东北地区复合造山作用与松辽盆地深部找藏方向探讨

2012-01-10叶良文真允庆张宏伟

地质找矿论丛 2012年1期

关键词：松辽盆地造山火山岩

叶良文，刁谦，真允庆，3，4，巫静，3，宋涛，3，张宏伟，3

（1.南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，地球科学与工程学院，南京 210093；

2.江苏省有色金属华东地质勘查局，南京 210073；

3.江苏省有色金属华东地质勘查局814队，江苏镇江212005；

4.中国冶金地质勘查工程总局三局，太原030002）

0 引言

近年来，广大中外地质学家对我国东北地区的区域地质、金属矿产、能源资源和盆地成因等进行了深入研究，撰写和出版了大量高水平的科技论文和成果专著，这对落实“攻深找盲”的找矿方针具有指导意义。本文将从区内造山活动的多期性、结构的复杂性、造山过程的长期性以及大陆增生特殊性等特征分析松辽延变型复合盆地控藏条件，试图提出深部找藏工作的方向。不当之处，欢迎批评、指正。

1 区域地质构造背景概述

我国的东北地区为西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块所挟持，为中亚构造成矿域东段与西太平洋板块俯冲构造成矿域的叠加部位［2］（图1a）。

区内主要有NE-NNE向鄂霍次克断裂、新林—喜贵图断裂、贺根山—黑河断裂、佳木斯—伊通断裂、敦化—密山断裂和近EW向的西拉木伦—延吉断裂及NNW向的黑龙江（牡丹江）拼合带，三者组成了网格状构造格架。自西向东划分为额尔古纳微地块、兴安微地块、松嫩微地块、佳木斯微地块与牡丹江微地块。由于多期造山运动拼合成镶嵌状增生地质块体，可用“壅冰模型”概念解释动力学机理［2］，故构成山盆相间地貌。区内分布有众多的含油气盆地群，松辽盆地居于其中，成为我国东部最大的成藏盆地。

图1 亚洲东部构造分区图（a）与东北地区地质简图（b）［1］Fig.1 Tectonic division map of East Asia（a）and geological sketch of the Northeast China（b）

本区深部呈现巨型的岩石圈不连续带［3］（图2）。在额济纳旗与大兴安岭之间有鄂霍茨克断裂带相隔，而大兴安岭与张广才岭之间为松辽盆地，前者岩石圈由方辉橄榄岩－二辉橄榄岩或二辉橄榄岩、方辉橄榄岩－二辉橄榄岩组成，为造山型岩石圈地幔；而后者由二辉橄榄岩组成，为裂谷型岩石圈地幔，这将是区域成矿、成藏作用的重要地质背景。

图2 现今中国北方大陆岩石圈类型及壳－幔岩石结构［3］Fig.2 Present lithosphere types and crust-mantle structures under the continent of northern China

2 复合造山作用动力学特征

上世纪，板块构造理论就赋予“造山作用”新的内涵，将大陆造山带的造山过程看作是岩石圈板块相互运动和碰撞作用的表征，它们之间的运动常以离散型、汇聚型和转换型的狭窄边界进行［4－5］。这种狭窄边界即是指造山带，多半是在板块俯冲地域内出现，形成所谓的俯冲型山链、碰撞型山链、陆内型山链组成的复合造山带［6］，具有长期活动及大陆增生的动力学特征。

2.1 复合造山带的多期性和叠置性

东北地区的结晶基底为佳木斯微地块的麻山群、兴安微地块的兴华渡口群，主要是由含石墨大理岩、夕线石榴片麻岩、斜长角闪岩所组成的孔兹岩系，其成岩U-Pb年龄为610～850 Ma，而变质年龄为500 Ma，它们多沿虎头、鸡西、萝北、兴华渡口和漠河一带分布，总体出露面积＞1 300 km2，可称为“泛非期孔兹岩带”，实际是记录了Rodinia到Goodwana大陆裂解离散的过程［1］（图1b）。

