東北東部虎林盆地的構造特征、成盆機制及敦-密斷裂帶北東段的形成時代

劉志宏，梅 梅，高軍義，吳相梅，黃超義，林東成，孫理難

1.吉林大學地球科學學院，長春 130061 2.大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712

東北東部虎林盆地的構造特征、成盆機制及敦-密斷裂帶北東段的形成時代

劉志宏1，梅 梅1，高軍義2，吳相梅2，黃超義1，林東成2，孫理難1

1.吉林大學地球科學學院，長春 130061 2.大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712

虎林盆地位于黑龍江省東部，是疊置在佳木斯地塊之上的中、新生代斷陷-坳陷盆地，其構造變形可以劃分為3個構造演化階段：早白堊世為NW-SE向伸展作用階段，主要形成一系列各自獨立的NE向箕狀斷陷群；晚白堊世為NW-SE向擠壓作用階段，使部分早期控陷正斷層發生反轉，形成反轉構造，虎林盆地轉化為具有多個沉降中心的NE向擠壓坳陷盆地群；古近紀-第四紀為NNW-SSE向擠壓作用階段，虎林盆地的構造格局發生了重大變化，不僅使部分早期控陷正斷層發生反轉作用形成大型反轉構造，而且在七虎林河凹陷與中央隆起之間形成NEE向大型逆沖斷層(敦-密斷裂)和斷層傳播褶皺，它們共同控制了盆地的形成和沉積作用，虎林盆地轉化為具有1個中央隆起和南、北2個坳陷的NEE向擠壓坳陷型盆地。東北地區自白堊紀以來始終處于活動大陸邊緣的大地構造背景，包括虎林盆地在內的東北東部盆地群的形成與伊澤納奇板塊、太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用有關。敦-密斷裂帶總體上呈NE向展布，具有左行走滑的性質，在靠近虎林盆地的北東段轉變為NEE向展布，斷層的性質也轉變為逆沖斷層，敦-密斷裂帶北東段的逆沖作用很可能與該斷裂帶的NE向左行走滑作用在NEE向的轉換擠壓有關。敦-密斷裂帶自古近紀始新世-漸新世虎林期開始活動，一直持續活動到第四紀。

構造特征；變形期次；變形時間；成盆機制；逆沖推覆構造；虎林盆地；敦-密斷裂北東段

0 引言

虎林盆地位于黑龍江省東部，北部與完達山地體相接，西部以大河鎮斷裂為界與樺南次隆起相鄰，是疊置在佳木斯-興凱地塊之上的中-新生代斷陷-坳陷盆地，面積約6 500 km2(圖1)。近年來，部分學者認為虎林盆地、三江盆地、勃利盆地、雙鴨山盆地、雞西盆地等在早白堊世曾經是一個統一的大陸邊緣近海坳陷型盆地[1-2]，稱其為“大三江盆地”，具有前陸盆地的性質[3-4]。在早白堊世晚期-晚白堊世，佳-依斷裂和敦-密斷裂之間的區域發育一系列近EW向逆沖構造，使大三江盆地受到強烈破壞和改造[1-4]。但大多數學者認為上述盆地在早白堊世為一系列相互獨立的伸展斷陷盆地群[5-9]，盡管部分相鄰的伸展斷陷或斷陷盆地在伸展作用晚期(早白堊世晚期)可能存在相連的現象，但各個斷陷盆地基本上是各自獨立的，始終沒有形成所謂的“大三江盆地”[10]。

虎林盆地的研究程度較低。1958-1980年，煤田、地礦、石油等部門相繼在該盆地開展了部分基礎地質和勘探工作；1981-1993年，大慶油田勘探開發研究院在虎林盆地開展了野外石油勘探工作，先后投入了重磁勘探和部分鉆探工作；1994年開始大慶油田勘探開發研究院在虎林盆地部署了二維地震勘探工作，對盆地的構造單元劃分、構造特征有了初步認識。在七虎林河坳陷鉆探了虎參1井，發現了較好的烴源巖，但后續的油氣勘探工作和基礎地質工作基本處于停滯狀態。

