地球物理学报  2019, Vol. 62 Issue (3): 1106-1128   PDF    
大兴安岭西盆地群域构造与地球物理场综述
王典1,2,3, 李鹏1,2,3, 刘财1,2,3,4, 鹿琪1,2,3,5, 单玄龙3,6,7, 田有1,2,3, 于涵1,2,3, 杨宝俊1     
1. 吉林大学地球探测科学与技术学院, 长春 130026;
2. 吉林大学应用地球物理实验教学中心, 长春 130026;
3. 吉林大学地质资源立体探测虚拟仿真实验教学中心, 长春 130026;
4. 国土资源部应用地球物理重点实验室, 长春 130026;
5. 油页岩地下原位转化与钻采技术国家地方联合工程实验室, 长春 130026;
6. 吉林大学地球科学学院, 长春 130061;
7. 东北亚生物演化与环境教育部重点实验室, 长春 130061
摘要:中国东北地区大兴安岭西侧盆地群包括漠河盆地、根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和二连盆地等,蕴藏着丰富的中、新生代油气资源.为研究该盆地群域古生代、中新生代构造演化,综合建立盆地群域地球动力学模型,补充东北亚构造演化理论,本文综述该盆地群域受控的区域构造与深部构造背景、盆地群构造特征与性质、主要控盆断裂特征、盆地群油气条件比较以及盆地群域已完成并取得重要结果的地球物理工作.归纳已有主要认识和研究结果:(1)对大兴安岭西侧的盆地群起构造控制作用的构造带包括蒙古-鄂霍茨克洋缝合带、西拉木伦河缝合带、黑河-贺根山缝合带、塔原-喜桂图缝合带、西太平洋板块俯冲带,以及额尔古纳-呼伦断裂和得尔布干断裂.(2)二连盆地、海拉尔盆地和漠河盆地的盆地构造轴向与蒙古-鄂霍茨克洋缝合带走向相关;而且三个盆地内的一级构造单元走向(隆起、坳陷和推覆带)也具有这类特点.(3)几个地学断面的综合地球物理研究表明,大兴安岭西侧盆地群岩石圈地幔厚度自北向南变厚,南部盆地基底与华北地台基底表现类似;盆地群基底电性结构因受到软流圈热物质作用可能在继续演化.(4)在盆地沉积地层方面,漠河盆地的下部是侏罗系陆相煤系地层,上部是白垩系火山岩地层;海拉尔盆地由下侏罗统的铜钵庙组、南屯组,上侏罗统的大磨拐河组和下白垩统的伊敏组共同组成扎赉诺尔群,厚约3000 m;二连盆地中生代地层中,中下侏罗统主要为含煤建造,上侏罗统为火山岩建造,下白垩统主要为含油建造和含煤建造,上白垩统为砂砾岩建造.(5)盆地群整体勘探程度较低.基于上述研究结果,需要进一步研究的科学问题包括:由本研究区的地球物理、构造地质、石油地质等多学科的综合研究,解决研究区受控的区域构造应力场所包括的因素及其作用,以及在岩石圈尺度上三维空间的地球物理场表征;深部构造对盆地群域构造的作用;从晚古生代到中新生代研究区构造演化特点及其依据;从北至南约1650 km长的盆地群域构造差异与依据;盆地群(域)油气条件与毗邻的松辽盆地在构造成因上的差异.
关键词: 大兴安岭西侧盆地群      区域构造背景      地球物理场      中新生代油气     
Overview on tectonics and geological fields of basins west of the Da Hinggan Mountains
WANG Dian1,2,3, LI Peng1,2,3, LIU Cai1,2,3,4, LU Qi1,2,3,5, SHAN XuanLong3,6,7, TIAN You1,2,3, YU Han1,2,3, YANG BaoJun1     
1. College of Geo-Exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China;
2. Central Lab of Applied Geophysics, Changchun 130026, China;
3. Virtual Simulation Experiment Teaching Center for Stereoscopic Exploration of Geological Resources, Changchun 130026, China;
4. Key Laboratory of Applied Geophysics, Ministry of Land and Resources, Changchun 130026, China;
5. National-Local Joint Engineering Laboratory of In-situ Conversion, Drilling and Exploitation Technology for Oil Shale, Changchun 130026, China;
6. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China;
7. Key Laboratory for Evolution of Past Life and Environment in Northeast Asia(Jilin University), Ministry of Education, Changchun 130061, China
Abstract: The basin group west of the Da Hinggan Mountains in Northeast China includes Moh, Genhe, Labudalin, Hailaer and Erlian features, which host abundant Meso-Cenozoic oil and gas resources.In this paper, we summarize the regional and deep tectonic background, structure characteristics and properties, characteristics of basin-controlling faults, comparison of oil and gas conditions of the basins, and main geophysical work and results in these basins.The conslucions are as follows:(1) Tectonic controls for the basin group include the Mongolia-Okhotsk suture zone, Xar Moron River suture zone, Heihe-Hegenshan suture zone, Tayuan-Xiguitu suture zone, subduction zone of the West Pacific plate and Deerbugan fault.(2) The structural axes of the Erlian, Hailaer, and Mohe basins are related to the suture zone of Mongolian-okhotsk.Moreover, the trends of the primary tectonic units (uplifts, depressions and nappe belts) of the three basins show the same characteristics.(3) The comprehensive geophysical study of several GGTs shows that the mantle thickness of the basin group west of the Da Hinggan Mountains increases from north to south, and the basement of the south basin is similar to the base of North China. The electrical structure of the basement is probably to continue to evolve due to the magma of the asthenosphere.(4) In the sedimentary strata, the lower part of Mohe basin is the Jurassic continental coal stratum, and the upper part is the Cretaceous volcanic stratum.The Hailaer basin is composed of the Tongbomiao Formation of the Lower Jurassic and the Nantun Formation, Damoguaihe Formation of the upper Jurassic and the lower Cretaceous are composed of Zhalainuoer Group with a thickness of about 3000 m.In the Mesozoic strata of the Erlian basin, the middle and lower Jurassic are mainly coal-bearing formations, and the upper Jurassic is volcanic rock formation. The lower Cretaceous is mainly oil-bearing and coal bearing-formations, and the upper Cretaceous is glutenite formation.(5) The exploration of these basins are insufficient in general.Based on the above summarization, this paper raises some scientific problems that need further study:Understand the factors and their functions involved in the field of regional tectonic stress and characterize the earth's three-dimensional space on a lithosphere scale based on a comprehensive study of geophysics, tectonic geology, and petroleum geology in this area. Describe the effects of deep structure on that of the basin group. The characteristics and evidence of tectonic evolution from late Paleozoic to Mesozoic and Cenozoic.The tectonic difference and evidenc along the north-south 1650 km-long profile through the basin group. Differences in tectonic genesis of oil and gas conditions between the basin group and the neighboring Songliao basin.
Keywords: Basins west of the Da Hinggan Mountains    Tectonic setting    Geophysical fields    Meso-Cenozoic oil and gas    
0 引言