取自松辽盆地南部钻孔中片麻岩的U-Pb测年为1.8 Ga，而铁力县神树地区出露的铁力变质砂岩U-Pb谐和年龄介于（503±7）Ma和（2 442±26） Ma之间，反映了基底至少存在3期构造－岩浆事件，即泛非期构造事件。再从张广才岭和伊春的二长花岗岩LA-ICPMS锆石年龄为（508±15）Ma，铁力花岗闪长岩年龄为（499±1）Ma，以及伊春东碱性花岗岩年龄为（471±3）Ma等数据，揭示了松辽盆地的基底存在着泛非期构造－岩浆事件［7］。

兴安微地块的兴华渡口群的31颗锆石谐和年龄为（493±6）～（2 791±18）Ma之间，这些数据中锆石年龄分布最集中的881～2 791 Ma为成岩年龄，变质年龄是在500 Ma±。而且在额尔古纳微地块的北极村和漠河村出露的黑云母斜长片麻岩，其碎屑锆石年龄也是介于（678±8）～（1 373±17）Ma，同样揭示了存在有中新元古代基底。

图3 东北地区泛非期孔兹岩带的年龄谱图与Sayang-Baikal地区麻粒岩相变质岩对比［1］Fig.3 Relative probability plot of khondalite series in NE China compared with zircon ages from the neighboring Sayang-Baikal granulite facies rocks

从图3可以看出，东北地区以夕线石榴片麻岩为代表的孔兹岩系年龄谱图中，其碎屑锆石核部的U-Pb法年龄多集中分布在608～820 Ma，主要副片麻岩类的年龄小于600 Ma，为新元古代晚期变质基底的沉积产物。变质事件主要是在500 Ma前后，与Sayang-Bakal泛非期造山带完全相同。本区泛非期的岩浆活动大致分为2期：①分布在佳木斯、兴安和兴凯微地块的石榴花岗片麻岩的年龄为510～550 Ma；②松辽、兴安、额尔古纳微地块，并以漠河花岗岩体［8］、塔河辉长岩体［9］、多宝山岩体［10］以及小兴安岭岩体为代表，同位素年龄为485～504 Ma。充分表明本区广泛分布的泛非期变质结晶基底具有西伯利亚板块的亲缘性［11］，同时也阐明复合造山带的多期性和叠置性。

2.2 复合造山带的长期活动性

如前所述，全球Rodinia超大陆裂解波及本区，东北部及华北板块之间因裂解而出现拉张型过渡陆壳，如佳木斯微地块西南缘胡铁岭花岗闪长岩Rb－Sr等时线年龄（562±31）Ma或（544±38）Ma［12］，黑云斜长片麻岩U-Pb年龄539～510 Ma，变质事件年龄（527±4）Ma［13］，均为兴凯运动的印迹。

从早寒武世至早志留世，本区为陆缘及陆间裂隙槽，以火山碎屑碳酸盐岩沉积为主。在永吉头道沟有含铬超镁铁岩及玄武岩，Sm-Nd年龄为（418± 24.1）Ma［14］，为隐伏缝合线的标志，代表了寒武纪－奥陶纪被肢解的蛇绿岩残片［12］，可视为加里东期造山作用所产生的山根杂岩［15］。晚奥陶世火山岩的残片分布广泛，如伊通放牛沟、昌图下二台、汤原宝泉火山岩，其Rb-Sr等时线年龄分别为（455.7± 39.7）Ma，（456±36）Ma，（437.11±27.9）Ma［12］；张广才岭的鸡岭花岗闪长岩、小西林混染花岗岩、大丰二长花岗岩Rb-Sr等时线年龄分别为（445±11）Ma，（451±2）Ma，（456±2）Ma［16］；佳木斯碾盘山碱长花岗岩全岩Rb-Sr等时线年龄415 Ma；落花顶子钾长花岗岩U-Pb年龄464 Ma；金星钾长花岗岩Rb-Sr等时线年龄447 Ma［17］；怀德和平乡石厂花岗闪长岩Rb-Sr等时线年龄394 Ma［18］。以上仅列举了本区部分加里东期造山运动岩浆活动的记录。