1. 第四系；2. 虎林盆地中的坳陷；3. 虎林盆地中的隆起；4. 完達山地體；5. 樺南次??；6. 地質界線；7. 盆地中構造單元界線；8. 斷層及編號；9. 推測斷層；10. 國界；11. 鉆井位置及編號；12.地震剖面位置。圖1 虎林盆地地質略圖Fig. 1 Sketched geological map of the Hulin basin

關于虎林盆地關鍵地質問題的認識，長期以來一直存在很大爭議。楊丙中等[11]根據重力、航磁、大地電磁測深和地面石油地質調查等工作成果，將虎林盆地劃分了7個二級構造單元，認為虎林盆地存在一個大型推覆構造，經歷了拉張、推覆、第三紀盆地形成3個階段；曹成潤等[12]通過對前人解釋的地震反射剖面和地質資料分析，認為虎林盆地的構造格局為3個斷隆與3個斷陷相間排列成壘塹式組合樣式，經歷了兩次沉降、成盆與兩次反轉、改造過程，影響和控制沉積蓋層的形成與變形、變位的斷裂主要是不同期次的張扭性高角度正斷層或走滑-正斷層；張鳳旭等[13]根據重力資料、大地電磁測深和地層對比，認為虎林盆地的南、北兩部分的地質和地球物理性質完全不同，將虎林盆地以敦-密斷裂為界劃分為南部和北部2個獨立的盆地。上述關于虎林盆地地質結構、構造特征和變形期次等方面認識，不同學者的觀點大相徑庭，說明目前有關虎林盆地的構造格局、構造演化、成盆機制及其與敦-密斷裂的關系等科學問題仍然沒有解決。

前人研究虎林盆地主要采用精度較低的重力、航磁、大地電磁測深等地球物理方法，地球物理資料的品質較差，存在多解性。本次研究是在對大慶油田2005年重新處理的二維地震剖面進行精細地質解釋的基礎上，結合大慶油田近年來的工作和前人研究成果，針對研究區存在的科學問題，對虎林盆地的構造特征、構造對沉積作用的控制、變形期次和成盆機制等進行論述，同時探討了敦-密斷裂北東段(穿切虎林盆地的部分)的性質和形成時代。

1 構造特征

虎林盆地內部次級構造單元總體上呈NEE向隆、坳相間的條帶狀分布，并以中央隆起為界劃分為北部坳陷和南部坳陷3個一級構造單元。其中，北部坳陷由云山凸起、迎春凸起和七虎林河凹陷3個二級構造單元組成，南部坳陷由穆棱凹陷、金銀庫凸起、興凱凹陷和興凱南凸起4個二級構造單元組成(圖1)。中央隆起位于盆地的中部，主要由麻山群變質巖系組成，其中發育韌性剪切帶和與逆沖推覆作用相伴產出的逆掩斷層和緊閉褶皺[11]，上部幾乎沒有中、新生代地層分布。由于中央隆起邊部的隆升高度有限，其邊部的部分白堊系得以保留，新生代地層則以超覆不整合覆蓋在中央隆起的南、北邊界之上。中央隆起的北部邊界斷層為敦-密斷裂帶，該斷裂帶控制了虎林盆地新生代的構造格局和構造演化。

虎林盆地主要發育下白堊統裴德組(K1p)、七虎林組(K1q)、云山組(K1y)、珠山組(K1z)、東山組(K1d)，上白堊統松木河組(K2s)，古近系始新統-漸新統虎林組(E2-3h)，新近系中新統富錦組(N1f)和第四系。下白堊統主要為一套碎屑巖建造夾中酸性火山角礫巖、凝灰巖和煤系，下部含有大量海相化石(菊石及海相雙殼等)，上部植物化石增多。上白堊統和新生界主要為一套碎屑巖建造夾煤系[10]。

系統的地震剖面的解釋結果表明:虎林盆地的下白堊統裴德組-東山組主要發育在相互獨立的箕狀斷陷中，其沉積作用明顯受犁式正斷層控制，斷陷中靠近控陷斷層部位地層的沉積厚度最大，遠離斷層地層的沉積厚度逐漸變??；上白堊統松木河組的沉積厚度自斷陷中心向靠近控陷斷層的部位逐漸變薄，有的部位由于控陷斷層反轉量較大而使下白堊統的部分地層被剝蝕；古近系-第四系主要發育在擠壓坳陷之中，七虎林河凹陷是虎林盆地中最大的擠壓坳陷，凹陷兩側由于逆沖作用而隆升，盆地的規模逐漸萎縮，地層的沉積厚度在凹陷中心部位最大，向兩側隆升區域逐漸減小。根據上述特征并參考區域研究成果[10]，將虎林盆地的構造變形可以劃分為3個構造演化階段，早白堊世為伸展斷陷形成階段，晚白堊世和古近紀-第四紀均為擠壓坳陷形成階段，每一構造演化階段的構造特征、變形機制明顯不同。

