松辽盆地构造演化及对油气成藏的控制

松辽盆地构造演化

一、松辽盆地区域构造背景

松辽盆地是中国最主要的含油气盆地之一。它位于我国东北部的黑龙江及其支流勾勒出的“鸡首”的中部，主要由大小兴安岭、长白山环绕的一个大型沉积盆地。该盆地跨越黑龙江、吉林、辽宁三省，面积约26万平方公里，松花江和辽河从盆地中穿过，这里埋藏着一个巨大的黑色宝库——大庆油田和吉林油田。

作为一个侏罗——白垩纪沉积盆地，松辽盆地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

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

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—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—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—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—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、松辽盆地典型构造样式

松辽盆地内沉积盖层的构造，基底都有不同程度的卷入，深层基底卷入程度相对较高，沉积盖层的构造主要受基底的断裂和岩性控制，局部存在构造滑脱现象。由于经历了多次叠加变形，于是在盆地内不同层次上可以出现不同的构造样式。虽然给石油勘探带来了复杂性，但也扩大了潜在的油气勘探领域。

松辽盆地构造单元示意图

松辽盆地地震地质解释构造横剖面( 位置见图2 中的A-A)

1.张性构造样式

松辽盆地以正断层的广泛发育为特征，区域性正断层占主导地位。在引张应力作用下，地壳和岩石圈产生伸展、减薄作用，产生伸展盆地。在盆地内部发育的正断层有两种类型：一种是同沉积的生长断层，另一种是后生断层。这两种正断层组合成盆地中最广泛的构造样式——张性断块。

生长断层在断裂活动时期有沉积作用。在垂向的发育方向，生长断层是自下而上生长，而后生断层是自上而下延伸。生长断层由于它影响和控制着上、下盘沉积岩性和厚度的发育，其上、下盘沉积可以说是两种沉积环境，因而两盘地层不易对比，它长期发育且往往表现为塑性形变。而后生断层与沉积作用无关，断层两盘的地层可以对比，通常发生在构造运动短暂的强烈活动期，且大多数表现为刚性形变。

张性断块在平面上可以与其它样式相区分，在剖面上，显然没有挤压作用，即使出现翘曲，也远不如压性断块明显，正断层构成的断块断面呈阶梯状且伴有旋转。纵断层走向与区域拉张应力方向垂直，斜列断层切过断层边角，使相切的两侧同等隆起，似乎与侧列式构造联合形成一个统一的地堑沉降体系。

松辽盆地北部五大断裂带的张性断块相对集中的发育区是：①嫩江断裂带；②齐西—敖古拉—哈拉海断裂带；③黑鱼泡—头台断裂带；④任民镇—肇州断裂带；⑤太平山—肇东断裂带。在平面上表现有侧列、狗腿状和横向断层型式。在剖面上表现为非直立断层，常见有地垒、地堑、半地堑、阶梯状等型式。断面的形态分为平面状和犁式，深层的断距远远大于中浅层的断距，深层的断距一般为几百米，甚至可达上千米，而中浅层的断距为几十米。

2.压性构造样式

松辽盆地压性构造主要是在白垩纪末—第三纪时期形成，尤其是第三纪时期，由于日本海地区裂谷活动及陆壳拉断，大陆边缘出现突发性的弹性收缩，挤压显著。盆地东部大部分隆起并遭受剥蚀，沉积范围局限在盆地的中部和西部，来自东侧的挤压，使盆地发育一系列背斜构造带。松辽盆地的压性构造样式表现为逆断层和波状褶皱。