中新生代苏北盆地的沉积特征与地形巨变

中、新生代苏北盆地的沉积特征与地形巨变

张振克1,2 田海涛1

（1 南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室，南京210093）（2中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安）

摘要：苏北断陷盆地中、新生代接受了厚达数千米的巨厚的沉积体系，沉积记录了中、新生代以来复杂的地质构造变动影响和沉积环境变化过程。早、中三叠世苏北盆地以海陆过渡相、海相沉积为主；中、晚三叠世扬子板块和华北板块发生碰撞，苏北盆地地表抬升，进入陆相沉积环境。扬子板块和华北板块碰撞以及早、中侏罗世太平洋板块与中国东部大陆板块开始碰撞，造成中国东部地势抬升强烈，中生代中国东部高原-山脉系统开始形成，由于断裂活动引起的不均匀快速隆升，苏北构造盆地雏形在早侏罗世开始出现，砂砾岩快速沉积。早白垩世太平洋板块俯冲加强，郯庐断裂发生大规模左行平移，推覆构造发育，苏北断陷盆地与盆缘山地之间地势差异达到最大；晚白垩世郯庐断裂两侧发生伸展，断陷盆地发育，苏北盆地的箕状断陷特征加强，呈山盆地貌景观。晚白垩世末到早第三纪太平洋板块俯冲带东撤，苏北盆地构造活动减弱，外力风化剥蚀与消高填低的夷平作用活跃，地势大幅度降低，并遭受短时间尺度的事件海侵。晚第三纪受新构造运动的影响苏北盆地整体坳陷，盆地边缘山地有所抬升，火山活动加强，第四纪以来苏北盆地继续沉降，在冲积和海积作用下，现代苏北平原形成。分析了苏北盆地早第三纪海侵的特点，指出了可能的海侵通道；恢复了中、新生代苏北盆地的古地形变化过程。

1.引言

中、新生代以中国为核心的亚洲和西太平洋地区发生了强烈的构造环境变化[1]，中国东部“宏伟的中生代高原-山脉系统”的形成、消失和世界屋脊——青藏高原的诞生，奠定了中国现代地貌格局的形成。青藏高原在全球变化研究和地表系统物质循环中占据十分重要的位置，青藏高原隆升使得高原成为欧亚大陆的大河之源，以青藏高原为源地的巨型河流系统向世界大洋提供了大约70%的陆源悬移质沉积物[2]。地貌作为地球内、外营力相互作用的产物，在探索构造与气候关系、地球系统过程演化中具有十分突出的优越性。长期以来，我国地貌和第四纪地质研究十分重视研究新构造运动及其地貌标志[4]、地貌形态与地质剖面沉积记录[5]，在青藏高原隆升的时代、幅度及其毗邻云贵高原、黄土高原环境演化与东亚古季风研究中，地貌学与第四纪地质研究发挥了重要作用[6-10]。地球系统过程研究正朝着穿越圈层、跨越时空的方向发展，成为过去全球变化研究热点[3]。近年来，中国东部燕山期高原的地质研究受到极大关注[11, 43]，高原的范围扩大到整个中国东部[12]。任纪舜(1999)认为在晚侏罗纪晚期-白垩纪初在亚洲东部存在一个“宏伟的中生代高原-山脉系统”，该高原的范围在贝加尔湖-鄂尔多斯盆地-四川盆地以东的亚洲东部，推测是西太平洋板块与古亚洲大陆碰撞造成的[13]。因此，中生代燕山期中国地貌起伏表现为东高西低的特点，中国大陆东部白垩纪到早第三纪存在复杂高峻的山系[4]。本文选择长江三角洲北翼、郯庐深大断裂带东侧的苏北盆地开展研究，根据前人在本区大地构造、地层、石油地质方面的大量研究资料，综合分析了中、新生代苏北盆地的沉积特征和地形演化，为研究中、新生代中国地形倒转巨变事件提供一个区域尺度上的例证。