1.1 早白堊世

在下白堊統裴德組-東山組沉積時期，虎林盆地主要受伸展構造體制控制，形成一系列由NE向犁式正斷層控制的各自獨立的NE向伸展斷陷。從地震剖面(圖2)看，控陷斷層上盤、靠近斷層一側，地層的沉積厚度較大，遠離斷層地層的厚度逐漸減小，地層的沉積作用明顯受控陷正斷層控制，具有同構造生長地層的特征。圖2a中的下白堊統分別由犁式正斷層F1、F2、F3、F6控制,構成4個箕狀斷陷，其中由斷層F6控制的斷陷規模較小，位于中央隆起之上；圖2b中的下白堊統則由犁式正斷層F1、F2、F3、F4、F5、F7、F8控制,構成7個箕狀斷陷，其中由斷層F4、F5、F7、F8控制的4個斷陷規模較小，由F7、F8控制的斷陷位于中央隆起之上。如果將上述地質解釋成果投影在平面圖上就會發現，控陷斷層和由其控制的伸展斷陷都呈NE向展布，與地震剖面線的方向并不垂直，現在布置的地震剖面線的方向與新生代擠壓坳陷盆地的邊界相垂直。在下白堊統裴德組-東山組沉積時期，虎林盆地處于強烈伸展時期，在各自獨立的箕狀斷陷中主要發育一套碎屑巖建造和火山巖建造，在斷陷形成早期以粗碎屑巖建造和火山巖建造為主，中晚期細碎屑巖建造逐漸增加、火山巖建造逐漸減少。根據伸展斷陷盆地的幾何學模型[14-15]，可以確定虎林盆地在早白堊世具有伸展斷陷盆地的特征，主要受到NW-SE向持續的伸展作用，一系列NE向犁式正斷層控制了各自獨立的NE向箕狀斷陷的形成和沉積作用。

1.2 晚白堊世

在上白堊統松木河組沉積時期，虎林盆地主要受擠壓構造控制，由早白堊世多個NE向各自獨立的伸展斷陷轉化為具有多個沉降中心的NE向擠壓坳陷盆地(圖2)，早期控陷正斷層的表現出現分化，斷層F1、F2、F4、F6、F7、F8基本都處于不活動狀態，斷層F3和F5發生反轉作用[16]轉變為逆斷層，使斷層上盤靠近斷層的部位均發生隆升，沉積物的厚度從盆地的中心部位向靠近控陷斷層F3和F5方向逐漸變薄。由于斷層F3在早白堊世早期的反轉量比較大，導致斷層上盤下白堊統的部分地層被剝蝕，形成明顯削截(圖2b)，出現上白堊統松木河組與下白堊統在某些區域為角度不整合接觸。虎林盆地上白堊統沉積時期受到擠壓作用的影響，出現類似于海拉爾盆地紅旗凹陷的反轉構造特征[17]。由圖2可知，早期由斷層F3和F5控制的伸展斷陷在后期反轉作用過程中，斷陷的NW、SE兩側都發生隆升，在早期伸展斷陷的中部形成一個構造低部位，與這期構造變形同時形成的沉積地層為上白堊統松木河組的碎屑巖建造。在構造低部位沉積厚度最大，向兩側厚度逐漸減小，并且出現上超現象，在空間上形成了呈NE向展布的2個擠壓凹陷?；⒘峙璧卦谕戆讏资乐饕练e了一套碎屑巖建造，在盆地邊部主要沉積了一套粗碎屑巖建造，向盆地沉降中心，沉積物的粒度逐漸變細。根據虎林盆地晚白堊世形成的多個擠壓凹陷在空間上呈NE向展布的特征，結合區域構造成果[10]，認為虎林盆地在晚白堊世受到NNW-SSE向擠壓作用。

