松辽盆地区域地质概况

松辽盆地区域地质概况1.地理位置松辽盆地是中国东北部的一个大型中、新生代沉积盆地，地跨黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区。

在亚洲地层分区中，处于北亚陆间区和环太平洋陆缘区的交接位置。

白垩纪时期是盆地发育的主要阶段，沉积了厚达万米的非海相火山岩、火山碎屑岩及正常河流相、湖泊相和沼泽相碎屑岩地层，地层剖面完整，化石丰富，是我国研究陆相白垩纪地层的理想地区之一。

松辽盆地为一近北东向、北北东向的菱形盆地，周边为丘陵和山脉所环绕，西部为大兴安岭山脉，东部为张广才岭，北部为小兴安岭山脉，盆地内部则是松花江、嫩江和辽河水系冲积形成的平原沼泽。

规模：长750km，宽330-370km，面积约26万km2。

2.大地构造背景中国东北部及其邻区包括四个构造单元:北部是北亚大陆区,由西伯利亚地块和中西伯利亚地块组成;南部是中朝大陆区,由塔里木一中朝地块组成;中部是北亚陆间区;东部为环太平洋区。

而中国东北地区就处在西伯利亚、华北和太平洋三大板块所夹持的区域,由多个微板块主体在前中生代拼合成统一的复合板块,并在中新生代时期,在板块的东缘受到环太平洋板块拼贴和洋壳俯冲作用(Dobretsov etal., 2004;郊瑞卿,2009),北缘受到蒙古一鄂霍茨克海缝合带俯冲一碰撞作用的多重影响。

区域构造变形经历了前中生代不同时期、不同方向的板块拼合造山作用及其之后的中、新生代板内构造作用改造,具有不同的构造指向和复杂的变形样式(郊瑞卿,2009)。

前人从构造演化角度,根据块体边界主缝合带构造特征和块体内部构造演化,将东北地区主要构造单元划分为(郑瑞卿,2009) : 1)华北板块北缘;2)松嫩-张广才岭微地块;3)大兴安岭微板块:甘南逆冲拆离构造及华力西期板块俯冲带和乌奴尔逆冲拆离构造带;4)额尔古纳微板块:喜桂图旗逆冲拆离构造带和额尔古纳基底隆起带;5)兴凯徽板块;6)佳木斯徽板块;7)那丹哈达增生地体(Wang and Mo, 1995;任纪舜等,1990;李锦轶等,1999;邵济安和唐克东,1995;张贻侠等,1998;张梅生等,1998;任纪舜等,1999;李锦轶等,2004b;谢鸣谦,2000; Liu etal., 1998; Wu et al, 2001 ;内蒙古自治区地质矿产局,1993;黑龙江省地质矿产局,1993)。

松辽盆地主体就位于松嫩-张广才岭微地块,盆地南部坐落在华北板块北部陆缘增生带(葛荣峰,2009)。

3. 区域构造演化3.1 盆地基本构造特征据现有的研究成果，松辽盆地盖层可分为下部断陷沉积层序（包括火石岭组、沙河子组和营城组），中部坳陷沉积层序（包括登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组）和上部反转期沉积层序（包括四方台组、明水组和新生界）。

以断陷期层序和坳陷期层序为主，二者在沉积特征和构造特征上又有很大差别，但都表现为受先存基底构造的严格控制。

盆地演化过程中，规模较大的区域性深大断裂或基底断裂控制了盆地的边界、轴向、沉降沉积中心和构造单元分区，基底断裂的多期活动也直接影响了盖层断层发育、沉积建造和局部构造的形成。

3.2 松辽盆地区域构造演化松辽盆地主要经历了5 个构造演化阶段，即成盆先期褶皱阶段、初始张裂阶段、裂陷阶段、沉陷阶段和萎缩平衡阶段（图 1.2）。

图 1.2 松辽盆地形成及演化示意图1）成盆先期褶皱阶段：古生代末期欧亚板块向南东方向运动，与古太平洋板块碰撞，使大陆受到强烈挤压，中国东北和日本诸岛发生大规模褶皱，松辽板块大范围抬升，伴随强烈岩浆活动，有大规模的花岗岩浆侵入，深部莫霍面可能发生起伏。

