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1、 第 1 页 共 19 页裂陷盆地地质特征和油气成藏规律裂陷盆地地质特征和油气成藏规律以松辽盆地为例以松辽盆地为例1 1、松辽盆地的区域构造背景松辽盆地的区域构造背景松辽盆地位于滨西太平洋区北段山带(陈发景等，1 996)，长750kin，宽330-370km。分布在E11 9。4071 28。24 7，N42。25一49。23的范围内，是我国东北地区一个大型的中、新生代陆相含油气盆地，总面积约26万km2。该盆地具菱形外貌，其长轴呈NNE向展布，发育在前中牛代近东西向的占亚洲构造域基础之上，四周均为大型断裂带所围限。笳地基底属天l【J一兴安海西褶皱带的一部分，由前侏罗纪的i个复背斜和两个复向
2、斜所组成。白垩纪第二纪沉积的各种湖相碎 图图 松辽盆地地理位置图松辽盆地地理位置图屑岩是其最重要的含油岩系。近年研究表明(翟光明等，】993；赵越等，1994；漆家福等1992；舒良树等，2002)，东亚陆缘从近尔西向的古砸洲构造域转变到西太平洋活动大陆边缘的时间大致在巾侏罗世末晚侏罗世初；白垩纪是安第斯型大陆边缘形成的主要时期。古太平洋板块朝东部陆缘的俯冲角度、俯冲速率及其派生的弧后伸展和裂谷作用等，是形成松辽盆地的熏要原因(李娟等，2002)，松辽盆地主体构造线与活动陆缘火山岩带的一致性说明了这一点。大 兴安小岭兴 安岭张广 才岭第 2 页 共 19 页作为一个侏罗白垩纪沉积盆地，松辽盆地
3、曾是一个大型的内陆湖盆，湖中和四周繁衍着丰富的浮游生物和其他动植物，其北部与现代的松嫩平原范围大体重合，唯独南部边界与当今地貌大相径庭。原因是侏罗纪和白垩纪时，古辽河与古松花江、古嫩江同入古松辽湖，来自东方的挤压力使盆地渐渐整体上升和萎缩，辽河无力逾越重重丘陵，只得回首南流，最终使得松辽盆地超出松嫩平原。松辽盆地从古生代以来，主要经历了中生代及新生代二次板块运动。中生代的板块运动产生了安第斯山型的锡霍特阿林弧及弧后松辽三江盆地。新生代板块运动塑造了现今亚洲东北部大陆边缘岛弧海沟系。松辽盆地形成时与三江盆地连在一起，均属弧后盆地。在其发展过程中，由于郯庐断裂的北部分支伊兰伊通断裂的平移运动，使松
4、辽盆地与三江盆地在发展过程中，彼此逐渐错开并在扭动断裂牵引作用下，松辽盆地东侧及三江盆地西侧逐渐隆起，使其成为各自独立的盆地。因此，松辽盆地是一个与扭动断裂有关的弧后盆地， 具有边形成、边扭动、边发展的特点。20 世纪上半叶，美国、日本的地质工作者都曾在这一带进行过石油调查和勘图图 中国盆地分布示意图中国盆地分布示意图第 3 页 共 19 页探，但没有发现石油。1959 年 9 月 26 日，松基 3 井是打出了第一口喷油井。这口井的喷油标志着大庆油田的发现，在我国石油工业的发展史上具有里程碑的意义。二、原型盆地类型二、原型盆地类型松辽盆地的形成与发展与亚洲东北部地区的地质发展有密切关系。通过
5、对亚洲东北部地区古生代以来的板块构造演化分析，我们可以知道松辽盆地属于在晚古生代冒地槽基础上发育起来的一个中生代弧后盆地。其形成与发展大致经历了以下几个阶段：1.晚古生代时期晚古生代时期此时期松辽盆地处于蒙古鄂霍茨克大洋板块与太平洋大洋板块的交界附近。其西侧为大兴安岭优地槽，东侧为佳木斯隆起。从目前松辽盆地已钻到的基底岩性分析：其西部属轻微变质或未变质的上古生代地层（石炭二叠系），而东侧为前古生界的片麻岩、片岩等深变质岩系。故推测当时松辽盆地基本上属于大兴安岭优地槽与佳木斯隆起之间的过渡地带，具冒地槽沉积特点，可能从东向西发育有较厚的石炭二迭纪地层。总之，这一时期轻微变质或未变质的石炭二叠纪地
