黑龍江省二十三站林場—二十二站林場地區地層特征及時代探討

董立嵬

（中國建筑材料工業地質勘查中心黑龍江總隊，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 區域位置

工作區中生代區域大地構造位置位于西伯利亞板塊（Ⅰ級）、額爾古納地塊（Ⅱ級）；新生代區域大地構造位置位于大興安嶺疊加造山系—裂谷系（Ⅰ級）、大興安嶺疊加巖漿弧（Ⅱ級）；

按《黑龍江省巖石地層》（1997年）的劃分，測區地層屬濱太平洋地層大區（5），大興安嶺—燕山地層分區（51）、漠河地層小區（515）。

測區地質構造歷史復雜，中生代構造層最為發育，上黑龍江中生代前陸盆地由中侏羅世沉積巖組成，早期盆地基底及盆緣拉張后隨著自身沉積物重力的增加，開始了盆地的發展歷史，晚期拉張活動減弱，盆地萎縮；至晚侏羅世由于盆緣斷裂活動加劇，拉開了火山活動序幕，之后，由于NE-NNE向應力場的疊加，導致深大斷裂帶的強烈活動，大規模火山噴發，在區域上形成了北東向大興安嶺火山巖帶的主體。早白堊世之后的脆性斷裂構造活動表現為對包括前述構造形跡在內的所有先成地質體和地質構造的破壞、改造和繼承。

新生代構造層在中生代構造的基礎上進一步發生斷塊運動，最終形成現今構造格局。

空間上斷裂構造的主要展布方向有兩個：北東向及北西向斷裂，嚴格控制了斷陷盆地的形成和發展，制約了繡峰組（J2-3x）、二十二站組（J2-3er）、漠河組（J2-3m）地層的巖性、巖相分布、產狀特征等。

2 地層特征

區內出露的地層主要為中生界中—上侏羅統繡峰組（J2-3x）、二十二站組（J2-3er）、漠河組（J2-3m）地層，出露面積約占總面積的83.75%。新生界主要為第四系上更新統一級階地及第四系低河漫灘堆積層，出露面積極小。

2.1 侏羅系中—上統繡峰組（J2-3x）

在工作區大面積出露，面積約399.19km2，約占全區面積的64.2%。巖層產狀140°～330°∠30°～80°。呈北東向帶狀分布。該組主要巖性為一套河流相至濱湖相粗碎巖沉積。在工作區內巖性組合以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、砂礫巖、礫巖、卵石礫巖等粗碎屑巖、夾粉砂巖、凝灰質砂巖、細砂巖等，上部層序巖石鐵質含量偏高，據巖石組合、粒度、成分等特征，該組可概分為五種巖石組合相：礫巖相、砂礫巖相、巖屑砂巖相、長石砂巖相、泥質粉砂巖相。單層一般為中至厚層狀，層面往往見微凸鏡狀砂體，頂部發育水平微細層理、紊亂層理。沉積構造如槽狀、板狀交錯層理，沖刷構造等較發育。以植物化石為主且多為保存不佳的殘碎片，局部植物化石莖干化石發育。基本層序以河流相向上變細基本層序為主，局部為向上變粗的基本層序。產Coniopteris-Phoenicopsis植物群分子和Margaritifera-Ferganoconcha雙殼類組合分子，夾薄煤層。

厚度在二十三站林場359高地一帶大于2602.34m，在工作區內巖性組合以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、砂礫巖、礫巖、卵石礫巖等粗碎屑巖為主，夾粉砂巖、凝灰質砂巖、細砂巖等代表性剖面。

2.1.1 區域延展情況

區域上繡峰組呈SEE向分布于上黑龍江盆地的南緣。在西部的老溝至棲林集一帶，本組出露較全，底部發育風化殼型沉積，頂部以厚層礫巖與漠河組分界，夾凝灰巖及煤線，產植物化石，控制厚度約1586m；在中東部的勝利林場至二十一站一帶，本組下部出露不好，中上部為礫巖與砂巖組成的韻律沉積，產豐富的動、植物化石，與二十二站組呈橫向變化關系，控制厚度1484m；在東部的繡峰至桂花站一帶，本組厚度可達2750m，下部以礫巖為主，上部以含礫砂巖為主。