在加里东期所形成的挤压型过渡性地壳基础上，从志留世或早泥盆世地壳再次拉开，特别是晚泥盆世局部地区出现英安岩－流纹岩的火山活动，演化至早石炭世初期，盆地又一次闭合，并伴随花岗岩侵入，揭示出硅铝壳陆内造山特征［18］。从吉林汪清县新田石英闪长岩U-Pb法锆石一致线年龄356.6 Ma［19］，珲春小西南岔及安图鱼亮子花岗闪长岩U-Pb等时线年龄351.3Ma［20］，伊通后庙岭二长钾长花岗岩全岩Rb-Sr等时线年龄（352.65±2.42）Ma［21］，上述花岗岩当属华力西早期造山作用的佐证，标志着本区由过渡型陆壳转化为初始成熟型陆壳。牡丹江地区347 Ma的花岗岩可作为佳木斯微地块与兴凯微地块拼接的依据［22］。

华力西中晚期仍以拉伸作用为主，形成三叉型裂陷槽，接受了陆屑火山碳酸盐岩－磨拉石沉积，并与火山岩共生，常出现半深水相的浊积岩和滑塌堆积，呈现大陆岛弧及大陆边缘环境特征。其火山岩包括余富屯、关沟门细碧角斑岩，唐家屯钙碱性中酸性火山岩和窝瓜地的中酸性火山岩，它们的Rb-Sr等时线年龄分别为（301±27）Ma，305 Ma和（288 ±11）Ma。岩石化学和稀土元素模式研究显示早石炭世－二叠纪中晚期的（花岗岩）形成环境：早期是以拉伸的大陆活动带演化成弱造山的态势，随着造山运动演化，侵入的花岗岩体亦有所不同。在早期拉伸时，形成岩体一般规模不大，但在裂陷闭合造山阶段，形成的岩体规模较大，如陆陆拼贴造山期的石英闪长岩－花岗闪长岩－二长花岗岩系列，和象征陆内俯冲的白云母/二云母花岗岩，以及进入造山带崩塌的A型花岗岩系列，在空间上呈叠置式产出，时间上连续演化，成为一个完整的构造－岩浆旋回。在哈兰达岭东端的A型花岗构造岩带内，发现残留高压变质岩2处：一处是蛟河天南乡EW向的罗圈沟—大石虎糜棱岩带内，残存高铝高压变质岩；另一处在永吉、磐石交界处，残存在小河糜棱岩中的高锰质高级变质岩，推测其原岩均为石炭纪及二叠纪火山岩，与A型花岗岩带的空间展布相吻合，应为陆内俯冲作用形成高压变质岩残存的遗迹。

图4 东北地区显生宙火山岩（a）及花岗岩（b）分布图Fig.4 The distribution map of Phanerozoic granites（b）and volcanics（a）in northeast China

至早三叠世，卢家屯组磨拉石建造与220～225 Ma碱性正长石－石英二长岩－过碱性花岗岩同时出现，反映了造山崩塌的表征，宣告了“吉黑造山作用”的结束，完成了对Pangaeaca联合古陆拼合的积极响应［15］。

至此，东北地区结束了古亚洲构造域海侵历史，逐渐被滨太平洋构造运动所强化。亦进一步表明造山运动不间断的长期活动性。

2.3 复合造山作用结构的复杂性

印支运动后，本区和我国东部地质构造一样，经历了燕山运动一次“大灾变”。故本区总体的构造样式取决于晚侏罗世－早白垩世的构造－岩浆活动事件。关于复合造山作用结构的复杂性，主要表现在以下几个方面：

（1）据古地磁数据显示，中、晚侏罗世，华北板块古纬度基本不变，而西伯利亚板块逐步地向南漂移［23］，说明两者之间产生明显的SN向挤压缩短变形。另一方面由于伊泽纳奇板块开始以NNW向俯冲于欧亚板块之下，大致影响至锡霍特—阿林构造带，见有混杂岩出露［24］。在这两个动力体系联合作用之下，开始从古亚洲构造域向古太平洋构造域转化，使先期EW向构造停止活动，并被古太平洋构造NE－NNE构造所取代［25－26］。