6、层与佳木斯隆起上的片麻岩、片岩等前古生界变质岩系共同构成了现松辽盆地的基底。2.三叠纪三叠纪中侏罗世时期中侏罗世时期该时期是松辽盆地的上升剥蚀阶段。古生代末期，西伯利亚大陆板块与中朝大陆板块碰撞相连，构成了统一的古亚洲大陆。因此从中生代开始，控制松辽盆地发展的主要因素是亚洲东北部大陆板块与太平洋大洋板块之间的板块运动。晚古生代末期至中三叠世时期是亚洲东北部大陆边缘由被动的大西洋型转化为活动的太平洋型的过程。来自太平洋大洋板块方向的巨大挤压力，使亚洲东北部大陆板块不断向上扬起，大洋板块逐渐下沉，于是太平洋大洋板块逐渐形成俯冲带，大陆板块也在重力作用下沉降。所以在晚三叠世一中侏罗世末期，沿亚洲东北
7、部大陆边缘地区发育了锡霍特阿林日本地槽（即中生代地槽），而位于此地槽西侧的松辽盆地仍处于隆起状态。需要强调的是，对松辽盆地的形成与发展有重要作用的郯庐断裂带，在此时期已经进入平移初动期。3.晚侏罗世晚侏罗世早白垩世时期早白垩世时期由于太平洋大洋板块不断地向亚洲东北部大陆板块下俯冲，两板块剪切摩擦引起温度升高，在俯冲带前缘逐渐开始形成熔岩岩浆并上升为火山。连续的俯冲势必在距海沟一定距离的大陆壳上形成火山弧。锡霍特阿林日本大陆前缘火山弧就是从晚侏罗世开始形成的。伴随着锡第 4 页 共 19 页霍特阿林日本火山弧的形成，其后的松辽盆地及三江盆地所在的地区处于弧后地壳拉张断陷区，形成深断裂，所以此时期
8、松辽与三江作为一个统一的弧后盆地，进入盆地早期断陷发育阶段。而此时郯庐断裂进入平移高潮期，沿断裂有大量中性火山侵入与喷发，郯庐断裂的平移逐渐切割了松辽与三江盆地，因此松辽与三江盆地虽然是统一的弧后盆地， 但从其形成开始，就受郯庐断裂的影响，处于边形成、边彼此分开的状态。4.早白垩世早白垩世晚白垩世末时期晚白垩世末时期白垩纪是中生代板块运动的尾声，海底扩张及地幔对流大大减弱。松辽盆地经前一阶段的断陷发育以后，其下的深部地壳物质大量上升，从而破坏了其与两侧地槽褶皱系之间的地壳均衡。所以此时期松辽盆地地区必然在重力作用下进行地壳均衡调整，从而这一时期是松辽盆地的拗陷发育阶段，也是油气生成、运移和聚集
9、的最主要时期。这一时期不但是松辽盆地主要发育时期，也是松辽三江盆地向现今松辽盆地发展改造的时期。5.晚白垩世末晚白垩世末第四纪时期第四纪时期由于伊兰伊通断裂从晚白至世至老第三纪初期，逐渐由终止左旋移动转而裂谷发育阶段（相当于下辽河裂谷盆地发育时期）。从而使位于裂谷西侧的松辽盆地进一步受挤压而上升，使其进入萎缩阶段，并进一步发展成今面貌。三、三、地质与地球物理特征地质与地球物理特征松辽盆地既是地质上的沉积盆地，也是四周高、中间凹的地形低地。它的周围被山脉和丘陵所环绕：东部为张广才岭，西邻火必安岭，南接康平一法库丘陵地带，北与小兴安岭为界；盆地内部是嫩江松仡江和辽河两大水系的大片平原和沼泽。盆地周
10、围主要出露古生代和前古生代的变质岩和火山岩。盆地内部的新生代地层下面广泛分布着白垩纪地层，盆区地层从老到新有上侏罗统火石岭组，下白孥统沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组，上白垩统四方台组、明水组，古近系依安组，新近系大安组、泰康组和第四系(高瑞祺等，1 994)。松辽盆地的地层厚度普遍大于 3 000m。在西拉木伦河一带，其盆地东部、南部的地层厚度比西部、北部的要小，具北两翘南东超的特征。以孙吴大庆断裂为界，西侧上白垩统四方台组和明水组十分发育，东侧小很发育。钻井资料及盆地周边的地质资料表明，笳地的基底主要为上古生界石炭系一二霍系浅变质的结晶灰岩、大理岩、片岩、板岩类
11、，无磁性或磁性极弱，沉积厚度较大，形成一些火面积的负磁力异常，它们多分布于盆地的北部，环绕前震旦纪地块分布。根据基底构造形态、盆地结构和断裂特征、盖层厚度变化及构造变形等第 5 页 共 19 页特征，可将盆地内部构造单元划分为 6 个二级构造单元：中央坳陷区、西南隆起区、东南隆起区、东北隆起区、西部斜坡区和北部倾没区。重、磁、电、地震资料表明(黑龙江省地质矿产局，l 993；吉林省地质矿产局，1989；解习农，1 998)，松辽盆地的深部构造，自下而上由四个构造层所组成：图图 松辽盆地构造演化序列图松辽盆地构造演化序列图1)深部上地幔构造层在上延1 00km的T磁场图E，盆地北部为区域负磁场，