a. 地震剖面HL95-114；b. 地震剖面HL95-126。剖面位置見圖1。T1. 新近系富錦組頂界；T2. 古近系虎林組頂界；T21. 古近系虎林組二段頂界；T22. 古近系虎林組一段頂界；T23. 古近系虎林組一段下部頂界；T24. 上白堊統松木河組頂界；T3. 下白堊統東山組頂界；T4. 下白堊統裴德組頂界；T5. 基巖頂界；ON. 上超；TR. 削截。F1-F9. 斷層編號；F9. 敦-密斷裂。t0.雙程地震波走時。圖2 虎林盆地地震剖面解釋圖Fig.2 Geological interpretation of seismic profiles in the Hulin basin

1.3 古近紀-第四紀

在古近系-第四系沉積時期，雖然虎林盆地依然表現為擠壓坳陷型盆地的特征，但其構造格局發生了重大變化，由晚白堊世具有多個沉降中心的NE向擠壓坳陷盆地轉化為具有1個中央隆起和南、北2個坳陷的NEE向擠壓坳陷型盆地(圖1、圖2)。盆地中主要沉積了一套碎屑巖建造夾煤系地層。在古近系始新統-漸新統虎林組、新近系中新統富錦組和第四系沉積過程中，早期的NE向控陷正斷層F1、F2、F3、F5的逆沖作用比較明顯，斷層F6、F8的逆沖量很小，斷層F4、F7基本上處于不活動狀態(圖2)。在擠壓作用中，斷層F1、F2的前端基本上沒有滑動，但斷層深部都存在一定量的逆沖滑動，其表現類似于斷層傳播褶皺的特征[18]，斷層深部的逆沖量通過斷層上盤地層的褶皺作用得以消化，在斷層上盤形成了比較寬緩的背斜構造；斷層F3前端的逆沖量也比較小，在虎林組一段下部地層沉積時期表現為逆斷層的特征，地層厚度在斷層上盤、向靠近斷層F3的方向逐漸變薄。自虎林組一段上部沉積時期開始，斷層F3前端的逆沖滑動就已停止，但斷層F3的深部逆沖滑動量非常顯著。把七虎林河凹陷的NW斜坡作為由斷層F3控制的大型斷層傳播褶皺的背斜前翼，由于斷層F3前端逆沖滑動受阻，使這個背斜前翼在古近系-第四系沉積過程中發生整體旋轉式隆升[7]，表現為上述地層自沉降中心向凹陷NW斜坡方向的上超現象。斷層F5在虎林組一段沉積時期表現為逆斷層的特征，虎林組一段在斷層上盤、向靠近斷層F5的方向，地層的厚度逐漸變薄，自虎林組二段沉積時期開始，斷層F5也停止活動，但在斷層F5的上盤又形成一個小型逆沖斷層，由于其逆沖活動，在上盤形成了一個小型斷層傳播褶皺。在虎林組二段、富錦組下部地層沉積過程中處于隆升狀態，出現上述地層向背斜高部位的上超現象。

七虎林河凹陷的南部以斷層F9為界與中央隆起相隔，前人稱之為敦-密斷裂(圖1)。由地震剖面(圖2)可知，斷層F9為一個由SSE向NNW方向逆沖的大型逆沖斷層，并沒有出露地表，而是終止于盆地深部的古近系-新近系之中，其上部發育一個大型斷層傳播褶皺，七虎林河凹陷的南部斜坡實際上是這個大型斷層傳播褶皺的前翼。由盆地中地層的沉積特征可以發現，斷層F9并不控制白堊系的沉積，但古近系始新統-漸新統虎林組、新近系中新統富錦組和第四系都由盆地中心向背斜前翼(盆地的南部邊界)上超。根據同構造生長地層特征可以確定,由斷層F9控制的大型斷層傳播褶皺背斜的前翼在上述地層沉積過程中一直處于旋轉式隆升狀態，所以可以確定斷層F9在新生代為虎林盆地的控陷斷層，開始形成于古近紀始新世，此后該斷層和由其控制的大型傳播褶皺始終處于逆沖活動之中，虎林盆地在整個新生代長期處于擠壓狀態。根據虎林盆地的展布方向和斷層F9的產狀和逆沖方向，可以確定虎林盆地在古近紀-第四紀受到NNW-SSE向的擠壓作用。

