东北地区晚三叠世岩相古地理演化

东北地区晚三叠世岩相古地理演化

中国东北部是指中国北方断裂带以北的区域。前人对东北地区中新生代的地层、沉积及构造演化等方面做了大量研究1层的划分与比较地层划分对比所遵循的主要原则之一是地层的物质属性相当的原则,第2个原则是不同地层单位对比不一致的原则2下三叠统、虎林盆地、根河盆地分布通过各露头和钻井地层柱状图(图3~5)来看,东北地区上三叠统仅在虎林盆地有所发育,而下侏罗统在二连盆地和虎林盆地广泛分布,中侏罗世松辽盆地、拉布达林盆地和根河盆地开始接受沉积,二连盆地仍然较为发育。2.1大吾山组岩石学特征虎林盆地发现有上三叠统露头,大体沿敦密断裂呈条带状分布,包括南双鸭山组和大秃山组。南双鸭山组主要为黑灰色凝灰质粉砂岩、泥质粉砂岩、砾岩、角砾岩、中细粒长石砂岩等,为海陆交互相沉积地层。大秃山组以杂色砾岩为主,夹不同粒级的砂岩、粉砂岩,呈北东向展布。在延吉盆地也发现有较少的露头,沉积地层以中酸性火山岩夹少量凝灰质砾岩为主。自下而上为托盘沟组、马鹿沟组、天桥岭组,角度不整合于二叠系之上。2.2统相层序地层虎林盆地缺失中侏罗统,下侏罗统沉积了一套近海碎屑岩系。主要岩石类型为砂岩、粉砂岩、长石砂岩、粉砂质泥岩、砂砾岩等。与下伏上三叠统大秃山组地层整合接触,上覆上侏罗统裴德组。二连盆地中-下侏罗统阿拉坦合力群发育碎屑岩含煤建造,零散分布在马尼特坳陷的东部、腾格尔坳陷的赛汗塔拉凹陷、乌兰察布坳陷的脑木根凹陷内松辽盆地下侏罗统缺失。中侏罗统发育一套以凝灰岩为主的火山碎屑沉积(白城组),碎屑岩孢粉化石为Monosulcites-Cyathidites组合,火山岩同位素年龄为155~160Ma海拉尔盆地基底为下石炭统-下二叠统布达特群火山岩拉布达林盆地中侏罗统南平组,主要分布在额尔古纳河东侧西乌珠尔、上护林、依力根一带,为一套浅变质的凝灰质粉砂岩、凝灰质泥岩、长石岩屑砂岩、砂砾岩陆相碎屑岩夹薄煤层建造,厚195m根河盆地发育下侏罗统红旗组和中侏罗统万宝组3沉积相类型及其特点3.1陆过渡相、河流相、杂色砾岩相晚三叠世沉积区主要位于虎林盆地,该区沉积相类型由浅海到内陆依次为浅海陆棚相、海陆过渡相和河流相。大秃山组沉积时期气候发生了明显的变化,由干旱转为强氧化的潮湿环境,发育紫红、灰绿等杂色砾岩河流相沉积。其他地区散落着一些较小的沉积区,如延吉盆地为火山岩相沉积,蛟河盆地为坡积相沉积,柳河盆地的沉积相类型为滨湖相(图6)。3.2中-下构造区沉积期虎林盆地早侏罗世基本延续了晚三叠世的沉积格局,大部分地区发育浅海陆棚相-海陆过渡相三角洲沉积组合。结束了晚三叠世隆升剥蚀状态,早侏罗世二连盆地开始发育以断陷湖盆沉积体系为特征的陆相盆地,主要有南、北2个沉积区(图7、8),一是乌兰察布凹陷东部-赛汗塔拉凹陷西部,另一为马尼特凹陷东部-乌尼特凹陷西部中侏罗世松辽盆地雏形开始形成,主要有3个沉积区(图7、8),西部齐齐哈尔到白城一线以河流相沉积为主,东部大庆到大安一线形成2个滨浅湖相沉积区,3个沉积区是相互分割的,没有形成统一的盆地,并且都是以凝灰岩为主的火山碎屑沉积。其中在大安沉积区还零星存在安山岩。拉布达林盆地中侏罗统以浅变质的河流相沉积为主。中侏罗世为海拉尔盆地初始发育期,在新巴尔虎右旗西南地区发育一套火山岩相玄武岩根河盆地下侏罗统红旗组,沉积相以河漫滩亚相碎屑堆积为主。中侏罗统万宝组,沉积类型为河流相-湖沼相碎屑岩沉积4岩相古地理特征在研究盆地基底及其演化特征的基础上,以构造活动论和演化论为指导,通过对物源、古水流、古气候及地层剥蚀量恢复等研究,揭示了东北地区晚三叠世-中侏罗世沉积时期的古地理环境。