12、范围与盆地边界基本一致，推测是深部地幔放射热能聚集、上地幔膨胀变轻对流所致； 2)下部前震旦纪基底构造层由强烈变质变形的岩层所组成，呈孤立块体出现，其四周和上部均第 6 页 共 19 页为华力西期褶皱岩层所占据；3)巾部占生代褶皱基底构造层由浅变质岩组成，其规模比前震旦纪基底要大，并被花岗岩体所侵人；4)中新生代沉积盖层构造层为盆地的主伴=，由陆相沉积碎眉岩系所组成。地震波反射图象显示盆地深部上地幔隆起，挑税盖层与奠霍面形态呈镜像关系。在盆地中部，t地壳则被大型倾斜拆离面所切割，形成复杂结构带；而盆地北部、东部和西北部，地壳的三分结构明姓：下地壳水平反射层以近水平连续反射为主要特征，1H在中、
13、r地壳大型倾斜拆离面尖灭合并到下地壳的部位，下地壳明显减薄，常出现莫霍面倾斜反射或杂乱反射现象。2)中、上地壳复杂结构带盆地北部中、上地壳内普遍发育大型倾斜拆离面，以中、下地壳界面为底面。主拆离面上的次级倾斜断层发育，或在底板断层之r呈叠瓦状排列，或呈“Y”字型交切，形成一系列三角形构造块体，有时构成“鳄鱼嘴状”结构。3)上地壳反射层在盆地东部松深一、V剖面的东端和松深一V、剖面西端上地壳呈空白反射，上、中地壳之问存在清晰的反射结构差异。空白反射西端被西倾或东倾的倾斜拆离面所截拆离面向西抬升进入盆地中部的中、上地壳复杂结构带。四四、松辽盆地断裂系统、松辽盆地断裂系统1 1边界断裂的地质与地球物
14、理特征边界断裂的地质与地球物理特征松辽盆地早白垩世断陷盆地发育，主要受西侧的嫩江深断裂、中部的孙吴大庆深断裂和东侧的四平哈尔滨深断裂、依兰一伊通深断裂的控制。影响松辽盆地构造演化过程的主要有如下七个断裂(张明坤，l 993；吉林省地质矿产局，1 989；黑龙江省地质矿产局，1993)，这些断裂在不同时期、不同方位影响了松辽盆地的发育，常常足不同地质时期构造单元的重要边界。 松辽盆地北部深层划分出7个一级构造单元和18个次一级构造单元。分别为裂陷沉积，面貌截然不同与中浅层。西部斜坡区、北部斜坡区、西部断陷区、东南断陷区、中央断隆区、东南断隆区、东北断隆区。1)赤峰开源断裂该断裂是华北板块和灭山兴
15、蒙褶皱带的分界断裂，近东西向延伸，纵贯东北地区，长2 000km以上。该断裂的基本特征表现为：在地球物理特征上其南北两侧具有不同特征的重、磁异常；断裂两侧岩石组合、地质演化历史明显不同，南侧为华北大陆克拉通板块，广泛出露太古界和元古界基底岩石，其上发育盖层沉积；北侧则普遍发育具活动大陆边缘特征的复理石、杂砂岩和火山岩等；沿断裂带各种构造变形及动力变质作用强烈，广泛发育混合岩化、糜棱岩化、片理化、劈理化与断层破裂带等；第 7 页 共 19 页这是一个长期活动的构造带，经历了多期构造岩浆事件。2）温都尔庙西拉木伦河断裂西起内蒙古中部的嘎少庙一带，向东经温都尔庙，沿西拉木伦河河谷延伸，再向东延人吉林
16、省，并町能继续向东延伸至延边地区。总体近东西向延伸，长图图 松辽盆地深层构造单元图松辽盆地深层构造单元图达2 000km以上，影响宽度大于10km。早古生代蛇绿岩套及兰闪石片岩带断续展布，糜棱岩化和膝折等动力变形构造也很发育，具韧性剪切带特征。有资料表明废断裂是早古生代洋壳向南第 8 页 共 19 页朝华北大陆消减的俯冲带(李安峰等，l 998)。晚中生代表现为正断层，在嘎少庙至温都尔庙地区断裂特征显示清楚：岩石普遍揉皱片理化、碎裂化，镜面、擦痕明显。沿断裂带新生代碱性玄武岩和断陷盆地发育。断裂带通过之处地貌特征十分明显由温都尔庙向东，东西向展布的河流、盆地和山脉发育：西拉木伦河、西辽河呈直线状东西向延伸，西拉木伦河两岸分布有一系列山脉、山脊及悬崖陡壁。3)依兰一伊通断裂依兰伊通断裂由吉林省境内的伊通、舒兰向北东进入黑龙江省，经尚志、依兰、萝北延人俄罗斯，呈NE40。延伸。断裂带主要由东、西两支相互平行的北东向断裂构