中国东北地带是东北亚构造带的重要组成部分,该地带包括额尔古纳—兴安微板块、松嫩—张广才微板块、佳木斯微板块、兴凯微板块以及完达山地体,它们共同组成了中国黑龙江板块(杨宝俊等,1996张贻侠等,1998孙晓猛等,1999杨宝俊,1999).这些微板块间的缝合带包括黑河—贺根山缝合带、牡丹江断裂缝合带、敦密断裂缝合带以及跃进山缝合带(杨宝俊等,1996张贻侠等,1998).黑龙江板块南以西拉木伦河缝合带为界与华北板块相邻,西-北以蒙古—鄂霍茨克洋缝合带为界与西伯利亚板块相接,其东部受到西太平洋板块中远程作用(杨宝俊等,2003a).中国东北地带的盆山组构包括:大兴安岭、小兴安岭、张广才岭、长白山、松辽盆地、二连盆地、海拉尔盆地、三江盆地、漠河盆地等.其中大兴安岭西侧的盆地群(自北至南为漠河盆地(国界北属于乌舒蒙盆地)、根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地(国界西南为塔木查格盆地)、二连盆地),面积约20万km2(图 1),具有丰富的中、新生代油气资源(吴河勇等,2003a张顺等,2003陈均亮等,2007张帆,2007余本善等,2013漆家福等,2015赵贤正等,2015).几十年来,对该盆地群进行了较多的地质-地球物理研究,包括几个盆地的地层分布(张顺等,2003张帆,2007赵贤正等,2015)、中新生代油气条件、盆地构造(张顺等,2003张帆,2007崔永谦等2011ab余本善等,2013)、盆地群区域构造(黄汲清等,1980Shi and Zhan, 1996陈炳蔚和陈廷愚,2007李锦轶等,2009黄始琪等,2014)、地壳与岩石圈特征(马杏垣,1981卢造勋和夏怀宽,1992张贻侠等,1998滕吉文等, 2008, 于平等,2012)、盆地基底性质(张顺等,2003余本善等,2013漆家福等,2015);几个区域大断裂如大兴安岭断裂带、得尔布干断裂、塔原—喜桂图缝合带的控制作用等(杨宝俊等,2005孙晓猛等,2011许文良等,2013郑涵等,2015).作为盆地群域,受到区域、深部构造的影响,在构造变动、地层变化、生烃环境等各方面发生共同的效应,同时也会因宏观的构造条件作用的不同引起各个盆地的相异表现.至今为止,地学界对大兴安岭西盆地群域(图 1)的统一研究尚不多见;我们计划通过地质-地球物理综合研究,在研究区受控的区域构造应力场和深部构造、盆地群构造特征与性质、古生代地层的油气条件分析等方面取得新成果.为此,本文综述已有的区域构造背景、深部构造条件、盆地群域构造表现、主要控盆断裂特征、盆地群油气地质条件、研究区地球物理工作基本结果,作为项目研究的基础和指导.

图 1 大兴安岭西盆地群域区域构造背景与地球物理探测剖面 Fig. 1 Tectonic setting and geophysical exploration profiles in basins west of the Da Hinggan Mountains
1 区域构造和深部构造背景 1.1 区域构造(图 1)

李锦轶等(Li et al., 1999李锦轶等, 2004, 2009Li,2006)指出亚洲大陆可以划分为南部的印度板块,中部的扬子、塔里木和中朝古陆,北部的西伯利亚古陆,以及位于它们之间的南亚造山区和北亚造山区,在亚洲东部这些不同单元之上,叠加了东亚造山区(赵越等称中朝古陆为华北板块,西伯利亚古陆为西伯利亚板块).陈炳蔚和陈廷愚(2007)提出:位于西伯利亚地台与中朝、塔里木地台之间的广大地区称作横贯亚洲的巨型构造带,认为整个构造带大致表现为西伯利亚地台和中朝、塔里木地台南、北两大陆块的相向运动和相向增生过程.其发育时间大致始于新元古代,主要为古生代,止于中生代.从晚三叠世开始,该构造带进入西太平洋边缘活动阶段.Sengör等学者(Sengör et al., 1993, 1996)提出欧亚古生代地壳增生源于称为宏大的俯冲增生杂岩,以及把华北地台以北的古生代活动大陆边缘地区称作满洲里造山带.