4.1东部陆缘亚相晚三叠世受印支运动的影响,东北地区产生了自北而南的挤压逆冲变形,松辽盆地、漠河盆地、二连盆地及海拉尔盆地遭受强烈的挤压作用,总体上处于隆起状态,没有地层沉积虎林盆地南双鸭山组为海陆交互相沉积,海水由北东东向侵入,形成呈北东东-南西西向窄条形展布的滨浅海沉积体系,说明东部地区当时处于大陆边缘环境4.2中、下盆地内的、陆相断裂断对比虎林盆地早侏罗世大部分地区发育浅海陆棚相,仅在盆地边缘局部地区发育海陆过渡相三角洲,中侏罗世地层抬升隆起,没有地层沉积。早-中侏罗世二连盆地属于构造初动期,该时期内盆地古地理环境演化频繁,沉积不稳定。早侏罗世沉积相以河流相为主,局部发育滨浅湖相(图7);中侏罗世时期,盆地内沉积环境由河流相向滨浅湖相,以及滨浅湖相向深湖-半深湖相的演化。同时盆地内岩性也发生对应的变化,由灰黑色、灰色砂砾岩演化为颗粒较细的灰紫、紫红色粉砂岩、泥岩,岩性和厚度变化较大。根据重矿物代表值法和二连盆地周边地质图推断,大兴安岭的强烈活动给二连盆地提供了充足的物源早侏罗世松辽盆地处于隆起状态,沉积缺失。中侏罗世由于西伯利亚板块向华北板块俯冲减弱,而泛太平洋板块向亚欧板块俯冲增强,盆地雏形开始形成。由于地幔的上拱导致地壳上升,盆地开始张裂,裂陷沿断裂发生较强烈的岩浆活动,所以中侏罗世主要是以凝灰岩为主的火山碎屑沉积。基底断裂对松辽盆地的形成、演化、沉积物源体系的延伸方向、砂体展布均具有重要控制作用。中侏罗世为海拉尔盆地初始发育期,由于华北板块和西伯利亚板块碰撞产生强烈挤压,挤压作用后应力松弛,形成具有伸展和挤压交替特征的伸展型山间坳陷盆地,火山活动强度增加、规模扩大,发育一套中酸性粗碎屑沉积为主的含煤地层,在新巴尔虎右旗西南地区发育一套火山岩相玄武岩拉布达林盆地中侏罗世主要在额尔古纳河东侧发育一套以浅变质的凝灰质粉、细砂岩、长石岩屑砂岩、砂砾岩为主的陆相碎屑岩夹薄煤层建造,代表性植物化石有Coniopteris和Cladophlebis。沉积环境以浅变质的河流相沉积为主,与海拉尔盆地构造特征和地质演化具有相似性根河盆地是在北部蒙古-鄂霍茨克洋及东部那丹哈达洋关闭的过程中,持续挤压形成的具有狭长不对称构造样式的弧后前陆盆地5盆地内部层位根河盆地早-中侏罗世发育的红旗组和万宝组,均为煤系地层,具有一定的生烃能力。其中发育的泥岩为该盆地各层位提供了封闭的盖层,其上部的砾岩、含砾砂岩可作为较好的储层二连盆地中下侏罗统发育一套河流、扇三角洲沉积的砂岩、砾岩,可作为良好的储层松辽盆地西部河流相沉积和东部滨浅湖相沉积区均是以凝灰岩为主的火山碎屑沉积,基底断裂对松辽盆地沉积物源体系的延伸方向、砂体展布具有控制作用6晚三叠世-中侏罗世1)晚三叠世-中侏罗世,整个东北地区沉积范围逐渐扩大。晚三叠世仅在三江地区发现有较少的露头。早侏罗世,沉积中心向西部迁移,沉积区主要集中在二连浩特-锡林浩特-阿尔山一带。中侏罗世沉积范围较大,主要分布在东北地区中部松辽盆地、西部二连盆地以及北部根河-拉布达林盆地,而东部三江地区则遭受抬升隆起,沉积缺失。2)东北地区晚三叠世-中侏罗世主要为以河流相和滨浅湖相为主的陆相沉积。晚三叠世,仅在虎林盆地沉积了一套海陆交互相地层以及延吉盆地发育一套中酸性含煤碎屑岩地层。早侏罗世,二连盆地以河流相为主,局部地区发育滨浅湖相。中侏罗世,二连盆地岩相和厚度变化较大,盆地内沉积环境发生了由河流相向滨浅湖相以及滨浅湖相向深湖-半深湖相转变,北部海拉尔盆地、拉布达林盆地和根河盆地以河流相碎屑岩沉积为主,而中部的松辽盆地中