三叠纪早期经过侵蚀夷平，略具准平原化。

2）初始张裂阶段：中、晚侏罗世，地表经前期剥蚀，岩石圈较薄，深部莫霍面拱起已达较高程度，上地幔造成局部异常，产生热点，导致了盆地早期的初始张裂，形成规模不等的裂陷，沿断裂发生强烈的岩浆活动。

此时盆地西部地壳破裂较强，火山活动强烈，而东部地壳破裂不完全，以产生裂陷为主，充填了巨厚的裂谷式补偿沉积。

3）裂陷阶段：早白垩世早期，盆地中部莫霍面拱起异常，地幔作用明显，造成持续拉张。

此时，孙吴—双辽地壳断裂活跃，中央断裂带隆起上升，两侧形成拉张断陷，断陷沉降速度快、物源多、水动力强，沉积补偿作用好，因而沉积物以较粗屑类复理石建造为主，并形成目前盆地的雏形。

沙河子组形成时期盆地以伸展为主，伴随大规模的火山活动，形成一系列新的北东、北北东向展布的断陷盆地。

营城组形成时期，松辽盆地受到古太平洋板块向西挤压，初始裂谷未能继续扩展，导致断陷趋于萎缩，伸展率减小，构造沉降幅度降低，盆地周缘开始隆起。

4）沉陷阶段：早白垩世晚期，岩石圈逐渐冷却，产生热收缩，盆地大幅度沉降，沉降速度和规模不断扩大，在上地幔拱起最高地带，形成中央深坳陷。

随后分别在青山口组和嫩江组发生了两次大规模的湖侵，使松辽盆地在27Ma （92～65Ma）内形成了厚达3000m 的河流、湖泊、三角洲相沉积的砂、泥岩互层含油建造。

由于地壳沉陷的不均一性，使松辽盆地在发育的前期形成东部和中部两个沉降中心，中、后期东部沉降中心逐渐消失，造成东部发育早期断陷，中部多数发育中期坳陷，西部为长期斜坡带。

早白垩世末，由于蒙古鄂霍茨克洋的关闭，中国东北拼贴板块（包括松辽地块）与西伯利亚板块碰撞，产生强烈挤压，同时日本海开始扩张，向西的推挤波及盆地，即所谓的“嫩江运动”，产生压扭应力场，地壳普遍抬升，盆地东部地区抬升比较明显。

因此形成了盆地的二级构造单元，从而结束了沉陷阶段。

5）萎缩平衡阶段：嫩江运动以后，盆地深部地质结构逐渐趋于均衡，盆地全面上升，湖盆收缩，仅为前期的四分之一。

挤压运动一方面使先期地层发生褶皱；另一方面，挤压也使盆地边缘产生差异性隆起，而盆地中心则发生了差异性沉降。

因此，在总体上升的背景下，盆地东部差异性抬升，沉积中心再次西移，沉降速度缓慢，盆地东、中部构造幅度进一步加大，西部形成一批浅层构造。

在挤压应力作用下，形成一种特殊类型的叠加构造—反转构造。

反转构造分为断裂型正反转构造，即下部为正断层，上部为逆断层、如弧店、大安、林甸、任民镇断层等；另一种为背斜型反转构造，即下部为断陷式向斜构造，上部为背斜构造，如大庆长垣。

新生界是在侵蚀夷平的基础上沉积的一套磨拉石建造，此时盆地活动性很弱，呈现出渐趋消亡的特征。

4.区域地层特征松辽盆地基底为前古生界、古生界的变质岩、火成岩等岩系，上部沉积盖层从侏罗系开始，至新生界均有不同程度的发育，总厚度可达11000m以上，但以白垩系为主，白垩系厚达7000m以上，是盆地内的主要含油层系。

地表均为第四系未固结的松散粘土所覆盖。

松辽盆地自下而上为前古生界、下古生界、上古生界、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。

白垩系地层自下而上发育有沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组地层。

松辽盆地深部含油组合为农安油层，下部含油组合为扶余、杨大城子油层，中部含油组合为萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层，上部含油组合为黑帝庙油层。