（2）全区以酸性－中基性岩浆剧烈持久活动。近年在松辽盆地很多钻井中，都见有火山岩及花岗岩（图4），经锆石U-Pb年龄测定，具有中晚侏罗世（135～169 Ma）、印支期（218～236 Ma）、华力西期（254～294 Ma）、加里东期（413 Ma）和前寒武纪（1 823 Ma）的火成岩的数据，即是有力的佐证。其中，以100～200 Ma的岩体为主（据185个年龄样品统计）。张旗等将东北地区火山岩和花岗岩列为“G型大火成岩省”的范例［26］。实际应是自元古代—第四系火山岩和花岗岩的岩浆杂岩体。

（3）火山岩分布具有明显规律性。如东部近海沟的完达山地区火山岩为拉斑玄武岩，向西（即向内陆方向）是以高钾钙碱性火山岩系列为主；火山岩的K2O含量自东向西有逐渐升高的趋势；在喷发时代上，由老到新有从钠质向钾质过渡的关系。全区火山岩具有Ti，Ta，P，Sr等高场强元素呈低谷，而La，Hf，Tb，K，Rb等元素为峰值，在不相容元素图解中呈典型的造山带火山岩（图略），亦可阐明是和板块俯冲有关。但晚侏罗世的火山岩无Sr和P的低谷，相反早白垩世具有明显的Sr低谷，反映了前者为挤压造山，后者是造山带的崩塌环境。花岗岩的分布同样也具有相似的规律，如松辽盆地西部碾子山早白垩世的A型花岗岩与钙碱性花岗岩共生，东部则以钙碱性I型花岗岩为主。如此规律变化，不同于单一的裂谷型拉伸环境，而是与造山带崩塌作用有关［29］。

（4）造山过程中，由于火山－岩浆事件，促使地壳底侵作用及盆山耦合。据统计，大兴安岭中侏罗世－早白垩世的火山岩约占75％，属于板内碱性玄武岩，仅有少量大陆拉斑玄武岩，具有中酸性－中基性－酸性火山岩喷发演化旋回，多呈喷流－爆发交替夹有河湖相沉积层。火山岩的岩石化学成分均显示未经分异、未经亏损的地幔组分特征。在二连盆地额合宝力格（阿1井）和喀喇沁旗见有碱性橄榄玄武岩及玻基橄榄岩，在林西大乃林晚侏罗世的火山颈中有角闪岩（（138.6±3）Ma）贯入，侵入岩为花岗闪长岩－石英闪长岩－钾长花岗岩系列和角闪二长花岗岩－二长花岗岩－钾长花岗岩系列并存，为一套板内拉张环境下的产物。

沿大兴安岭主峰，多处见有花岗岩呈环状分布。如新林岩体，由外向内，为晚三叠世（213 Ma）→晚侏罗世（136 Ma）→早白垩世（127 Ma）花岗岩分布，为典型的花岗杂岩体［30］。卫星照片上见有EW向、NE向和NW向3组线性构造呈120°相交，推测是与地壳的上隆有关［31］。

另外，区内的东、中、西火山岩带火山岩全碱的质量分数分别为8.06％，9.00％和8.81％，火山爆发指数比为0.05∶1∶0.86，这是由于晚侏罗世的构造伸展而引发火山爆发，并有断陷盆地相间出现［32］。在北部的甘珠尔庙见有二叠系片岩、砂岩和上侏罗统火山岩，并组成对称的变质核杂岩［33］；在南部的喀喇沁地区也是由浅变质的中侏罗统砂岩或板岩和沿低角度拆离面发育的晚侏罗世—早白垩世花岗岩构成变质核杂岩［34］。

显而易见，在中生代伸展造山作用的动力学背景下，晚侏罗世—早白垩世为岩浆活动的鼎盛期，是因软流圈隆起、地壳减薄、大面积拆沉、底侵所致。其直接证据就是在岩体内发现早中生代麻粒岩和堆积岩包体。紫苏辉石麻粒岩的同位素年龄为251～229 Ma，由金云母二辉岩、角闪岩、层状辉长岩、辉长岩、斜长岩所组成的堆积岩（227～230 Ma）呈包体产出，被闪长岩（221～205 Ma）捕虏。同位素εNd（t）为正值、Sr（t）值较低的火成岩既可能来自地幔熔融的玄武岩浆，也可能是深部过程引起的壳幔混合后侵位的结果，故使地壳增生，成熟度提高，这是底侵作用的有力证据。