李锦轶等(2009)认为,蒙古—鄂霍茨克构造带主要分布在东经96°~130°,北纬46°~58°之间的俄罗斯和蒙古境内,西起蒙古中部的杭盖山脉,东至鄂霍茨克海的乌达海湾,总体呈北东-南西走向,长约3000 km,宽约300 km,北部为西伯利亚板块及其增生边缘,南部为中朝板块及其以北的造山带与地块镶嵌构造区,东部为太平洋板块.古生代和早中生代时期蒙古鄂霍茨克海位于西伯利亚板块、中朝板块和古太平洋板块之间.蒙古—鄂霍茨克构造带是中亚造山带的重要组成部分,在东亚大陆形成演化的历史上占有极为重要的地位.赵越等(1994)认为该构造带是华北板块和西伯利亚板块之间的最后缝合带.中亚造山带位于西伯利亚板块与塔里木和华北板块之间,主要由华北板块和西伯利亚板块的俯冲增生所形成,是世界上最大的增生型造山带,蒙古—鄂霍茨克构造带是中亚造山带的重要组成部分(Sengör et al., 1993Wickham et al., 1996Jahn et al., 2000a, bKovalenko et al., 2004Xiao et al., 2008, 2009a, b)(李锦轶将华北板块称为中朝板块).莫申国等(2005)认为该带的演化对整个东北亚,远至中国的燕山运动有一定的动力学意义,可能是其侏罗纪早-中期碰撞造山作用的远程效应.另外,对蒙古—鄂霍茨克洋俯冲时间、最终关闭时间存在争议(黄始琪等,2014).许文良等(2013)认为,蒙古—鄂霍茨克构造体系影响的空间范围主要在松辽盆地(可能包括松辽盆地的西部斜坡区)以及华北地块北缘;该构造体系中生代的演化经历了中生代早期(245~180 Ma)的俯冲作用和中生代晚期两次(约170 Ma和约145 Ma)重要的陆壳加厚过程和与之相对应的两次区域性的伸展事件(早白垩世早期:约142 Ma和晚期:约125 Ma)(黄始琪称蒙古—鄂霍茨克构造体系为蒙古—鄂霍茨克构造带).黄始琪等(2014)研究认为,蒙古—鄂霍茨克构造带主要形成于中晚侏罗世—早白垩世东亚多向汇聚动力学背景;反演得到的两期古构造应力场为NW-SE挤压和近E-W挤压,分别对应了中晚侏罗世—白垩世古太平洋板块向西俯冲对中亚地区的远程影响,近E-W向挤压可能反应了早新生代印度—欧亚板块碰撞对中亚地区的远程效应(许文良称蒙古—鄂霍茨克构造带为蒙古—鄂霍茨克构造体系).郑亚东等(1990, 1998)、Davis等(1998)认为内蒙古、黑龙江西部、北部的蒙古—鄂霍茨克构造带从二叠纪始至早白垩世自西向东发生剪刀叉式区域闭合过程;早-中侏罗世蒙古—鄂霍茨克海的关闭,导致了西伯利亚地台和蒙古地块的完全碰撞.碰撞时期延续到中、晚侏罗世,经历了逆冲推覆、褶皱和岩浆活动,形成了“蒙—鄂带”(许文良称蒙古—鄂霍茨克构造带为蒙古—鄂霍茨克构造体系).多数学者认为东部最终关闭时间在早-中侏罗世(Zorin,1999Tomurtogoo et al., 2005Kelty et al., 2008),也有人认为东段的封闭时间更晚应该在晚侏罗—早白垩世(Sengör and Natal′in,1996李锦轶,1998Yakubchuk and Edwards, 1999Kravchinsky et al., 2002Cogné et al., 2005李锦轶等,2013).关于蒙古—鄂霍茨克海闭合方向也存在分歧,部分学者认为中生代蒙古—鄂霍茨克海是向北俯冲的(Van Der Voo et al., 1999Zorin,1999Meng,2003),部分学者认为其存在向南的俯冲带(Badarch et al., 2002),还有学者认为其为南北双向俯冲(Tomurtogoo et al., 2005),或者至少在闭合期间有一段时间是双向俯冲的(张玉涛等,2008).曾维顺等(2014)通过对额尔古纳地块西缘八大关杂岩进行锆石定年和地化分析,提出八大关杂岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲的大地构造背景,为蒙古—鄂霍茨克体系在三叠纪晚期南东向俯冲提供了关键证据.张兴洲等(Li,2006张兴洲等,2008Zhou et al., 2009周建波等, 2009a, b)指出,蒙古—鄂霍茨克构造域的演化对东北亚地区现有的构造样式的形成具有重要的影响(许多学者称为蒙古—鄂霍茨克构造体系、蒙古—鄂霍茨克构造带,见本文).黄建平等(2008)提出印度板块推挤和地幔对流产生的拖曳力是驱动中国及东亚大陆岩石层形变的主要动力源.周建波等(2010)认为黑龙江蓝片岩带的形成是印支期前后古亚洲构造域向环太平洋构造域转换的标志(Wu et al., 2007张兴洲等,2008宋卫卫等,2012许文良等,2013);根据研究资料直到二叠纪末期甚至早三叠世,分割华北与东北的古亚洲洋才最终关闭(Li,2006Wu et al., 2007宋卫卫等,2012).许文良等(2013)认为在东北地区,古亚洲洋的最终闭合时间最晚可能发生在中三叠世,自此以后,该区进入到环太平洋构造系和蒙古—鄂霍茨克构造体系的演化阶段(许多学者称为蒙古—鄂霍茨克构造域、蒙古—鄂霍茨克构造带,见本文).

关于西太平洋构造域.黄汲清等(1980)把古生代以来的中国大地构造划分为三个巨型的构造域;即古亚洲构造域,滨(环)太平洋构造域和特提斯喜马拉雅构造域.中国古生代构造主要受古亚洲构造域的控制,中、新生代构造主要受滨(环)太平洋和特提斯喜马拉雅构造域的控制.李廷栋等(2002)将亚洲大陆滨太平洋构造域的构造演化概括为:先后经历了古生代东亚古陆及其东部古大陆的形成;中生代的挤压改造,晚白垩世至中渐新世的拉张聚敛、中渐新世至早上新世的扩张断陷和晚上新世至全新世的俯冲沉降的大地构造演化过程,形成了复杂的构造格局.其构造断裂总体为NE向,大陆边缘属裂陷盆地和构造隆起带的相间排列,以及一系列NWW-SEE向(主体)和NE-SW向走滑、斜滑断层的剪切错移.任纪舜等(1990)认为中国东部在二叠纪—侏罗纪为特提斯体系与古太平洋体系之联合,至白垩纪,特别是其中、晚期和第三纪以来属近太平洋体系.在燕山期,中国大陆东部受到西太平洋古陆与亚洲大陆碰撞造山的强烈影响.王五力和郭胜哲(2012)认为古太平洋及其构造域形成于晚古生代,印支期后,成为滨太平洋构造域.在晚三叠世—侏罗纪时期与古亚洲洋域并存,形成两个构造域的板内造山带、局部盆山构造和东北高原.早白垩世形成以滨太平洋构造域为主体的北北东向盆山体系.关于太平洋板块向西俯冲的期次、方向有不同的认识(Uyeda and Miyashiro, 1974Hilde et al., 1977Ben-Avraham,1978Maruyama and Seno, 1986Engebreitson et al., 1987万天丰,1993徐嘉炜等,1993杨宝俊等,2003a),区别之一是伊泽奈崎(Izanagi)板块向北北西方向运动的时间和速率.