據剖面測制與1985年張文才等在塔河縣繡峰公社建立的正層型對比的情況看，本組在區域上的變化不大，與正層型較吻合。不同地域的繡峰組沉積組合、沉積環境差異較大，工作區西部359高地一帶繡峰組底部為礫巖，中部為巖屑長石砂巖夾粉砂巖，上部為長石砂巖與粉砂互層，表現為山麓洪沖積沉積特征；橫向對比，區內從西至東，沉積環境存在差異性。西部磨圓差，分選性差，顯示了盆地形成初期，沉降速率大于沉積速率，沉積物快速沉積，具有山前磨拉石建造特征；東部沉降高差相對較小，盆地沉降速率略大于沉積速率，表現為辮狀河沉積，隨著盆地的繼續演化，盆緣洼地被沉積物補給充填，沉積物可隨水流搬運較遠的地方，沉積了一套以粗砂巖、砂巖為主的碎屑巖。縱向對比，沉積碎屑有逐漸變細的特征。底部主要以向上變細為主的進積型沉積，中部為向上變細再變粗基本層序，表現為進積型沉積，上部主要為互層韻律型基本層序，表現為盆地穩定沉積或沉降率約等于沉積速率的沉積過程。

2.1.2 時代討論

繡峰組內含有豐富的Coniopteris-Phoenicopsis植物群化石及殘片，局部見有雙殼及腹足類動物化石，多發育在繡峰組中上部層位中。主要見有植物Ginkgoites sp.、Equiswertes sp.、Poniopteris sp.、Podozamites sp.、Podozamites、Lan-Ceolalus（L.et H）Braun、Cladophlebis cf.、Shansiensis sze.、Cladophlebis sp.、Coniopteris lunejensis（zal）sew.、Czekanowskia rigida Heer.、Sphenopteris sp.。孢子組合Cyathidites-stereisporites-Osmundites，花粉組合Cycadopites-Perinopollenites-Taxodiaceae-Pollenites，雙殼Fergancconcha sp.、Unio sp.、腹 足 類Viviparus cf.、onogoensis、Kobayashiat、Suguki等。

地層下部主要以植物Coninopteris、Cladophlebis、Equiseites、Podozamites為主，說明盆地當時處于溫暖的亞熱帶—溫帶氣候區，從時代意義上講該幾種化石相當于我國北方早—中侏羅世Coniopteris-Phoenicopsis植物群中期化石組合，時代趨于中侏羅世早期。地層層序自底向上，上述幾種化石數量減少，Ginkgoites、Czekanowskia相應增多，表明氣候逐漸由暖變冷，顯示了Coniopteris-Phoenicopsis植物群中晚期組合特征，時代為中侏羅世中晚期。繡峰組內動物化石較少見，僅發育Ferganoconoha、Unio、Viviparus，說明盆地內水體較局限，水動力較強，保存狀態不佳，該種類化石組合橫向上與二十站組雙殼及腹足類相似，其時代屬中侏羅世中晚期。

本組在P1剖面采集了一個二長花崗巖礫巖U-Pb年齡樣品，測得其年齡為401Ma±2.8Ma，說明該二長花崗巖礫巖可能來源于早泥盆世侵入巖。另據1∶25萬開庫康幅區域地質調查報告中繡峰組U-Pb年齡151Ma±1Ma、167Ma±2Ma及生物化石時代，以及區域對比與繡峰組相當。本組時代置中—晚侏羅世。