2.现代自然地理概况与大地构造背景

2.1 现代自然地理概况

研究区位于长江三角洲北翼的苏北平原，东临黄海，北部和西部与江苏北部剥蚀丘陵、苏皖接壤地区的低山丘陵边缘为界，大致沿连云港—东海—宿迁—泗洪—洪泽湖—金湖—高邮湖西—扬州展布，南界在扬州—泰州—海安—如东—线。平原区大部分海拔小于20 m ，其中可以划分为沿海海积平原和河流泛滥平原和面积狭小的山前倾斜平原三种类型。黄河泛滥平原沿废黄河故道两侧分布，海拔大部分在5 m以上；海积平原海拔多在5 以下，其中射阳—建湖—兴化为轴心的浅洼平原，海拔多在2 m以下。苏北平原地区，地处暖温带和北亚热带季风气候区，气候温暖，年平均气温13~15 ºC，雨热同期，降水主要集中在夏季，年平均降水量在1000 mm 左右；区内河湖众多，位于平原西部的洪泽湖和高邮湖，面积分别为1 578 km2和675 km2，是黄淮海平原重要的淡水湖泊；苏北河网水闸密布，大运河贯通南北，有十分便利的灌溉条件，是黄淮海平原东南部著名的渔米之乡和粮棉油生产基地。

2.2区域大地构造格局

苏北盆地及毗邻地区的大地构造背景比较复杂（图1），苏北平原主体以苏北-南黄海构造盆地的陆上部分（苏北盆地）为构造基础，苏北盆地西北部以响水—淮阴—盱眙断裂为界，将苏北-胶南地块与苏北盆地分开[14]，断裂带以北为正向构造区，松散沉积覆盖层一般小于100 m，覆盖在前寒武系浅变质岩、变质岩地层上；南部为苏北盆地，古老基底上发育厚达数千米的中新生代沉积体系，在苏北盆地内部构造差异明显，进一步可以划分三个次一级的构造单元，即盐城-阜宁凹陷、高邮-东台凹陷，以及两个凹陷包围的建湖隆起[15]。苏北盆地南部发育WE走向的如东—扬州断裂和NE走向的金坛—如皋断裂，断裂东南侧为如东隆起和扬州-仪征构造隆起；苏北盆地西南部推测发育有北西向的断裂构造，和苏北平原现今20 m等高线的展布趋势一致[16]。苏北盆地断裂构造在平面上以NW、NE、NNE和WE为主，断裂将苏北盆地切割成众多的箕状小盆地[17]。

响水—淮阴—盱眙断裂是苏北平原北部的边界断裂，其形成和郯庐深大断裂带的演化有密切的联系，并对苏北平原构造盆地的发育的宏观格局产生重要影响。郯庐断裂中生代以来经历了晚侏罗世末-早白垩世的走滑运动、晚白垩世-早第三纪的伸展运动和晚第三纪以来的逆冲活动[18]。苏北平原地区的大地构造演化和中生代以来古太平洋板块的俯冲作用、俯冲带东撤等有密切的联系，同时，苏北平原是中、新生代构造活化的陆内板块的接合地带，扬子陆块和华北陆块（苏北-胶东地块）之间相互作用及深部岩浆活动也是苏北构造盆地演化的重要影响因素。

3沉积特征与环境

3.1中生代沉积特征与古环境

苏北盆地区中生界地层发育齐全，为海相-陆相沉积以及中、酸性火山岩[19]，地层巨厚，相变空间差异较大（图2）。三叠系青龙组（T1）地层以页岩与薄层灰岩互层开始，向上海相灰岩成份逐渐增加，中三叠世初期仍发育以周冲村组为代表的泥灰岩、白云岩夹石膏沉积，陆相沉积特征日益显著，以紫红色砂岩的黄马青组（T2）沉积为代表，标志着本地区大范围海相沉积环境的结束，从此，苏北盆地地质演化进入一个新的阶段。侏罗系地层与下覆地层呈明显不整合接触关系，中、下侏罗统地层以象山群为代表，为巨厚的砾岩、砂岩为主，夹有煤层和中性安山岩，反映中生代构造运动在本区域表现十分强烈，构造抬升明显，苏北构造盆地的雏形形成，强烈的侵蚀和流水搬运堆积过程异常活跃，故发育了厚层砾岩[19]。晚侏罗纪的岩浆活动达到鼎盛，大量的中性岩浆岩喷出，广泛发育安山岩、流纹岩和凝灰岩等，根据构造活动的特点，推断苏北盆地区晚侏罗纪的整体构造抬升继续加强，对侏罗纪苏北盆地的抬升的幅度估计抬升到1000-2000 m。白垩系自下而上发育葛村组、浦口组和赤山组，均为陆相碎屑沉积[20]，根据岩性、古生物化石和玄武岩年代的研究，把泰州组划入上白垩系[21-24]。白垩纪早期太平洋-库拉板块活动强烈，以底角度向亚洲板块俯冲，苏北