我们认为,研究区的区域构造部分还有西拉木伦河缝合带和古亚洲洋闭合问题.古亚洲洋(Paleoasian Ocean)是指古生代存在于西伯利亚板块与中朝、塔里木板块之间的一个浩瀚的古大洋,在地球演化史上具有十分重要的地位.古亚洲洋最终消减闭合形成中亚造山带.古亚洲构造域(Palao Asian tectonic domain)是指在古亚洲洋动力体系作用下形成的构造域.它是一个古生代构造域,控制中国北方古生代的大地构造演化和矿产分布规律.Shi(Shi and Zhan, 1996; Shi,2006)认为以额尔古纳、兴安、松嫩等地块(张贻侠等(1998)学者称为额尔古纳—兴安微板块,松嫩—张广才岭微板块)为代表的古亚洲构造域内各地体之间先拼合完成,并导致古亚洲洋沿西拉木伦河—长春—延吉一线在二叠纪末期最终消失;韩杰等(2011)认为西拉木伦河断裂拼合时代应晚于晚二叠世,可能为早三叠世(张梅生、王玉净等学者称为西拉木伦河缝合带)(王玉净和樊志勇,1997杨宝俊,1999杨宝俊等,2003a);周建波等(2012)认为华北板块与西伯利亚克拉通之间的缝合带为索伦—西拉木伦河—长春断裂,其闭合时间为230Ma左右(李锦轶等(2009)学者称为中朝板块,西伯利亚板块);李世超(2012)认为古亚洲洋的闭合是以西拉木伦河—长春—延吉一线为主体碰撞带,西拉木伦河—长春—延吉一线的古亚洲洋闭合时间为三叠纪早期;李春昱和王荃(1983)王玉净和樊志勇(1997)王友等(1999)Wu等(2011)认为西拉木伦河断裂带为与华北板块最终的缝合带,并提出拼合时间约为古生代末期的认识(张贻侠等(1998)王璞珺等(2015)学者称为西拉木伦河缝合带).Li(2006)Zhou等(2009)周建波等(2010, 2012)同样认为晚二叠—早三叠世为古亚洲洋的闭合时间,并导致古亚洲洋沿西拉木伦河—长春—延吉一线在二叠纪末期最终消失.葛肖虹等(2009)提出乌拉尔东缘—尼古拉耶夫谢—星星峡—索伦—西拉木伦河—延吉缝合线标志着消亡的古亚洲洋,早二叠世末古亚洲洋西部封闭(本文着重研究的是葛肖虹提出的缝合带的东段).Zonenshain等(1985)曹生儒(1993)赵春荆等(1996)王玉净和樊志勇(1997)基于古生物及其他方面的研究则认为最后缝合的地点应位于华北地台北缘的西拉木伦河—长春—延吉一线,时代可能为二叠纪(有的学者称华北地台为华北板块或中朝板块,如杨宝俊等,1996杨宝俊,1999李锦轶等,2009).此外,对该缝合带和古亚洲洋尚有不同的认识.王璞珺等(2015)认为西拉木伦河缝合带属于蒙古—华北板块内部的晚二叠世板内对接带.彭向东等(1999)认为该缝合带于二叠纪末的碰撞是晚古生代发育的裂陷槽闭合的陆-陆碰撞.白登海等(1993)指出,西拉木伦河断裂是由于后期的构造活动在增生体内产生的逆冲断裂层.邵济安等(邵济安和唐克东1995邵济安等,2014)通过早二叠世沉积岩相、古地理、生物组合、陆源碎屑以及烃源岩的研究,认为中亚陆块和华北克拉通之间晚古生代存在的是陆壳基底之上发育的陆表海和裂陷槽,而不是大开大合的大洋.同时指出,生物混生现象暗示早二叠世之前板块已经拼合,不存在深海洋盆.叶茂等(1994)吴福元等(1999)Wu等(2007)认为古亚洲洋最后闭合的地点与时间是一个长期争论的问题.上述表明研究区南部的区域构造背景尚需进一步综合研究.

1.2 深部构造背景

地质过程最终是地球热演化的结果.板块构造理论和地幔柱假说相互补充,可以解释多数的地球内部过程和地质现象.形成于洋中脊的大洋板块俯冲消减进入地幔,形成大规模的地幔对流;而源于地球核幔边界代表板内岩浆活动的热物质上涌,则形成了地幔柱(牛耀龄,2005).Kumazawa和Maruyama(1994)指出板块构造控制地幔柱构造,地幔柱构造影响板块构造.Maruyama(1994)指出这种地幔柱构造涉及整个地球动力学的问题,由大规模的流动控制整个地幔尺度对流为柱构造,在地球动力学中发挥主要作用.地幔柱构造很可能是导致大陆裂解、板块运动全球环境变化和大规模成矿等的深部控制因素.随着地幔热状态的改变,地幔对流以及与之相联系的浅部构造运动与构造格局也相应发生变化(傅容珊等,1992肖龙等,2004).

同“地幔柱假说”不断被证明和否定一样(McKenzie and Parker, 1967Morgan,1971Hill et al., 1992Davies,1995;Hilst et al., 1997;Anderson,2004Davies,2005Foulger,2005牛耀龄,2005),中国东北地区构造特征与地幔柱活动之间的关系也成为大家讨论的焦点.李凯明等(2003)分析了中国东北部新生代玄武岩活动特征以及重力异常特征等,认为东北地区新生代火成岩不具备热点、地幔柱活动的典型特征,新生代火山活动与地幔柱活动可能没有直接关系.更多的学者(邓晋福等,1992Zorin et al., 2003, 2006肖龙等,2004真允庆等,2012)根据地球物理学证据、构造特征和演化、同位素组成等给出了东北地区亚幔柱构造特征.由新生代玄武岩分布圈出的中国北方及其邻区大陆下的地幔热柱与亚热柱分布图(邓晋福等,1996)指出:晚第三纪—第四纪时期,地幔热柱由4个亚热柱构成,在地表对应的4个火山岩区是,长白山、张家口—阿巴嘎旗、大兴安岭和五大连池火山岩区.地幔热柱在平面上呈椭圆形,其长、短直径分别约为1800 km和1350 km,亚热柱的直径为450~525 km,平均500 km.肖龙等(2004)根据区域地质资料、盆地沉积记录、火山岩岩石探针和大地构造演化历史,认为松辽地区的地幔柱形成于晚侏罗世—晚白垩世,经历了软流圈地幔上涌、地壳抬升与伸展、火山活动,导致了松辽盆地的形成,并继续向渤海湾盆地移动.

Zhao等(2011)以及田有等(2011)认为东北地区构造演化与东北亚地区大地幔楔内软流圈上涌、西太平洋板块在地慢转换带中的滞留密切相关;提出东北地区构造演化(如岩浆活动、岩石圈演化、深震与火山活动等)与东北亚地区大地幔楔内软流圈上涌与西太平洋板块在地幔转换带中的滞留密切相关,东北地区的岩浆活动在矿产与油气资源的形成过程中起着提供物源和深层控制作用;赵大鹏等(2004)认为长白山火山并非如夏威夷那样的板内热点火山,而是与太平洋板块的深俯冲及其在东亚地幔转换带中的滞留、脱水等过程密切相关的一种弧后板内火山.

东北地幔热柱的形成和演化不仅促成了东北地区盆岭构造格局的形成,而且沟通了深部成矿成藏物质迁移渠道,通过地幔热柱—亚热柱—幔枝构造向上迁移,进入浅部不同构造环境扩容带集聚有利于形成油气藏或固体矿.