2.2 侏羅系中—上統二十二站組（J2-3er）

在工作區南部小面積出露，面積約55.08km2，約占全區面積的8.9%。巖層產狀210°～215°∠15°～41°，呈北西向帶狀分布。該組主要巖性為一套濱湖至淺湖相砂泥質沉積，在本次工作區內巖性組合為灰綠色、灰色巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖與灰黑色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖等。具韻律沉積特征，發育大—中型斜層理、交錯層理、包卷層理等，見有沖痕、流痕、波痕、溝模等層面構造。產豐富的淡水雙殼類、腹足類、介形蟲等動物及植物化石，并具蟲跡構造，具有濱湖—湖相沉積環境。粉砂巖、泥質粉砂巖層面具有似龜裂風化，說明粉砂巖及泥質粉砂巖曾暴露于水面之上。

基本層序有互層韻律型和向上變粗再變細型兩種。互層韻律型一般由兩種粒度相差不大的巖石，垂向上頻繁互層組成，沉積構造以水平層理或平行層理為主，小型波狀紋層、交錯層理少見。局部發育包卷及變形構造，動植物化石常見，保存較好，主要構成二十二站組的泥質粉砂巖相。向上變粗再變細型基本層序相當于三角洲相沉積層序，巖石粒度變化范圍較寬，宏觀上粒度由下向上的變化趨勢為細—粗—細。發育完整的層序有粉砂巖—細砂巖—中細砂巖—中粗砂巖—細砂巖—粉砂巖組成。發育不完整的可變化為向上變粗、向上變細等層序。該層序的沉積構造主要平行層理，斜層理層面可見波痕，動物化石稀少，植物化石破碎，二十二站組砂巖相主要由此組成。上述基本層序的規律性相互疊置形成了二十二站組的垂向沉積序列。宏觀上由下向上由泥質粉砂巖相到砂巖相組成旋回性基本層序組合—旋回巖系。厚度在二十三站林場幅464高地一帶大于3771.26m。在本次工作區內巖性組合為灰綠色、灰色巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖與灰黑色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖等代表性剖面。

2.2.1 區域延展情況

區域上二十二站組呈EW向帶狀分布于上黑龍江盆地東部，主要見于二十二站、伊里莫亞山以東、腰站、桂花站等。由西向東，粗碎屑含量增加，地層厚度增大。在二十二站一帶，本組與繡峰組中上部層位呈同時異相關系，不僅巖層產狀可以連過去，而且含有相同的英安巖夾層和相同的生物組合。

據剖面測制與1985年其和日格等在塔河縣二十二站建立的正層型對比的情況，從區域上看，不同的地理位置，存在著不同的沉積環境，區內二十二站后山一帶為濱湖—湖相沉積環境。二十二站組橫向上具有由西至東逐漸變細的特征，表現為穩定的深湖盆環境。縱向上，底部主要為向上變粗再變細的進積—退積型沉積過程，中部互層韻律型基本層序主要體現了盆地處于平穩的沉積環境，上部為向上變粗的進積沉積環境，代表了盆地萎縮的一個階段。

2.2.2 時代討論

二十二站組產豐富的動物、植物化石，產我國北方中侏羅世Coniopteris-Phoenicopsis植物化石群晚期組合，雙殼類Margaritifera-Ferganoconcha動物組合及葉肢介Euestheria。

本次工作在該組的粉砂巖中所采集的植物化石經南京古生物研究所鑒定為錐葉蕨（未定種）Coniopteris sp.、擬刺葵（未定種）Phoenicopsis sp.。在粉砂質泥巖中所采集的孢粉樣品鑒定結果為：海金沙孢（未定種）Lygodiumsporites sp.、阿賽勒特孢（未定種）Asseretospora sp.、石松孢（未定種）Lycopodiumsporites sp.、環圈孢（未定種）Annulispora sp.、克拉梭粉（未定種）Classopollis sp.、擬云杉粉（未定種）Piceites sp.、雙束松粉（未定多種）Pinuspollenites spp.、羅漢松粉（未定種）?Podocarpidites sp.。由于化石保存不好，鑒定相當困難，大多存有疑問。所見化石的時代分布都很長，只有阿賽勒特孢（Asseretospora）、克拉梭粉（Classopollis）屬中生代分子。

