摘 要:依-舒斷裂帶是由東北東部深大斷裂依-舒斷裂控制而形成和發展的地塹式構造帶,位于佳-伊地塹北部、松遼盆地的東南側。依-舒斷裂帶內部為低丘陵、河谷及階地,在地貌上顯示為一條帶狀的槽地。斷裂帶的寬度從幾公里到幾十公里不等,向西南方向兩側主干斷裂迅速靠攏變窄。在黑龍江省境內依-舒斷裂帶劃分為5個一級構造單元和17個二級構造單元,在斷坳內部沉積了幾千米厚的古近系、新近系地層,依-舒斷裂帶控制形成和發育的主要因素是高熱流、深部物質的上升和水平拉張作用的相互結合的結果,其活動演化大體經歷了裂陷初始、裂陷強烈和裂陷萎縮三個階段。
關鍵詞:區域構造;依-舒斷裂帶;構造特征;演化
1 區域構造背景
按照地球物理場、巖漿活動帶和地震帶等資料分析,東北東部地區存在著一系列深大斷裂[1]。從分布特征來看,該地區主要以一系列的NE向深大斷裂為主,如依-舒斷裂、敦-密斷裂,而近SN向的斷裂則主要集中在東部的邊緣部分,如牡丹江斷裂、大和鎮斷裂等。從區域深大斷裂活動特點來看,總體上這些斷裂有由西向東、由南向北活動性逐漸增強的趨勢。此外,這些深大斷裂大多是從晚古生代海西期開始活動,后期逐步控制著區域內地質構造單元及其演化[1]。
依-舒斷裂帶是由依-舒斷裂控制而形成和發展的地塹式構造帶,位于佳-伊地塹北部、松遼盆地的東南側(見圖1)。它南起遼寧省的沈陽市,向NE方向依次經吉林省的伊通、雙陽、舒蘭、黑龍江省的尚志、延壽、方正、湯原、佳木斯至羅北縣名山后延入俄羅斯境內,是一條呈NE42°~55°方向展布的狹窄地塹,全長約690千米,寬10~30千米,面積約10,000平方千米,其兩側為NE向斷裂夾持,并被NW向斷裂切割,使地塹形成整體呈槽狀、斷隆與斷陷相間的總格局[1](見圖1)。
2 斷裂帶的展布特征
依-舒斷裂帶內部為低丘陵、河谷及階地,在地貌上顯示為一條帶狀的槽地。斷裂帶的寬度一般10~20km。吉林舒蘭、黑龍江的依蘭一帶僅幾公里左右,黑龍江湯原、鶴立鎮一帶較寬,可達25~30km,于吉林的葉赫向西南方向兩側主干斷裂迅速靠攏并延至新城,構成下遼河斷陷西部坳陷的主干斷裂。
斷裂帶中主干斷裂的位置及其延展形態在重磁場特征上均有明顯的顯示。重力場上顯示為起伏變化的負異常帶,在剖面上與斷裂的位置相吻合,在平面上呈兩側主干斷裂部位等值線密集,變化梯度大,這種密集的重力梯度帶可明顯地反映邊界為斷裂性質。
3 斷裂帶的基底結構特征
根據地質及物探資料解釋,斷裂帶內古近系、新近系含煤地層的基底主要由石炭、二疊系變質巖、華力西期、印支期花崗巖及白堊系地層構成。古近紀、新近紀盆地形成前,本區經歷了加里東、海西、印支及燕山構造旋回后,使古基底不但發生褶皺,同時產生多期斷裂[3]。由于多期區域構造應力場的作用,產生了各種方向斷裂及裂痕。這種長期存在的古斷裂或裂痕都是力學性質較薄弱的地帶,受后期應力作用,產生繼承性活動,控制了古近紀、新近紀盆地的形成或進一步切割改造了古近系、新近系地層。
4 斷裂帶構造單元劃分及特征
在依-舒斷裂帶中沉積了巨厚的古近系、新近系地層,由于斷塊作用及基底古隆起使得斷裂帶在走向及傾向方向呈現基底起伏特征,根據斷裂帶基底性質、蓋層特征及其構造發展演化結果,將依-舒斷裂帶在黑龍江省境內劃分為5個一級構造單元(見圖2)和17個二級構造單元(見表1)。
4.1 Ⅰ湯原斷陷
位于依-舒斷裂帶的最北段,南起湯原,北止名山鎮。基底主要由下元古界、花崗巖及白堊系地層組成,最大埋深達6200米。第四系最大厚度達252米,古近系、新近系發育較全,自古新統-中新統均有賦存。基底的斷裂網絡由北東向及北西向兩組斷裂所構成,因受基底斷裂控制,明顯地構成中間隆起、兩側坳陷的構造格局。由于兩側主干斷裂活動幅度的差異,造成東部坳陷深西部坳陷淺(見圖3)。