2 研究区地球物理工作

研究区包含丰富的地球物理资料(图 1),包括1:250万、1:100万区域重力和航磁资料,1:20万高精度重力资料;有地学断面5条(其中GGT 3条,GGT,即Global Geoscience Transects),为不同科学目的实施的综合地球物理剖面长近2000 km;以及在盆地内实施的不同精度的地震勘探资料.研究区的已有地球物理研究结果包括:

(1) 地学断面研究.满洲里—绥芬河地学断面(GGT)(杨宝俊等, 1996, 2001张贻侠等,1998)的综合地球物理资料研究表明海拉尔盆地的电性特征显示为低阻,壳内高导层连续分布,由西向东逐渐抬升,埋深由西端的32 km往东变浅为25 km;地幔高导层呈上隆状,在海拉尔附近埋深仅66 km,热流较高为59.0 mW·m-2,表明该区盆地形成与演化与深部岩浆上涌息息相关.内蒙古东乌珠穆沁旗—辽宁东沟地学断面(GGT)的研究结果表明锡林浩特地区处于大兴安岭褶皱带与贺根山华力西碰撞型褶皱带之间,该地区地壳厚度约38 km,地块边界活动如俯冲、推覆、碰撞、增生等特征明显,基底之上的晚古生代陆相沉积厚度大,使上部地壳厚度达到18 km(卢造勋和夏怀宽, 1992, 1993).江苏响水至内蒙古满都拉地学断面(GGT)北部接近大兴安岭西盆地群的西边界,研究指出:阴山块体位于中朝地台北缘,属于克拉通块体一部分,并遭受到后期的强烈改造;而北部的内蒙古褶皱系中,早晚古生代两个增生带与中朝块体之间(这里的中朝地台、中朝块体,有的学者称为中朝板块,见本文),体现了板块俯冲、地体拼贴关系,并且在上地壳和中地壳有低速异常显示(马杏垣,1981马杏垣等,1983马杏垣等,1991).延川—满都拉地震宽角反射和折射剖面显示阴山北部白云鄂博至满都拉属于凹陷地带,该区沉积建造厚约4 km左右,两个小凹陷间有一个相对高速的局部隆起,可能具有一定的油气成藏与储集环境,该凹陷带地壳波速明显低于其南侧阴山造山带的地壳波速(滕吉文等, 2008, 2010).俄罗斯贝加尔湖—日本仙台断面研究表明大兴安岭褶皱带以东的松辽盆地受到西伯利亚板块南向运动的挤压作用,包括鄂霍茨克洋的南向挤压;西太平洋板块俯冲引起的上部地壳推覆拉张作用,以及大洋板块俯冲形成的地幔热柱,热物质上涌形成的地热不平衡作用;而大兴安岭以西地带受鄂霍茨克洋的俯冲挤压与软流圈热物质上涌引起的地热不平衡的共同作用.相比之下,松辽盆地受到西向俯冲的太平洋板块作用更大,而大兴安岭以西地区主要受鄂霍茨克洋闭合有关构造运动控制(杨宝俊等, 2003b, 2005于平等,2012).内蒙新巴尔虎左旗—黑龙江齐齐哈尔深地震测深剖面(位置见图 1)长630 km,跨越海拉尔盆地(李英康等,2014).确定了沿剖面的二维纵波地壳速度结构,海拉尔盆地的地壳厚度为39.0~41.0 km,大兴安岭造山带西侧莫霍面深度为38.5~43.5 km.东侧的莫霍面深度为34.5~36.4 km.松辽盆地的莫霍面深度为32.4~36.2 km(图 2).

图 2 大兴安岭造山带及两侧盆地的地壳二维速度结构(李英康等,2014) Fig. 2 Two-dimensional velocity structure of the crust along the Da Hinggan Mountains orogenic belt and basins on both sides(Li Y K et al., 2014)

(2) 天然地震层析成像.地震层析成像研究表明西向俯冲的太平洋高速板块前端已到达大兴安岭造山带一线(Zhao,2004Huang and Zhao, 2006Li et al., 2009, 2013),对大兴安岭重力梯级带以东地区的构造演化起到重要作用(Zhao,2004Huang et al., 2006Zhao et al., 2009田有等,2011Zhao and Tian, 2013).全球层析成像研究表明,大兴安岭构造带受古俯冲板块与蒙古—鄂霍茨克板块俯冲共同作用(Zhao et al., 1992, 2011Van Der Voo et al., 1999Chang et al., 2009陈棋福等,2012Li et al., 2013李圣强等,2013).海拉尔盆地地壳厚度在33~35 km左右,分布于上地幔上隆区域(张建利等,2012),与太平洋板块和欧亚板块的运动密切相关并且受着深部地幔物质运移的制约(滕吉文等,1983Ai et al., 2003Huang et al., 2011Ye et al., 2011Zhan et al., 2012).由P波接收函数资料得到中朝克拉通典型转换带厚度约260 km,以及未发现太平洋板块滞留体;由S波接收函数资料得到东北地区中部岩石圈厚度薄,其东、西两侧在晚中生代期间未受到强引张作用(潘佳铁等,2014Zhang et al., 2014, 2016).Liu等(2017)用P波成像的高分辨率模型和海底演化年代研究了东亚下部太平洋板块俯冲过程的年代变化.并认为华北克拉通于早白垩(约140~110 Ma)的破坏是源于Izanagi板块的俯冲(杨宝俊等(2003a)学者称华北克拉通为华北板块).

(3) 深反射地震.中国地质科学院的学者们(Hou et al., 2015)在东北穿过大兴安岭完成了一条长约400 km(平均约72次覆盖、双程走时30 s)的深反射地震剖面(图 3,剖面位置见图 1).由处理解释的偏移剖面可知,除了得到剖面上地壳精细结构外,提出了下部地壳的韧性剪切和流变性,以及Moho转换带和上地幔对形成上述反射特征的主要作用.

图 3 查干努尔—齐齐哈尔深反射地震剖面解释结果(Hou et al., 2015) Fig. 3 Interpretations of Chagannuoer-Qiqihar deep reflection seismic profile(Hou et al., 2015)

(4) 大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)研究.大地电磁测深研究表明位于大兴安岭西北部的中新生代盆地群(海拉尔、拉布达林、根河、漠河)的构造受到大兴安岭断裂(Ichiki et al., 2001刘国兴等,2006刘财等,2009)、得尔布干断裂的控制(张兴洲等,2006刘财等,2011a),西北方向的蒙古—鄂霍茨克缝合带(许文良等(2013)学者称为蒙古—鄂霍茨克洋缝合带)、南部西拉木伦河—延吉缝合带(杨宝俊等(2013a)学者称为西拉木伦河缝合带)甚至更远的西太平洋板块运动、印度板块运动以及黑龙江中西部微板块间拼合等区域构造应力场叠加作用在该盆地群基底产生了复杂的深部构造特征(Gallardo and Meju, 2003Hu et al., 2009),而且盆地群基底电性结构因受到软流圈热物质作用可能在继续演化(Li and Oldenburg, 2003Commer and Newman, 2009Zhdanov,2009刘财等,2011b).横跨大兴安岭与海拉尔盆地和松辽盆地结合地带的大地电磁测深剖面揭示了盆山构造的深部电性结构(梁宏达等,2016).由该剖面资料划分出三个典型构造单元:海拉尔盆地、大兴安岭和松辽盆地.海拉尔盆地东缘岩石圈厚度约为110 km,大兴安岭岩石圈厚度约为110~150 km.刘志龙等(2015)研究认为,海拉尔盆地中-上地壳电性结构纵向上具有典型的分层特性,总体可分为四层,即低阻层—高阻层—低阻层—高阻层,而横向上又具有分块特点.