其與侏羅系中—上統漠河組接觸關系是平行不整合接觸，本次工作綜合前人生物化石資料，及與下伏繡峰組、上覆漠河組關系，將二十二站組時代歸為中—晚侏羅世。

2.3 侏羅系中—上統漠河組（J2-3m）

在工作區中部小面積出露，面積約66.26km2，約占全區面積的10.66%。巖層產狀230°～270°∠30°～34°，呈北東向帶狀分布。該組主要巖性為一套以河流相為主間有沼澤相的碎屑沉積，具韻律沉積特征，含有多個正粒序、反粒序、正反粒序組成的韻律層。在本次工作區內巖性組合為中粗—細粒長石砂巖、巖屑砂巖為主，夾礫質砂巖、含礫中粗砂巖、粉砂巖。

厚度在西大溝幅436高地一帶大于2243.81m，在本次工作區內巖性組合為中粗—細粒長石砂巖、巖屑砂巖為主，夾礫質砂巖、含礫中粗砂巖、粉砂巖。代表性剖面P4。

2.3.1 區域延展情況

區域上漠河組呈近EW向帶狀分布于上黑龍江盆地中。在老溝至古站一帶，粒度較細，砂泥質巖石所占比例較大，在其它地方則為礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥質頁巖的韻律性互層，夾多層薄煤層或煤線，產植物化石。

據剖面測制與1958年俞建章、李廷棟等漠河縣烏蘇里沿江建立的正層型對比的情況，從區域上看，不同的地理位置，存在著不同的沉積環境，區內漠河組以河流相為主間有沼澤相的碎屑沉積環境。縱向上，底部主要為向上變粗再變細的進積—退積型沉積過程，中部互層韻律型基本層序主要體現了盆地處于平穩的沉積環境。

2.3.2 時代討論

漠河組產豐富的植物化石，屬Coniopters-Phoenicopsis植物群晚期組合。在工作區中部整合于繡峰組之上，在工作區東部整合于二十二站組之上。本組在P5剖面采集了一個U-Pb年齡樣品，巖性為泥質粉砂巖，測得其鋯石U-Pb年齡為176.8Ma±3.9Ma，綜合該組生物化石時代、U-Pb年齡以及區域對比與漠河組相當，將本組時代置中—晚侏羅世。

2.4 第四系

區內第四系主要分布于河流兩岸及支流的谷地當中。主要由沖積物、洪積物、坡積物的松散砂礫、亞粘土及沼澤淤泥組成，可分為上更新統一級階地（Qp3）和全新統低河漫灘堆積層(Qh2)。

2.4.1 上更新統一級階地（Q p3）呈弧島出露于工作區東北部黑龍江岸邊，面積極小。下伏為繡峰組砂巖，上覆全新統低河漫灘堆積層。主要為亞粘土、亞砂土、砂礫石等松散沉積物組成；橫向上階地前緣與低河漫灘堆積層之間存在高差2～5m的陡坎，界線較為明顯。

2.4.2 全新統低河漫灘堆積層(Q h2)

分布于東北部黑龍江、西北部盤古河河床內的沉積物及其兩側低漫灘上，面積約82.61km2。本層在河床內的沉積物以沖洪積成因的礫石、卵石為主，間夾灰黑色亞砂土層。在平緩的漫崗上與山麓地帶有殘坡積及沖洪積亞砂土、粘土、碎石等。

3 結論

測區內繡峰組主要為一套粗礫巖、礫巖、含礫砂巖、中粗粒巖屑長石砂巖（或長石巖屑砂巖）、少量細砂巖、粉砂巖、局部夾煤線、泥巖，組成的沖積扇—河流沉積；二十二站組主要由粉砂巖、泥巖、細砂巖，少量中粗粒砂巖、含礫粗砂巖等組成的濱湖—湖相沉積，局部發育河流—三角洲相沉積；漠河組主要由細砂巖、中砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖夾煤線，少量粗砂巖、砂礫巖組成，以河流相沉積為主，局部發育濱湖沉積、沼澤相沉積。

巖石地層學結合鋯石U-Pb年齡及植物化石、孢粉鑒定結果將繡峰組、二十二站組、漠河組三組地層置于中—晚侏羅世。