3 复合造山过程与松辽盆地的形成

3.1 古地理演变历史与松辽盆地的形成

由于复合造山作用，促使本区地壳相互俯冲、碰撞、挤压、拉伸，大面积的拆沉、底侵作用构成镶嵌增生构造带［35］，成为脆弱地区，进而地壳大幅度地下沉，形成大规模的松辽盆地。从任纪舜等所绘制的蒙古—兴安造山带构造图（图5）［36］得知，沿西伯利亚向南，华北（中朝）板块向北各造山带，按造山作用先后依次有规律地分布；断裂构造方向为EW-NE向，而侏罗纪—新生代太平洋板块俯冲主要呈SN方向或NNE（NNW）的构造框架。从地质演变历史分析，本区自元古宙Rodinia裂解后，形成一系列裂陷槽，至元古代末期，海域逐渐缩小，洋盆关闭，裂陷槽褶皱回返，中间微地块、边缘古地块、褶皱带相互拼接，最后形成统一的“古东北克拉通”［37］，经过加里东旋回，本区东南部发生了褶皱与拼合，而西北部地区罕达气—东乌珠穆沁旗一带可能仍为海域。至早华力西期进入一个新的伸展、扩张阶段，在喜桂图旗、大兴安岭等地区，为沟－弧盆体系，持续到晚泥盆世－早石炭世，洋盆关闭，并有346～380 Ma的基性、超基性辉绿岩墙群侵入。大兴安岭—东乌珠穆沁旗北部一带，加里东期在曾已形成的火山－岩浆弧雏形基础上，又广泛发育岩浆活动，原来弧后盆地进一步继承性发展，又一次遭受海侵。在华北板块北缘的赤峰—吉林—延边，伊春—延寿加里东褶皱带西部边缘和佳木斯地块的宝清地区，普遍发育有泥盆系及上石炭统海陆交互相、浅海相碎屑岩夹火山岩建造和碳酸盐岩建造。历经早华力西期之后，本区古亚洲域洋壳基本全部消失，华北板块与西伯利亚板块增生带全拼合在一起［37］。

图5 东北地区复合造山带构造简图（据任纪舜等，1990；改编）Fig.5 Sketch map of compound orogenic belt of NE China

至关重要的是晚华力西－印支期间，本区又经历一次大范围的伸展裂陷到挤压闭合阶段。在本区的西北部，主体在二连—贺根山深断裂与温都尔庙—西拉沐伦河断裂之间及其邻区，晚石炭世－早二叠世普遍发育了滨海相－海陆交互相沉积，厚近万米并出现双模式火山岩建造，火山岩主要为大陆拉斑玄武岩与钙碱性玄武岩系列，为拉张裂陷活动的产物。二叠纪晚期，海侵沉积具有向东迁移变新的倾向。当地壳发生褶皱时，前期蛇绿岩残片多呈底劈式侵位现象。在小兴安岭—松辽地区，因地壳隆起，缺失寒武系－下石炭统，自晚石炭世开始，发育有陆相中酸性火山岩及湖相沉积。早二叠世，断陷继续沉降，沉积以浅海相碎屑岩、泥岩－碳酸盐岩建造为主，晚期伴有中酸性－基性火山活动，继而海水退出。早三叠世发育陆相湖盆杂色碎屑岩沉积。在印支期间全区有大规模岩浆活动，相伴形成褶皱［37］。

总的来说，在石炭纪－二叠纪期间，本区西部和东部的沉积建造略有差异，但总体是沿EWNE-NNE向断裂构造形成三角形裂陷槽［38］，可称为石炭－二叠纪残留盆地（图6）。

从图6亦可得知，以松辽盆地和二连盆地为代表的中－新生代陆相盆地是在东北亚大陆裂谷背景下形成的。它们的分布范围和形态与晚石炭世－二叠纪海相沉积盆地并不完全相同（张兴洲等，2008），两者重合故可视为延变型古－中（新）生代叠合盆地。