(5) 重磁场.综合利用重磁资料、大地电磁测深反演和海拉尔盆地地震剖面解释(Gunn,1975Blakely,1996Choi et al., 2006孙晓猛等,2011Zhang et al., 2012),识别出得尔布干断裂具有向南东倾斜,切割深度至下地壳的特征.

3 盆地构造特征 3.1 盆地主要构造

对漠河盆地、海拉尔盆地、二连盆地的一级构造单元主要按盆地内隆起和坳陷划分(图 4).

图 4 研究区三个主要盆地位置与盆地一级构造单元 Fig. 4 Positions of three main basins and first-order tectonic units in the study area

(1) 漠河盆地(Zorin et al., 1995Ren et al., 1997和政军等,2003吴河勇等,2003a张顺等,2003吴根耀等,2006).西部的小规模坳陷,向东是大型推覆带,再向东是大规模坳陷夹着一个小范围隆起.其中坳陷带和隆起形态基本呈NE向展布,中部的推覆带所包括的逆冲断裂,按张顺等(2003)的观点基本呈NE向,按吴根耀等(2006)的观点基本呈EW向.推覆带内的逆冲断层断面倾向北或西北;张顺等(2003)提供的逆冲断裂基本存在在盆地中部推覆带内,而吴根耀等(2006)提供的逆冲断裂几乎遍布全盆地.张顺等(2003)认为,大型推覆带的特点是越接近黑龙江岩石变质变形越强烈,根据岩石变质变形特征划分出韧性剪切带、脆-韧性剪切带、脆性剪切带,进一步划分出根部带、中部带、前锋带和前陆带;因该带整体缺少额木尔河组后期的火山岩地层,认为推覆时间发生在晚侏罗早期.该推覆带以东相邻的阿木尔坳陷总体走向为NE向,阿木尔坳陷普通发育了晚侏罗世至白垩纪火山岩,表明该坳陷是在晚侏罗世盆地遭受挤压并在西部形成逆冲推覆构造之后伸展拉张环境下形成的火山盆地.

(2) 海拉尔盆地(张吉光,1992张晓东等,1994冯志强等,2004张岳桥等,2004陈均亮等,2007张帆,2007葛肖虹等,2009余本善等,2013).该盆地由“三坳二隆”组构,自西向东为扎赉诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷.这些盆地次级构造单元基本呈NE向.盆地内断裂划分为三组:东西向主要有三条大断裂,分别位于盆地北、中、南部,垂直断距1300~2400 m,延伸长度超过150 km;北东或北北东向断裂主要分布于盆地西部和南部,延伸长度140~220 km,垂直断距2000~4000 m,北西向断裂为张扭性正断层,延伸长度70 km,断距200~400 m.以上三组断裂中,北北东向发育最早,属壳断裂,东西向和北东向次之,北西向发育最晚,将北东向断裂错断成锯齿状.断裂活动西强东弱,北部早期强,晚期弱,南部早期弱,晚期强.盆地内的断陷由基底断裂控制.受北东、北北东向断裂控制,坳陷轴向一般为北东、北北东,呈雁行式展布.三叠纪时期,以挤压隆升为主,地幔上拱,地壳减薄,缺失三叠纪沉积;晚侏罗纪盆地大面积火山岩系由玄武岩—安山岩—粗安岩—流纹岩组合.值得注意的是,由张帆(2007)总结的盆地受到了多期次的挤压作用,如大磨拐河组沉积之前开始至伊敏组沉积之前,盆地受到北西—南东向挤压;伊敏组沉积末期至青元岗组沉积前期受到北西西—南东东向挤压;青元岗组及以上地层受到北—南东向挤压作用.海拉尔盆地于中生代不同时期受到的挤压作用和东北亚区域应力场有关.

(3) 二连盆地.对二连盆地的一级构造单元有共同的认识(De Graciansky et al., 1984王荃,1986于英太,1990王瑜,1996邵济安等,1997张德润和徐昆,1997葛肖虹等,2006张兴洲等,2006Windley et al., 2007Tong et al., 2010崔永谦等2011ab漆家福等,2015赵贤正等,2015).该盆地由环绕一个隆起带的五个坳陷组成,即马尼特坳陷、乌兰察布坳陷、乌尼特坳陷、腾格尔坳陷、川井坳陷和中部的苏尼特隆起.这些构造单元基本成呈北东向,受一级构造单元制约,各坳陷内的凹陷和凸起也基本以北东向为主.盆地受控区域性断裂包括北东向穿过盆地的黑河—贺根山—二连缝合带、穿过盆地南部近东西向的西拉木伦河缝合带、与盆地西边界近于同方向相距约200~400 km的蒙古—鄂霍茨克洋拼合带的南东部部分,另外还有与西拉木伦河缝合带近似平行的穿过盆地中部、北部的控制断裂.即控制断裂可以分为北东向与东西向两组(费宝生,1985邵济安和唐克东,1995任建业等,1998a肖安成等,2001).张德林(1994)马新华和肖安成(2000)肖安成等(2001)都认为二连盆地在盆地演化中存在两期构造反转的逆断层运动,即晚侏罗世末期的区域性构造反转期,以及早白垩世晚期的逆断层活动.第一期的强度、规模比第二期大.在盆地西北部、中南部的地震剖面发现了上述的第一期推覆构造(肖安成等,2001),断层面倾向NE和NW.第二期构造反转断层面倾向NW.在盆地的乌里雅斯太凹陷、巴音都兰凹陷等下白垩统构造中均可发现早白垩世晚期的构造反转.对于上述构造反转,肖安成等(2001)认为两期运动可能分别与蒙古—鄂霍茨克洋闭合以及太平洋构造域有关.

比较大兴安岭西自北向南的漠河盆地、海拉尔盆地和二连盆地,可以看出:①它们都处在相近的蒙古—鄂霍茨克洋闭合带一侧,受到该闭合带的作用应该是相近的;②漠河盆地近东西向,另外两盆地近似北东向;三个盆地内的一级构造单元构造走向基本呈北东向;漠河盆地的中部大型推覆带不属于隆起、坳陷性质单元;③三个盆地在演化中都存在挤压,扩张应力作用;它们演化的受控区域应力场可能是复合的.

(4) 根河盆地(江为为等,2006刘财等, 2009, 2011a).该盆地是中晚侏罗世在蒙古—鄂霍茨克洋关闭及那丹哈达岭地体拼贴作用的影响下,形成的前陆盆地,并在早白垩世形成的北东向弧内断陷盆地.根河盆地又称为三河复向斜构造,可细分为得耳布尔断陷、根河—伊图里河隆起以及库布春坳陷等3个次一级构造(内蒙古自治区区域地质志,1991).江为为等(2006)研究表明,盆地的基底埋深在0.2~5.8 km.拉布达林盆地(高玉巧等,2007曲希玉等,2007刘志宏等,2008刘财等, 2009, 2011a高少峰等,2013)为内蒙—大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中生代断陷盆地,主要发育下白垩统和第四系.主要发育NE向、NW向和NEE向3组断层构造.其中NE向断层由多条犁式正断层构成.它们规模相差不大,具有相同的演化历史和相似的几何学、运动学特征,为研究区最主要的控盆构造,它们可能共同构成了得尔布干断裂带.盆地受NE向断裂控制,呈现西深东浅、北浅南深的断陷特征.