由上述研究可知:在古近系-第四系沉積過程中，由于受到NNW-SSE向擠壓作用，七虎林河凹陷的北部和南部邊界分別受到下伏逆沖作用的影響,始終處于旋轉式隆升狀態;盆地的中間部位處于構造低部位，沉積厚度最大，向盆地的北部和南部邊界地層的沉積厚度逐漸減小;從盆地的沉降中心分別向北部邊界和南部邊界、自下而上出現大量超覆不整合現象，有的部位還出現削截現象(圖2)，在新生代七虎林河凹陷呈現“碟形”坳陷型盆地的特征。此外，在古近系-新近系沉積過程中還發育小型斷層轉折褶皺(如在斷層F1、F2的上盤和斷層F9的上盤)，在盆地內部形成局部的隆升與沉降，控制了沉積作用在空間上的變化，但對整個盆地的形成與演化影響很小。由于斷層F9由SSE向NNW方向的逆沖推覆和其上盤斷層傳播褶皺的隆升作用，在盆地的中部形成了呈NEE向展布的中央隆起，虎林盆地由具有多個沉降中心的NE向擠壓坳陷盆地轉化為具有1個中央隆起和南、北2個坳陷的NEE向擠壓坳陷型盆地(圖1)。

2 成盆機制

東北地區甚至整個東北亞地區在早白堊世都處于伸展的構造背景[5-6]，形成一系列NE向箕狀斷陷，包括虎林盆地、三江盆地、勃利盆地、雙鴨山盆地、雞西盆地等在內的東北東部盆地群當時也并沒有連通，基本上是各自獨立的，沒有形成一個所謂的“大三江盆地”[10]，每一個盆地也是由若干個箕狀斷陷構成，隨著伸展量的增加，某些箕狀斷陷出現不同程度的連通現象。在斷陷盆地中主要發育一套碎屑巖建造和火山巖、火山碎屑巖建造，在斷層上盤、靠近控陷斷層一側主要為粗碎屑巖建造和火山巖、火山碎屑巖建造，地層的沉積厚度較大，遠離控陷斷層碎屑巖的粒度逐漸變細，地層的沉積厚度也逐漸減小。早白堊世火山巖、火山碎屑巖具有鈣堿性系列巖石的特征。東北中部的松遼盆地在早白堊世形成一系列NE-NNE向箕狀斷陷，當時并沒有形成一個完整的大型伸展盆地，而是形成了許多各自獨立的箕狀斷陷盆地群，盆地的構造特征、沉積特征與東北東部盆地群基本相同，但盆地中的火山巖、火山碎屑巖建造的成分存在差異，主要為一套雙峰式火山巖。由盆地群的構造特征和火山巖、火山巖的地球化學特征可以判斷，早白堊世處于活動大陸邊緣的拉張背景，在東北地區形成廣泛分布的NE-NNE向伸展斷陷盆地群和盆地間的斷壘構造，構成NE向伸展盆山耦合系統。東北中部(現今松遼盆地所在的位置)處于弧后盆地的構造背景，包括虎林盆地在內的東北東部盆地群處于島弧的構造背景，其形成機制可能與隸屬于古太平洋構造域的伊澤納奇板塊由SE向NW方向持續的低角度俯沖[19]導致的弧后盆地-島弧區域的大面積伸展作用有關。

晚白堊世東北地區普遍受到NNW-SSE向擠壓作用，在東北東部包括虎林盆地在內的盆地群中發育呈NE-NNE向展布的反轉構造或大型逆沖推覆構造，所形成的盆地具有擠壓坳陷型盆地的特征，早白堊世形成的伸展斷陷由于反轉作用或逆沖推覆作用被強烈破壞或改造[10]。上白堊統為粗粒碎屑巖建造，是與逆沖推覆作用相伴沉積的磨拉石建造。東北中部的松遼盆地自早白堊世末期(即營城組四段沉積時期)開始，也進入了擠壓作用階段*劉志宏, 韓淑霞, 張春芬,等. 松遼盆地南部伏龍泉斷陷構造解釋與構造分析. 長春: 中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，2008.，盆地也由早期的伸展斷陷盆地轉化為擠壓坳陷型盆地，其中的火山活動逐漸減弱，主要為一套陸相碎屑巖建造。東北地區在晚白堊世處于擠壓構造背景，形成了NE-NNE向展布的逆沖推覆構造與擠壓坳陷型盆地并存的盆山耦合系統。東北中東部地區晚白堊世逆沖推覆構造與擠壓坳陷型盆地并存的構造格局可能受控于伊澤納奇板塊的高角度俯沖、消亡和太平洋板塊俯沖開始這一過程中的洋脊俯沖、地體拼貼和俯沖帶受阻后退等過程，是對古太平洋構造域向太平洋構造域過渡的響應[20]。