图6 东北地区中、新生代盆地与晚古生代盆地叠合关系［2］Fig.6 Superimposision relation of Mesozoic-Cenozoic and Late Palaeozoic basins in northeastern China

中侏罗世晚期，本区由古亚洲洋构造域向滨太平洋构造域转化［39］。因伊泽奈岐板块斜向俯冲，促使软流圈上涌，莫霍面隆起，火山岩浆活动频繁，地壳大幅度沉降，形成松辽盆地，故成为水（沉积岩）、火（火山岩）交互沉积的含油气陆相建造。同时，又受太平洋板块俯冲和陆内造山作用的影响，构构成典型的坍塌裂谷，形成“南北成行、东西成块”的断褶构造样式，在剖面上形成“中坳、下断、上隆、顶平”四元构造结构。前者为伸展型同步坳陷作用的结果，后者是反转挤压差异坳陷作用的反响［40］。

3.2 岩石圈结构与松辽盆地的成因浅析

图7 东北地区不同深度vp速度等值线立体示意图（据张兴洲等资料改绘）［2］Fig.7 vp velocity contour dimensional diagram for different depth in Northeast China（modified according to data from Zhang Xingzhou etal）

何委徽等［41］曾对地表（中、新生代陆相沉积）－地壳（海相晚古生代沉积）－岩石圈“三层式”构造进行了研究，认为地表构造以NNE向断褶构造为主，深部古生代沉积岩地壳以NEE向构造为主，而本区岩石圈地幔的低速层深浅不一，无固定连续的顶界面，但底界面却十分稳定，深度为230～240 km，甚至可达Moho面，低速带代表着新生的岩石圈地幔，而高速带代表了早期岩石圈地幔异常体，两者犬牙交错，反映新生代地幔对早期地幔有所取代。在45～90 km深度岩石圈地幔的vp速度等值线呈NNW－近SN方向展布，并在松辽盆地两侧分布有长达数百千米的高速层；在90～240 km深度的低速异常圈层（vp＝8.0～8.2 km/s）分为上、下两层：上部（90～170 km）呈EW向展布，而下部（170～240 km）的vp等值线则呈相对均匀的圆环状；在最深的340～400 km出现环形高速异常体［2］（图7）。总体来看，从地表的陆相地层→下伏T5以下的晚古生代地层及结晶基底（Pt1－2）→岩石圈的“三层式”构造格局构成“立交桥式”构造样式［2，41］。

袁学诚等［42－44］根据地震层析资料研究，认为在日本列岛深部20～40 km处为一低速带（图8a），再下为高速带。该低速带以低角度穿过日本本州地区，到达日本海后倾角变陡，直至我国大陆边缘（131.0°E，地表相当于吉林珲春一带），呈现了太平洋板块以低角度向亚洲大陆俯冲，并认为东北地区的中生代构造－岩浆事件与太平洋板块的俯冲密切相关。而且，松辽盆地及相邻盆地群的形成均是因为软流圈的上升破坏了岩石圈地幔（呈细颈形），故而形成新生地幔和残留地幔（上部为大面积圆形）并存的“蘑菇云”状岩石圈构造（图8b），并引起地壳减薄、去根、剥蚀、底侵、拆沉等多种动力学机制，形成沉积盆地。因此，可认为东北地区的油气藏和金属（非金属）矿床与中新生代地幔柱活动具有千丝万缕的联系（将另文讨论）。

4 松辽盆地深部找藏方向的探讨

大庆油田是我国乃至世界著名的大型油气田，当前开展深部找藏工作不仅具有深化石油地质学的理论意义，而且具有极其重要的经济意义。综合东北地区复合造山带与构造－岩浆活动事件的研究和分析，勘查海相油气田具有良好的找藏潜力。