3.2 控盆断裂

对大兴安岭西侧的盆地群起控制作用的区域断裂除了前述的蒙古—鄂霍茨克洋缝合带、西拉木伦河缝合带、黑河—贺根山缝合带外,还有塔原—喜桂图缝合带、额尔古纳—呼伦断裂和得尔布干断裂.上述断裂位置参见图 1.塔原—喜桂图缝合带拼合了西北额尔古纳地块和东南的兴安地块(任纪舜等,1990程裕淇,1994Wu et al., 2011许文良等,2013),张贻侠、杨宝俊等学者称为额尔古纳—兴安微板块(杨宝俊等,1996张贻侠等,1998杨宝俊,1999).额尔古纳—呼伦断裂由北部的额尔古纳断裂和南部的呼伦断裂连接所组构(任建业等,1998b郑涵等,2015).该断裂从北部的漠河盆地西端开始,穿过拉布达林盆地、海拉尔盆地、二连盆地,进入华北北缘增生带.它对研究区盆地群中、新生代地层、构造、生烃诸方面有一定的控制作用.这里着重综述得尔布干断裂的特征和作用(李锦轶等,2004郑常青等,2009).

得尔布干断裂呈北东方向延伸,在我国境内长达900 km,该断裂构成了根河盆地、拉布达林盆地的西缘边界断裂,向南进入海拉尔盆地.得尔布干断裂不但制约上述盆地的构造和沉积发育,而且还控制了断裂带及其以西地区晚中生代一些固体矿产带的形成和分布(杨宝俊等,1996张贻侠等,1998王鸿祯等,2006刘财等,2009郑常青等,2009孙晓猛等,2011).由在得尔布干断裂附近完成的地球物理工作和野外地质剖面室内测试解释可知(孙晓猛等,2011),沿断裂两侧波速等值线不连续且变化剧烈,西侧地质体具有较高的密度、磁性和电阻率特征,主要反映了由花岗岩和变质岩所组成的隆升的额尔古纳地块基底,东侧地质体的密度、磁性和电阻率都相对较低,主要反映了晚中生代火山沉积断陷盆地的物性特征.在海拉尔市嵯岗镇东部和海拉尔市西北部伊和乌拉附近,都发现了得尔布干断裂通过地区的伸展变形带分布.嵯岗镇东部的大型伸展变形带主要呈NE向展布,主要由构造片麻岩组构,总体显示向东伸展滑移特征.伊和乌拉附近的得尔布干断裂带内发育的前白垩世岩石均遭受明显的韧脆性变形变质作用,呈现倾向SE正滑移伸展运动特征.用花岗闪长质片麻岩中黑云母40Ar/39Ar坪年龄是130.9±1.4 Ma,强韧性变形的花岗岩—白云岩石英片岩中白云母40Ar/39Ar坪年龄是115.6±1.6 Ma(郑常青等,2009孙晓猛等,2011),上述云母具有构造变形特征,记录了大致相同的变形时代,这些年龄应该是得尔布干断裂带早白垩世伸展构造环境下变形年龄记录.关于得尔布干断裂的构造属性尚有观点认为该断裂属于前中生代不同地块之间、不同时期造山带之间、地块与造山带之间以及造山带中不同构造单元之间的分界断裂或地块拼接带(杨宝俊等,1996张贻侠等,1998王鸿祯等,2006郑常青等,2009).孙晓猛等(2011)指出,地块间、不同时期造山带间的拼接带具有一组地质、地球物理特征,包括两侧波速差异大,Moho界面被断开,俯冲的地震反射图像,代表古缝合带残块的高速楔形体楔入上地幔、两侧电性结构明显不同、常有切入岩石圈下部的电性分界面;以及沿断裂存在蛇绿岩、洋盆硅质岩、混杂岩、蓝片岩和岛弧火山岩.上述特征在得尔布干断裂都未发现,表明地球物理和地质特征都不支持得尔布干断裂是拼接带的观点.

需要指出的是,与得尔布干断裂相邻的额尔古纳断裂(郑涵等又称为额尔古纳—呼伦断裂),其构造属性属于早白垩世北东向延伸向西北两侧倾斜的大型低角度伸展形韧性剪切带.该断裂与得尔布干断裂几乎是同地质时代、相近的构造环境下形成的.不同的是,得尔布干断裂具有倾向SE正滑移伸展运动特征,而额尔古纳断裂具有上盘向NW倾向滑动特征.断层面倾向是相反的,有可能具有复杂的区域应力场、局部应力场条件所致.

上述盆地构造与控盆断裂所受到的区域构造应力作用,包括作用强弱变化和地质时代关系是需要进一步研究的一个科学问题.

4 大兴安岭西侧盆地群地层与油气条件比较

本文以漠河盆地、海拉尔盆地、二连盆地为主综述盆地地层.漠河盆地地层基底为古生代变质岩;海拉尔盆地基底有不同认识;二连盆地基底也有不同认识.不同认识集中在古生代时期,是否有未变质岩层.

(1) 漠河盆地.按照张顺等(2003)改编黑龙江省地质矿产局资料(黑龙江省地质矿产局,1988),认为基底为前三叠纪结晶变质岩和前寒武纪花岗岩.中生界地层包括侏罗系的中统绣峰组(836~2806 m厚)、上统的自下而上的二十二站组(799~4400 m厚)、额木尔河组(1945~3979 m厚)、开库康组(0~2734 m厚)、塔木兰沟组(0~1161 m厚);白垩系的下统上库力组(下段113~729 m厚,上段400~1656 m)、上统伊列克得组(下段0~839 m厚,上段0~596 m).新生界地层包括第三系金山组(0~89 m)、第四系(0~45 m).经过地层岩性分析,作者认为漠河盆地盖层的下部是侏罗系陆相煤系地层,上部是白垩系火山岩地层,岩性上具有典型的二元结构特点.

(2) 海拉尔尔盆地.对该盆地地层的认识不够统一.张帆(2007)把大磨拐河组及以下至兴安岭群划入了白垩系,之下即为基底.张晓东等(1994)的划分更为细致.变质基底最上部为志留系变质砂岩.泥盆系为约400 m厚的生物礁灰岩、硅质岩类陆源碎屑岩.中生界的三叠系布达特群厚约大于300 m的杂色砂砾岩,蚀变砂泥岩和蚀变英安岩.下侏罗统自下至上为兴安岭群、铜钵庙组和南屯组,厚约2000 m;上侏罗统的大磨拐河组厚约900 m;下白垩统的伊敏组分为三段,厚约1000 m;伊敏组、大磨拐河组、南屯组和铜钵庙组共同组成扎赉诺尔群.上白垩统为青元岗组,它与其上部新生界地层共同组成贝尔湖群.