自古近紀開始，東北東部主要受到近NS向擠壓作用，不僅使早期形成的NE-NNE向構造受到疊加改造，同時也在研究區形成了疊加于白堊紀盆地之上、與NS向擠壓作用相伴產生的擠壓坳陷型盆地，構成了廣泛發育的近EW向展布的隆起和被破壞的早期盆地并存的盆山耦合系統[10]。虎林盆地新生界的沉積作用直接受敦-密斷裂帶北東段分支斷裂的逆沖作用所控制，虎林新生代坳陷型盆地的形成與敦-密斷裂帶NE向左行走滑作用在NEE向的轉換擠壓有關。東北東部的近NS向擠壓作用和敦-密斷裂帶的左行走滑作用可能與太平洋板塊在新生代近NS-NNW向的快速俯沖導致的活動大陸邊緣近NS向擠壓有關[19]。

3 敦-密斷裂北東段的性質、形成時代

敦-密斷裂帶是我國東北地區東部的大型斷裂帶，貫穿遼、吉、黑三省, 在黑龍江省東部穿切虎林盆地延伸至俄羅斯境內(圖1)，整體呈NE-NEE向延伸，很多學者認為該斷裂帶是郯-廬斷裂帶的重要組成部分，與佳-伊斷裂共同構成了郯-廬斷裂帶的北延分支[21-22]。關于敦-密斷裂帶的性質和形成時間前人已經做了很多研究工作:張宏[23]認為敦-密斷裂帶具有走滑的特征，主要左行走滑的時間為晚侏羅世晚期-早白堊世;李碧樂等[22]認為敦-密斷裂帶長期活動，南段形成很早，北段形成晚，斷層的活動時間可能從前寒武紀一直持續到新生代，斷層的性質在不同時代也表現為不同的特征，但規模左行走滑的時間從早侏羅世開始，延續到晚侏羅世；孫曉猛等[24]對采自敦-密斷裂帶中的糜棱巖黑云母進行測試，獲得40Ar/39Ar等時線年齡為(161±3) Ma，認為敦-密斷裂帶在中侏羅世末期發生強烈的左旋走滑運動。目前有關敦-密斷裂的性質和形成時間的認識仍然存在很大分歧。

敦-密斷裂帶在吉林省和黑龍江省斷續分布，在絕大部分地區被第三紀和第四紀玄武巖所覆蓋。某些學者[12-13, 25]主要依據重、磁和大地電磁測深(MT)剖面資料認為敦-密斷裂帶穿切虎林盆地。張鳳旭等[13]認為敦-密斷裂帶在虎林盆地有南、北2個分支，其中南支斷裂(即中央隆起與北部七虎林河凹陷的邊界斷裂)是主干斷裂, 控制著其南部和北部斷塊的走滑及盆地的形成和演化過程，具有左行走滑的性質；根據下白堊統的地層對比認為，虎林盆地的七虎林河凹陷與俄羅斯阿爾昌盆地的茲梅茵-斯托爾博夫坳陷曾經同屬一個盆地，敦-密斷裂帶導致二者在平面上的左行錯移，據此將現在的虎林盆地劃分為南部和北部2個獨立盆地。本次地震剖面解釋發現，七虎林河凹陷與中央隆起的分界斷裂F9為一條逆沖斷層，該斷層的斷層端線終止于大型斷層傳播褶皺前翼向斜，并沒有出露地表，根據其產狀和上盤斷層傳播褶皺的幾何學特征判斷，斷裂F9的逆沖推覆距離有限，最大也不會超過10 km，并不具有走滑構造的特征，有關敦-密斷裂帶北東段具有走滑性質的認識顯然是不合適的。楊丙中等[11]在虎林盆地中央隆起上出露的基底巖石中發現了逆掩斷層和大量與逆沖推覆作用的有關證據，說明在虎林盆地的中央隆起上也發育與逆沖斷裂F9控制的斷層傳播褶皺伴生的逆沖推覆構造，它們共同導致了中央隆起的隆升。盡管目前對敦-密斷裂帶的性質存在爭論，但大多數學者的研究認為該斷裂帶具有左行走滑的特征，由于第四系覆蓋原因，研究工作主要集中于斷裂的中、南段。敦-密斷裂帶總體上呈NE向展布，在靠近虎林盆地的北東段斷層走向發生轉變，在虎林盆地內部形成NEE向分支斷裂(七虎林河凹陷與中央隆起的分界逆沖斷裂F9規模較大，此外在中央隆起上還發育一些規模較小的逆掩斷層[11])(圖1)。根據敦-密斷裂帶中、南段的性質和走滑斷層次級破裂面在空間上的展布特征，推斷敦-密斷裂帶北東段分支斷裂的逆沖作用很可能與該斷裂帶的NE向左行走滑作用在NEE向的轉換擠壓有關，就是說敦-密斷裂帶中、南段的左行走滑位移量在北東段主要以逆沖推覆的方式予以調解和消耗。