4.2 Ⅱ依蘭斷隆
該斷隆北起香蘭,南止塔溪-林口斷裂。由西部的香蘭坳陷及東側的集賢隆起構成,其中香蘭坳陷基底由白堊系及花崗巖組成,據鉆孔及電法資料反映,基底埋深300~1000米左右,蓋層主要為始新統達連河組沉積。集賢隆起由花崗巖及白堊系地層構成。
4.3 Ⅲ方正斷陷
方正斷陷北起依蘭,南止延壽南部斷裂。基底由古生界、印支期花崗巖及白堊系組成。其內沉積有巨厚的古近系、新近系地層,最大累計厚度達3500米以上。從地震反射波平面圖上看,斷陷內明顯存在由北東與北西向兩組斷裂構成的網格狀斷裂系統,主干斷裂及內部的同生斷裂特征表現明顯。
該斷陷的北部地段明顯由兩坳一隆構造組成,即西側的漂河坳陷、中部的祥順隆起及東側的達連河坳陷。兩坳陷基底埋深由300~1100米不等,個別地帶見有花崗巖出露,著名的依蘭煤田即位于達連河坳陷。祥順隆起由印支期花崗巖體構成,埋深一般300米左右。該斷陷的南部為方正-延壽坳陷帶,東、西兩側分別為福興斜坡帶及通河斜坡帶。其中方正-延壽坳陷是該斷陷內坳陷最深地帶,古近系、新近系地層厚度達3500米(見圖4)。
4.4 Ⅳ尚志斷隆
北起延壽,南止陳香店北部斷裂。基底由印支期花崗巖及白堊系地層構成,其西側為平安坳陷,基底埋深1300~2000米,主要沉積微古近系湯原組、達連河組;東側的元寶鎮隆起由印支期花崗巖、白堊系構成。
4.5 Ⅴ勝利斷陷
北起陳香店,南止烏拉街。斷陷寬度一般3~12公里,北部的陳香店坳陷與南部的舒蘭坳陷被中部的鳳山隆起所隔開,據鉆孔資料及地震資料綜合分析,南部兩坳陷內均賦存有古近系、新近系地層,由新安村組、達連河組、富錦組等構成,地層累計厚度大于2000米,以達連河含煤為主,含煤20~30層,可采8~12層。
5 構造發展與演化
依-舒斷裂帶控制形成和發育的主要因素是高熱流、深部物質的上升和水平拉張作用的相互結合的結果[4]。自中生代以來,其活動演化大體經歷了裂陷初始、裂陷強烈和裂陷萎縮三個階段。
晚侏羅至早白堊世,由于區域應力場右旋張扭,使原來在左旋壓扭中處于緊閉狀態的北東、北北東向斷裂發生力學性質的改變,促使先存北東向斷裂復活拉張,并向地殼深部切割,導致火山噴發,形成火山熔巖堆積,構成上侏羅統帽兒山組、下白堊統寧遠村組與板房子組,厚度達千米以上。隨后,裂陷作用明顯減弱,僅產生一些孤立不連續的小型盆地,接受了淘其河組、泉頭組等碎屑巖沉積,奠定了斷陷帶的雛形,可謂裂陷初始期。
晚白堊~古新世,該斷裂帶沿北東方向擴展裂開,形成兩條近平行的線型斷裂,貫穿南北,首先引起一些地帶基中性火山噴溢活動,局部接受晚白堊系沉積。之后再拉張和重力作用下,沿北東向條帶狀陷落,形成了巨大的地塹或裂陷帶,接受了2000~4000米以上的古近系(烏云組、新安村組、達連河組等)地層。為裂陷強烈期。
進入新近紀,此裂陷帶北部受到拉張與擠壓作用,差異升降明顯,在局部沉降的斷陷接受了新近系的沉積,并伴有基性巖漿噴溢活動,為裂陷萎縮階段。
參考文獻
[1]成谷.黑龍江省東部中、新生代盆地群地球物理場特征及成盆規律研究[D].大慶石油學院,東北石油大學,2000.
[2]王偉濤.古近紀湯原斷陷對物源區隆升史的沉積響應[D].吉林大學,2007.
[3]李忠權,等.大慶探區外圍盆地含油氣評價與優選[D].成都理工大學,2003.
[4]童亨茂.伊通地塹邊界斷裂的性質與演化[J].地質力學學報,
2002,8(1):35-42.
作者簡介:楊振邦(1973-),男,副高級工程師,1997年畢業于太原理工大學煤田地質普查與勘探專業,就職于黑龍江省煤田地質物測隊,從事地質及地球物理勘探技術工作。