)2400m;沁水、太原盆地的上三疊統(tǒng)厚度在400～500m左右;河南境內(nèi),上三疊統(tǒng)僅限于開(kāi)封坳陷的西緣、濟(jì)源、洛陽(yáng)、宜陽(yáng)、登封及開(kāi)封以北一帶(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1997;徐漢林等,2004),濟(jì)源、義馬地區(qū)厚度可達(dá)1700m左右。而在華北東部渤海灣盆地內(nèi)則完全缺失晚三疊世的沉積。為了更好地揭示華北地區(qū)三疊紀(jì)的原始沉積格局,本文自西向東選擇7個(gè)地區(qū)繪制了地層柱狀圖,對(duì)其古生界、三疊系的厚度變化進(jìn)行了對(duì)比(圖4),結(jié)果表明:華北地區(qū)自西向東古生界、下-中三疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)的殘留厚度逐漸減薄,直至缺失。尤為值得關(guān)注的是,在上覆有三疊系的地區(qū),其古生界的厚度穩(wěn)定,而在缺失三疊系的地區(qū),古生界的厚度也表現(xiàn)為自西向東逐漸減薄直至膠萊盆地完全缺失。由于華北地區(qū)的古生代為穩(wěn)定的克拉通盆地沉積,其原始地層厚度相對(duì)穩(wěn)定,因此現(xiàn)今殘留厚度自西向東由厚變薄是后期剝蝕的結(jié)果。據(jù)此可以推斷華北地區(qū)在三疊紀(jì)期間存在著一次差異升降運(yùn)動(dòng),使得東部抬升遭受剝蝕,西部沉降接受沉積。從地層接觸關(guān)系來(lái)看,華北地區(qū)下、中三疊統(tǒng)與下伏上古生界石千峰組之間均表現(xiàn)為整合接觸或平行不整合接觸,而上三疊統(tǒng)與下、中三疊統(tǒng)的地層接觸關(guān)系除鄂爾多斯、濟(jì)源盆地等西部地區(qū)為整合接觸外,大多表現(xiàn)為角度不整合接觸。這說(shuō)明發(fā)生于二疊紀(jì)末期的海西運(yùn)動(dòng)在華北地區(qū)并沒(méi)有引起劇烈的沉積格局變化,晚三疊世的印支運(yùn)動(dòng)是華北地區(qū)的沉積格局產(chǎn)生重大變化的主要控制因素,其造成了華北地區(qū)的差異升降和東西分異。印支構(gòu)造階段華北地區(qū)受控于歐亞構(gòu)造域。中三疊世末期-晚三疊世,揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞、拼接,秦嶺大別造山帶開(kāi)始形成,華北板塊南緣受到SSW方向的擠壓。值得指出的是,揚(yáng)子與華北板塊的碰撞、拼接存在東早西晚、東強(qiáng)西弱的特點(diǎn),古秦嶺洋表現(xiàn)為自東向西的“剪刀式”閉合(劉少峰等,1999;孫曉猛等,2004),這可能是造成華北地區(qū)東部抬升早、劇烈,西部抬升晚、幅度小,華北地區(qū)出現(xiàn)東、西差異的原因。又由于華北板塊與西伯利亞板塊在晚古生代就完成碰撞和拼接(徐備和陳斌,1997;張國(guó)偉等,2002),在中、晚三疊世華北板塊的北緣已經(jīng)成為固定的邊界。因而此時(shí)的華北板塊夾持于揚(yáng)子板塊與西伯利亞板塊之間,南緣受揚(yáng)子板塊SSW向的主動(dòng)擠壓,北緣為相對(duì)固定的被動(dòng)的受限邊界,沒(méi)有活動(dòng)余地,在此種SSW-NNE的水平擠壓情況下,發(fā)生東部整體抬升,造成下、中三疊統(tǒng)的剝蝕,并在板內(nèi)(如濟(jì)陽(yáng)坳陷區(qū))發(fā)生局部擠壓調(diào)整,形成大量NWW或近EW向逆沖斷層及背斜構(gòu)造等。又由于受揚(yáng)子板塊與華北板塊的聚斂邊界——NW向的秦嶺-大別構(gòu)造帶的限制,加之主動(dòng)應(yīng)力方向來(lái)自SSW,因而所產(chǎn)生的逆沖斷層走向與秦嶺-大別構(gòu)造帶大致平行,傾向?yàn)镾SW向(吳智平等,2003)。綜上所述,晚三疊世的印支運(yùn)動(dòng)期間,揚(yáng)子板塊與華北板塊剪刀式碰撞拼接,華北地區(qū)全面抬升,且西部抬升小,東部抬升幅度大,盆地范圍向西部退縮,沉積范圍縮小,西南部仍為統(tǒng)一的大型沉積盆地;東部渤海灣盆地區(qū)地勢(shì)較高,地貌復(fù)雜,以隆升剝蝕為主,但局部地區(qū)可能出現(xiàn)山間盆地等小型沉積區(qū)。3.3巖相古地理特征早-中侏羅世時(shí)期為早燕山旋回期,揚(yáng)子板塊與華北板塊的碰撞擠壓開(kāi)始逐漸減弱,而西太平洋區(qū)板塊活動(dòng),中國(guó)東部進(jìn)入由古亞洲域向?yàn)I太平洋域演化的過(guò)渡階段。盡管華北東部下-中侏羅統(tǒng)的現(xiàn)今殘留厚度的分布局限、分散,但各種跡象表明其原始沉積格局應(yīng)為一個(gè)較大型的沉積盆地(圖5)。從地震剖面所反映出的地層展布特征來(lái)看,盡管在渤海灣盆地內(nèi)部許多新生代凸起區(qū)(如埕寧隆起、陳家莊凸起等)缺失下、中侏羅統(tǒng),但其缺失是后期斷塊掀斜運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的差異剝蝕所造成,并非原始缺失(如圖6所示)。從巖性特征上來(lái)看,華北東部地區(qū)下、中侏羅統(tǒng)的下部總體巖性較細(xì),以泥巖為主,且各構(gòu)造單元中均沉積了一套含煤地層;上部地層總體表現(xiàn)為河、湖相砂、礫巖的粗碎屑沉積,少數(shù)地區(qū)可見(jiàn)火山巖發(fā)育,沉積物顏色以氧化色為主,體現(xiàn)了盆地由充填到均夷披覆的沉積過(guò)程,具有整體一致性。因此,就整個(gè)華北地區(qū)而言,該時(shí)期由于太行山逐漸發(fā)育隆升,將華北地區(qū)分割成東、西兩個(gè)大盆,西部鄂爾多斯盆地依然為一個(gè)大型沉積盆地,東部渤海灣盆地區(qū)在早-中侏羅世的早期為一些小的山間沉積盆地群,主要表現(xiàn)為對(duì)印支期造成的大量NWW或近EW向逆沖斷層及闊緩褶皺所產(chǎn)生的低洼地區(qū)的充填(吳智平等,2003,2004);晚期則表現(xiàn)為披覆式沉積。3.4裂陷、斷陷盆地發(fā)