關于敦-密斷裂帶形成時間，前人主要依據斷裂帶與相鄰地層或火山巖之間的關系進行推斷[22-23]，缺乏斷裂帶形成時間的直接證據。孫曉猛等[24]采自出露在密山市知一鎮敦-密地塹東部邊界上的糜棱巖樣品40Ar/39Ar年齡能否代表敦-密斷裂帶的形成時間值得商榷。由地震剖面的地質解釋(圖2)發現，虎林盆地中發育于七虎林河凹陷與中央隆起之間的敦-密斷裂(斷層F9)在古近紀之前并不存在，自古近系虎林組沉積時期才開始活動，控制了虎林盆地的古近系始新統-漸新統虎林組、新近系中新統富錦組和第四系的沉積作用，上述地層從盆地沉降中心逐漸向斷層F9上盤的斷層傳播褶皺前翼(盆地的南部邊界)上超和生長，由此可以確定敦-密斷裂帶的形成時間為自古近紀始新世-漸新世虎林期開始活動，一直持續活動到第四紀。

4 結論

1)虎林盆地是疊置在佳木斯-興凱地塊之上的中、新生代斷陷-坳陷盆地，其構造變形可以劃分為3個構造演化階段，每一構造演化階段的構造特征、形成機制明顯不同:早白堊世為NW-SE向伸展作用階段，主要形成一系列各自獨立的NE向箕狀斷陷群；晚白堊世為NW-SE向擠壓作用階段，使部分早期控陷正斷層發生反轉作用，形成反轉構造，虎林盆地由各自獨立的NE向箕狀斷陷群轉化為具有多個沉降中心的NE向擠壓坳陷盆地群，但擠壓凹陷的數量明顯少于早期的伸展斷陷；古近紀-第四紀為NNW-SSE向擠壓作用階段，虎林盆地的構造格局發生了重大變化，不僅使部分早期控陷正斷層發生反轉作用形成大型反轉構造，而且在七虎林河凹陷與中央隆起之間形成NEE向大型逆沖斷層(敦-密斷裂)和斷層傳播褶皺，它們共同控制了盆地的形成和沉積作用，虎林盆地由早期各自獨立的NE向小型伸展斷陷群、擠壓凹陷群構成的具有多個沉降中心的盆地轉化為具有1個中央隆起和南、北2個坳陷的NEE向擠壓坳陷型盆地。

2)東北中部(現今松遼盆地所在的位置)處于弧后盆地的構造背景，包括虎林盆地在內的東北東部盆地群處于島弧的構造背景，其形成機制可能與隸屬于古太平洋構造域的伊澤納奇板塊由SE向NW方向持續的低角度俯沖導致的弧后盆地-島弧區域的大面積伸展作用有關。東北中東部晚白堊世NE-NNE向逆沖推覆構造與擠壓坳陷型盆地并存的構造格局可能受控于伊澤納奇板塊的高角度俯沖、消亡和太平洋板塊俯沖開始等過程，是對古太平洋構造域向太平洋構造域過渡的響應。虎林新生代坳陷型盆地的形成與敦-密斷裂帶NE向左行走滑作用在NEE向的轉換擠壓有關。東北東部的近NS向擠壓作用和敦-密斷裂帶的左行走滑作用可能與太平洋板塊在新生代近NS-NNW向的快速俯沖導致的活動大陸邊緣近NS向擠壓作用有關。