(3) 二连盆地.赵贤正等(2015)为论述二连盆地烃源岩特征,着重表述了中生代地层,未述及基底性质.费宝生(1985)在论述二连盆地的构造演化特征时,所表述的盆地地层古生代部分较完整,中生界较简单.还是按变质岩确定基底,认为二叠基地层为基底顶部.在基底的下石炭统、上石炭统、下二叠统分别具有灰岩、泥灰岩岩性,厚度约几百米.赵贤正等人绘制的中生代地层综合柱状图表明,中下侏罗统的阿拉坦合力群主要为含煤建造,上侏罗统的兴安岭群为火山岩建造;下白垩统包括自下而上的阿尔善组、腾格尔组和赛汉塔拉组,主要为含油建造和含煤建造,上白垩统的二连组为砂砾岩建造.

(4) 关于研究区晚古生代地层.对于大兴安岭两侧的古生代地层研究颇多(王成文等,2008a刘永江等, 2010, 2011任收麦等,2011张永生等,2011),如王成文等人提出中国东北及邻区晚古生代海相地层主体属于佳一蒙地块的大陆边缘沉积,同时将佳一蒙地块形成的时代下限确定为晚志留世(Badarch et al., 2002Wang et al., 2009王成文等,2009a).其中佳—蒙地块指由蒙古—鄂霍茨克洋缝合带、西拉木伦河—延吉缝合带、中锡霍特俯冲带所围限的东北及邻区晚古生代稳定地块.并着重指出中二叠世佳—蒙地块的北缘、东缘、南缘均出现了大量的深水乃至深海洋盆沉积物的堆积(王成文等, 2008b, 2009b).张兴洲等(2008)周建波等(2009a)等分别在不同期刊论述了中国东北地区的构造格局,认为东北地区不是海西期褶皱变质带(或造山带),而是早石炭世以来拼合成统一的复合地块,称为“佳木斯—兴蒙地块”.并指出(张兴洲等,2008周建波等,2009a)东北地区具有区域性分布特征的上古生界主要有两套,一套为海相沉积的泥盆系—下石炭统,另一套为海相沉积的中二叠统.上述两套沉积的共同分布是在赤峰—长春一带,D-C1地层分布呈弓形带,即西自二连浩特向东经过乌兰浩特南,东至哈尔滨—牡丹江南;外围是海陆交互相沉积.P1-2地层比D-C1地层分布范围扩大,主要海水加深,海相带自长春北延至齐齐哈尔—北安一带,浅海相分布除包括D-C1地层的海陆交互相外,向西北与东北两个方向都扩大了一倍左右的范围.即P1-2地层分布范围呈以华北北缘为南界的斜三角带,顶点约在孙吴附近,张兴洲等(2008)周建波等(2009a)认为,佳木斯—兴蒙地块在晚石炭世已整体隆升为陆,其南部为面向古亚洲洋的大陆边缘;到二叠纪,早期陆相沉积盆地进一步沉降,形成一个规模巨大,南与古亚洲洋相连接的海相沉积盆地.

(5) 关于研究区盆地油气条件比较.盆地群整体勘探程度较低,研究薄弱,其盆地构造演化及性质、地层层序、岩相古地理特征研究不够系统,造成其中生界断陷油气资源整体潜力评价依据不足,盆地群与邻域的古生界油气资源远景不清.目前在海拉尔盆地的中生界、二连盆地中生界和古生界进行了油气开发.总体认为油气远景较好,烃源岩广泛发育和有油气显示,具备生油条件,火山、断陷作用发育,形成良好的储盖条件;后期改造作用较弱,保存条件良好.西部盆地群的五个盆地特征见表 1(费宝生,1985于英太,1988内蒙古自治区地质矿产局,1991和政军等,2003吴河勇等,2003b张顺等,2003刘志宏等,2006吴根耀等,2006高玉巧等,2007曲希玉等,2007Wang et al., 2007侯伟等,2010刘志宏等,2011高少峰等,2013).

表 1 西部盆地群五个盆地油气地质概况对比 Table 1 Comparison of oil and gas geology of five basins in the west

研究区盆地群的中新生代地层和油气是需要进一步综合研究的问题.特别是晚古生代浅海相地层的大致分布与烃源岩油气性能,更是需要利用地球物理资料和石油地质认识研究的问题.

5 讨论与结论

大兴安岭西侧盆地群构造演化受控于蒙古—鄂霍茨克洋闭合产生的南东向挤压作用;二连盆地、海拉尔盆地、漠河盆地的主构造轴向即明显地与蒙古—鄂霍茨克洋缝合带作用有关.但是研究区盆地群的构造演化是否与西拉木伦河缝合带、西太平洋构造体制的作用有关,还是不明确的问题.研究区的区内控制断裂如得尔布干断裂,穿过几个盆地,它对相关盆地的构造、地层、烃源岩分布所起的作用尚需进一步研究.岩石圈底界的软流层是与盆地形成、演化没有直接关系的构造单元(Anderson, 1982, 1998Lowman et al., 1993杨宝俊等,2006);大兴安岭西侧的广大范围,岩石圈—软流层边界的特征需要进一步研究.另外从西伯利亚地台的贝加尔湖向东经过大兴安岭、松辽平原,跨过日本海,直至日本岛东缘的约4000 km地学断面提供了自西向东壳幔结构的差异等认识(杨宝俊等,1996于平等,2012).本研究区的盆地群位于额尔古纳—兴安微板块上(许文良等(2013)学者称为额尔古纳—兴安地块),他们相应的壳幔结构特点与西伯利亚板块和黑龙江板块的异同亦需研究.许多专家学者提供了东北地区古生代地层方面的认识,但是就本研究区而言差异较大.那么在本研究区具有良好油气远景的晚古生代地层有什么程度的分布?需要哪些地质-地球物理方面的依据?由本研究区的构造演化、受控应力场影响等地质-地球物理研究,将可能为东北亚、东亚区域构造演化、新地球动力学模型提供哪些新认识?

总之,由本研究区的地球物理、构造地质、石油地质等多学科的综合研究,解决研究区受控的区域构造应力场所包括的因素及其他们的作用,以及在岩石圈尺度上三维空间的地球物理场表征;深部构造对盆地群域构造的作用;从晚古生代到中新生代研究区构造演化特点及其依据;从北至南约1650 km长的盆地群域构造差异与依据;盆地群(域)油气条件与毗邻的松辽盆地在构造成因上的差异.

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