4.1 松辽盆地深部找藏的主要地质依据

从耿树方等［46］最新成果《亚洲中部及邻区能源矿产成矿规律图（1∶2 500 000）》获知，从松辽盆地→赤峰—开鲁盆地→二连盆地基本相连，而东部因郯庐断裂北段延伸的佳（木斯）—伊（兰）断裂为左行错移走滑断裂，它切断了松辽盆地与泛三江—哈巴罗夫斯克盆地。如通过构造复位，两盆地的长轴方向，并不是目前的NNE向，而应是NEE向［47－48］，这与晚古生代地层（C－P）沉积的方向恰好一致。

图8 东北地区地震层析剖面图（a）及纵向S波地震层析剖面（b）［42－44］Fig.8 The seismic tomographic sections（a）and The latitudial S-wave seismic tomographic profiles（b）in northeastern China

经过对松辽盆地的长期勘查，资料证实盆地内赋存多层烃源岩。徐家围子断陷即为典型实例（图9）［49］：芳深2井中石炭统－二叠系烃源岩对天然气的成藏贡献率可达85％以上，芳深8井中石炭统－二叠系的成藏贡献率亦占20％以上；以上特征足以说明，本区生产的天然气为混合气［49］。截至目前，松辽盆地已有62口钻井钻过二叠系，主要分布在盆地东部的三肇—农安、北安—拜泉地区，北部林甸地区和西部斜坡面积达7.2×104km2，二叠系一般厚度3 000～4 000 m，最厚6 000 m。据分析（表1）［50］，二叠纪泥岩的有机质含量很高（0.4％～3.45％，平均1.13％），氯仿沥青“A”平均值为227.2 ×10－6，生烃能力平均值为0.40×10－3，含氢指数较低（18.06×10－3），反射率0.51％～7.6％（可分为3组，以4.0％～7.6％为主，约占总数的54.2％）。通过深层天然气的混合气源计算，可确认二叠系烃源岩对成藏均有所贡献，只是在不同区块所占比例差异较大，如芳深1井和芳深2井都有次生气的存在，反映二叠系烃源岩的二次生烃量丰富，具有较大的油气资源勘查前景［50］。

图9 徐家围子断陷不同源岩对天然?气成藏的贡献比例关系图［49］Fig.9 Relationship of contribution ratio of different source rocks for hydrocarbon accumulation in the Xujiaweizi fault depression

二连盆地的上古生界下部为泥盆系安格尔乌拉组，由砂岩、粉砂岩、泥岩组成，厚2 192～3 871 m。其上为上石炭统本巴图组：一段为泥岩、砂岩互层，厚4 012 m；二段为砂岩夹灰黑色粉砂岩夹泥岩和安山岩，厚达1 379 m。再上为下二叠统寿山沟组，下部为泥岩和砂岩互层，上部为泥岩、硅质岩、硅质条带灰岩及细砾岩；中下二叠统大石寨组的底部与寿山沟组呈不整合接触，其下部为细碧岩、辉绿岩、玄武岩夹泥岩和石灰岩透镜体，代表早期剧烈的海底火山活动；中二叠统又可分为哲斯组和林西组，前者为一套浅海相碎屑岩和生物碎屑岩组合，后者为一套湖泊相灰色、灰黑色碎屑岩组合。上述地层共同的特征是含丰富的动、植物化石及化石碎片，发育有6套烃源岩，有机质含量见表2。

二连盆地泥岩的R0为0.85％～1.6％，牙形石色变指数一般为2.5～4.5，饱和烃的ββC29/∑C29值一般为25％～45％，说明该区上古生界总体处于成熟－凝析油湿气阶段，仅局部地区进入干气阶段；演化程度适中，具有良好的生油能力，6层烃源岩中以寿山沟组和哲斯组暗色泥岩厚度大、有机质丰度高，是二连盆地重要的烃源岩，具有形成原生油气藏的有利条件，深部油气勘查前景广阔［51］。

4.2 深部找藏的主攻方向与建议

松辽盆地及其周边盆地深部找藏工作，其主攻方向是强化成藏的第二空间（5 000～10 000 m）的油气勘查［52］，概括有以下几点：

（1）首先是要加强松辽盆地的深部石炭－二叠系海相地层成藏研究，要重点查明泥岩作为有效烃源岩的成藏作用，还要研究碳酸盐岩对成藏的贡献，结合已知陆相盆地构造特征和成藏条件，为深部找油、找气开拓新的潜在空间，借助重、电、磁、震、遥等资料，着重研究T5以下生长断裂的产状，建立三维模型，圈定深部找藏靶区。