研究区目的层段位于松辽盆地中生界白垩系地层之内，松辽盆地中生界含油组合地层特征如下。

1 沙河子组（K1sh）沙河子组由灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩及酸性凝灰岩组成。

发育河流相、滨浅湖、半深湖—深湖相。

该组产狼鳍鱼（Lycoptera），东方叶肢介（Eosestheria），费尔干纳蚌（Ferganoconcha）等热河生物群典型分子。

也可见一定含量的早白垩世分子，无突肋纹孢（Cicatricosisporites），希指蕨孢（Schizaoisporites）等[20]。

2 营城组（K1yc）营城组下部以沉积岩为主，主要由灰黑、灰绿色安山玄武岩、凝灰质砂岩、火山角砾岩、砂砾岩以及灰色砂岩、砂砾岩及灰、灰绿色、灰黑色泥岩组成，局部夹红色泥岩和可采煤层；上部由酸性火山岩和火山碎屑岩组成。

发育湖相，火山喷发相。

营城组见到大量植物化石及孢粉化石，其它化石较少，植物化石如高腾刺蕨（Acanthopteris gothani），葛伯特茹福德蕨(Rufforidiagoepperti)，稀脉北极蕨（Arctopteris rarinervis）等早白垩世分子。

该组海金砂科孢子含量较高，为典型的白垩纪分子。

介形类化石有三角星介属（Triangulicypris）也属于早白垩世分子。

3 登娄库组（K1d）登娄库组主要岩性为灰白色块状砂岩，暗色砂质泥岩，杂色砂、泥岩和砂、砾岩成频繁互层。

发育的相主要为冲积扇、河流相、泛滥平原、水下重力流相、浅湖相。

该组化石较少单调，化石主要有孢粉、植物、轮藻以及少量的沟鞭藻、叶肢介，主要为陆地植物及其孢子花粉，水生生物很贫乏。

孢粉中蕨类含量较高约占80%，海金砂科孢子丰富，被子植物花粉含量较低，植物化石有披针苏铁杉（Podozamites lanceolatus），约氏楔羊齿（Sphenopteris johnstrupii），蛹形锥叶蕨（Coniopteris nympharum）等。

4 泉头组（K1q）泉头组是松辽盆地坳陷期早期阶段的沉积，盆地内以河流相为主，向盆地边缘粒度变粗，按岩性可将该组分为四段：泉一段以紫灰、灰白色砂砾岩与暗紫红色泥岩互层为主，局部夹少量凝灰岩；泉二段以紫红、褐红色泥岩为主，夹紫灰色、灰白色砂岩；泉三段以灰绿、紫灰色粉、细砂岩与紫红色泥岩互层为主；泉四段为灰绿、灰白色粉、细砂岩与紫红、棕红色泥岩互层，顶部常为灰绿色泥岩。

泉头组与下伏登娄库组呈整合—平行不整合接触。

盆地边部常超覆于不同层位老地层之上。

这一时期主要发育了洪积相、河流相、湖泛平原相、三角洲相、滨浅湖相。

化石以植物、轮藻、孢粉、双壳类、介形类、沟鞭藻为主，多分布于中上部。

该组植物化石中见到较多的被子植物化石，如角形菱（Trapa angulata），细齿荚蒾（Viburiphyllum），北方悬铃木（Platanusseptentrionalis），孢粉化石中被子植物花粉已具一定数量，以三沟粉（Tricolpollenites）、网状三沟粉（Retitricolpites）、棒纹粉（Clavatipollenites）等为主。

泉三段以角藻类囊孢占优势，双壳类含富饰蚌（Nippononaia），褶珠蚌（Plicatounio）等化石，叶肢介为松辽似直线叶肢介（Orthestheriopis songliaoensis），介形类以女星介属（Cypridea），蒙古星介属（Mongolocypris）为主，并与蒙古介属（Mongolianella），狼星介属（Lycopterocypris），玻璃介属（Candona）等化石共生。

5 青山口组（K2qn）青山口组主要为一套黑色、绿色泥岩，油页岩、下部以泥岩为主，下部夹砂质岩。