3)敦-密斷裂帶總體上呈NE向展布，具有左行走滑的性質，在靠近虎林盆地的北東段轉變為NEE向展布，斷層的性質也轉變為逆沖斷層，敦-密斷裂帶北東段的逆沖作用很可能與該斷裂帶的NE向左行走滑作用在NEE向的轉換擠壓有關。敦-密斷裂在古近紀之前并不存在，自古近紀始新世-漸新世虎林期開始活動，一直持續活動到第四紀。

在論文成文過程中劉永江教授與作者就有關地質問題進行了探討，在此表示感謝！

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Structural Features, Formation Mechanism of Hulin Basin and Deformation Time of Northeastern Segment of Dunhua-Mishan Fault Zone in Northeast China

Liu Zhihong1,Mei Mei1,Gao Junyi2,Wu Xiangmei2,Huang Chaoyi1,Lin Dongcheng2,Sun Linan1

1.CollageofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China2.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DaqingOilFieldCompany,Ltd.,PetroChina,Daqing163712,Heilongjiang,China

The Hulin basin is a Meso-Cenozoic, down-warped, faulted basin located in the eastern part of Heilongjiang Province, which superimposed on the Jiamusi uplift. The structural evolution can be divided into 3 stages, and the structural characteristics and deformation mechanism for each stage are significantly different. 1)A series of separate NE trending half-graben fault depressions developed at the NW-SE-directed extensional stage in the Early Cretaceous. 2)Some of the early depression-controlling normal faults reversed and formed inversion structures during NW-SE compressional stage in Late Cretaceous, the Hulin basin switched into a depression basin with multi-depocenters under the NW-SE-directed compression depression. 3)The tectonic framework changed significantly at the NNW-SSE-directed compression stage in the Paleogene-Quaternary, not only some of the early depression-controlling normal faults reversed, resulting in large-scale inversion structures, but also the NEE trending large-scale thrust faults (Dunhua-Mishan fault zone) and fault-propagation-related folds between the Qihulinhe depression and the central uplift formed, which together controlled the formation and sedimentation of the basin, and the Hulin basin transformed into a NNE trending, down-warped compressional basin which are composed of the central uplift, the south and the north depressions. The Northeast China has been always in an active continental margin tectonic setting since the Cretaceous. The formation mechanism of Hulin basin, which is included in the eastern basin groups of the Northeast China, is related to the subduction of Izawa Naqi plate, the Pacific plate to the Eurasian plate. The Dunhua-Mishan fault zone are NE trending sinistral strike-slip faults, and the NE segment near the the Hulin basin transform into the NEE trending thrust fault, the thrusting of the NE segment of the Dunhua-Mishan fault zone may be related to the NEE trending transformed compression of the NE trending sinistral strike-slip of the fault. The Dunhua-Mishan fault zone developed at the Hulin period of Eocene-Oligocene, and showed continuously activities from the Hulin period to Quaternary.

structural feature; deformation stage; deformation time; basin formation mechanism; overthrusting structure; Hulin basin; northeastern segment of Dunhua-Mishan fault zone

10.13278/j.cnki.jjuese.201402107.

2013-07-10

中國地質調查局工作項目(1212011085484)；國家自然科學基金項目(41072150)

劉志宏(1962-)，男，教授，博士生導師，主要從事造山帶演化與盆地構造研究，E-mail:liuzhih@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201402107

P618.13;P542

A

劉志宏，梅梅，高軍義,等.東北東部虎林盆地的構造特征、成盆機制及敦-密斷裂帶北東段的形成時代.吉林大學學報:地球科學版,2014,44(2):480-489.

Liu Zhihong,Mei Mei,Gao Junyi,et al.Structural Features,Formation Mechanism of Hulin Basin and Deformation Time of Northeastern Segment of Dunhua-Mishan Fault Zone in Northeast China.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(2):480-489.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201402107.