（2）大量的陆相油田勘查、研究成果和生产资料证明，松辽盆地在晚侏罗世－早白垩世有多期火山活动喷发，油气田的空间位置常与火山机构关系密切。而泥盆系、石炭系和二叠系中海相火山的喷－溢也很活跃，因此深部寻找海相火山岩型油气田应是今后深部勘查的重中之重［53］。当然，火山岩自身不能生成有机烃类，若遇有效烃源岩匹配，确是成藏的关键。其中近源组合更有利于成藏，生烃中心控制油气分布；而远源组合需有断层或不整合面沟通才能成藏。松辽盆地多以近源组合为主，沿断裂高部位爆发相储集层发育，常形成构造岩型油气藏；在西侧斜坡部位，喷溢相大面积分布，经裂隙改造的储集层有利于形成岩性油气藏［54］。

表1 松辽盆地二叠系泥岩有机质丰度［50］Table 1 Organic matter abundance of Permian pelite in Song Liao basin

表2 二连盆地上古生界烃源岩厚度及有机质含量［51］Table 2 The thicknesses of Upperpaleozoic source rock and the orgonic carbon content in Er Lian basin

（3）国外在深部的太古宙和元古宙结晶基底中已发现油气田［55－57］。真允庆等［58－59］曾综合我国油田的氦、铅、锶、钕等同位素组成，充分论证油气为“二元”成因；因此，在深部应找无机成因的油气，可作为当今的重点课题。

（4）详细地质调查也已证实，松辽盆地东部的佳木斯—伊兰断裂、敦化—密山断裂为大型左行走滑断裂，前者切错了松辽与泛三江—哈巴罗夫斯克盆地，后者错移了鸡西—七台河盆地和虎林盆地。若对它们进行构造复位，无疑会有助于拓宽油气勘查新思路和扩大勘查油气潜力［37］；同时，也为研究大型走滑断裂带相关的盆－山构造体系提供基础，有利于重新审视和评价油气资源的前景［60］。

（5）重点要了解石炭－二叠纪残留盆地的边界与上覆陆相盆地的耦合关系，建立四维构造模型，特别注重对T5以下断裂与火山机构的了解，这是深部找藏的关键所在。

杨文采等［61］对深部油气勘探提出4种尺度，逐步解释盆地深层油气藏赋存空间与规模问题，不妨可作为今后勘查工作的参考：

区域尺度。在地磁场、重力场、地温场、大地电磁场、地震波速度场的研究中，依据大地构造物理学理论和方法，查明区域地壳与上地幔性质的不均一特性和原因，提出中、下地壳流体活动与盆地油气生成相关信息，为油气远景评估提供基础资料。

盆地尺度。根据盆地内大量地震数据中极其丰富的地层、岩性和流体信息，应用有源体波CT技术，准确测量和反演S波和P波波速，继而达到解释深层油气赋存空间和规模的目的。

圈闭尺度。地震数据的处理不仅可以对构造成像，而且可以系统提取深层油气赋存地层、岩性和流体的信息，可宏观指导钻探工程布设，在最有油气远景的复杂油气圈闭地段进行验证。

油气储层尺度。开展井中物探、井间剩余油气的技术研究和试验。

5 结束语

通过东北地区复合造山作用研究，沿华北板块北缘构造断裂增生带在EW-NE-NNE向华力西期构造域内，形成三角形石炭－二叠纪残留盆地，上覆有沿嫩江断裂和佳伊断裂带发育的松辽盆地，构成延变型复合盆地（二连盆地－松辽盆地－泛三江—哈巴罗夫斯克盆地），具有巨大的勘查潜力。

致谢：在研究过程中，承蒙牛树银教授、袁学诚研究员、耿树方研究员、王登红研究员热情指导，初稿又经谢桂青博士、唐俊华博士审阅，提出宝贵意见，在此谨表谢意！

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