黑龙江三江盆地绥滨坳陷构造特征分析

程三友， 刘少峰， 苏 三

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083;3.雪佛龙德士古中国能源有限公司，四川 成都 610021)

三江盆地在中生界地层研究中起着举足轻重的作用，也是众多学者关注和研究的重点地区之一(胡志方等，2007;徐善法等，2006)。黑龙江省东部三江盆地位于黑龙江省东北部，地处黑龙江、松花江与乌苏里江“三江”汇合之处，处于中亚蒙古构造域东部与东北亚环西太平洋构造带的复合部位，是上叠于前中生代基底之上的中、新生代盆地(杨光等，2001;胡志方，2006;王伟涛等，2007;高春文，2007)。盆地整体呈北东向延伸，东隔乌苏里江、北隔黑龙江与俄罗斯相望，西达佳木斯市和鹤岗市，南抵完达山北麓的双鸭山市—宝清县—饶河县，东侧与那丹哈达晚侏罗世增生地体相邻，西侧与依兰—伊通断裂带中的汤原断陷相邻。三江盆地自西而东可划分为佳木斯隆起、绥滨坳陷、富锦隆起、前进坳陷四个一级构造单元(图1)(马小刚等，2000;程三友，2006;胡志方等，2007;郭少斌等，2008;侯伟等，2007;武国忠等，2007;马金龙等，2007;张立含，2007)。绥滨坳陷的上侏罗统东荣组暗色泥岩及煤系地层和下白垩统城子河组、穆棱组是主要的烃源岩层，绥滨坳陷下白垩统煤系地层具有良好的油气勘探前景，是盆地中含油气远景最有利的坳陷(唐振海等，2005;侯仔明等，2010;朱春俊等，2011)。本文在新处理的地震资料的基础上，采用构造－地层分析方法，通过选取5条地震剖面进行二维构造—地层解译，分析盆地总体结构特征，对绥滨坳陷下一步油气勘探具指导意义。

1 绥滨坳陷地质概况

图1 三江盆地构造单元划分图(马小刚等，2000;程三友，2006)Fig.1 Tectonic units of Sanjiang basin(after Ma et al.，2000;Cheng，2006)

三江盆地绥滨坳陷位于黑龙江省绥滨县城以西，是三江盆地中最重要的坳陷。该坳陷总体走向北东，平面展布呈宽条状四边形，其西边以佳木斯断裂与佳木斯隆起为界，东部与富锦隆起呈斜坡过渡关系(马小刚等，2000;侯伟等，2007;武国忠等，2007;朱春俊等，2011;张立含，2008)，南部与兴安断背斜构造带相邻。坳陷内部自西向东可以划分为中伏屯凸起、军川—南大林子凹陷、四方林子斜坡(图2)。其中四方林子斜坡可进一步划分为北岗鼻状构造带、普阳断鼻构造带、天青背斜构造带。绥滨坳陷内断裂构造非常发育，除边界大断裂外，绝大多数断裂为逆冲断裂，其中坳陷北部逆冲推覆比坳陷南部更剧烈(胡志方等，2007;王朋岩等，2008;马金龙等，2007)。断裂体系主要由北北西－北西向和北东向两组断裂构成。

研究区内发育地层主要有中侏罗统绥滨组、上侏罗统东荣组、下白垩统城子河组、穆棱组和东山组(唐振海等，2005;陈秀艳等，2006)。绥滨坳陷自中侏罗世开始接受沉积，至早白垩世结束了断陷期，形成了一套海陆交互相碎屑岩沉积(绥滨组J2s、东荣组J3dr)和陆相碎屑岩含煤沉积(城子河组K1ch、穆棱组K1m、东山组K1d)。东山组沉积后盆地西部整体抬升，遭受剥蚀，直至新近纪方结束剥蚀状态(朱春俊等，2011)。区块经过了多期次构造运动，早期形成的断层在后期构造运动中再次活动，并且断裂发育的部位也具有继承性(胡志方等，2007;马小刚等，2000)。多数研究者认为:三江盆地绥滨坳陷的基底为华力西期褶皱带和元古代褶皱系，均已经历不同程度的变质作用，在此基础上，从晚侏罗世开始形成，在白垩纪经历两个重要构造运动阶段，一是早白垩世初期的伸展作用，另一个是反转构造运动，早白垩世初期的盆地结构被后期逆冲作用改造，逆断层十分发育，经历了不同类型的中、新生代成盆作用的叠加(刘德来，1996;马小刚等，2000;侯贵廷等，2004;唐振海等，2005;陈秀艳等，2006)。

2 盆地沉积充填序列

图2 三江盆地绥滨坳陷构造单元及测线位置(朱春俊等，2011;张立含，2008)Fig.2 Tectonic units and survey transects of the Suibin sag in Sanjiang basin(Zhu et al.，2011;Zhang，2008)

根据野外露头、钻井资料和前人研究成果(沙金庚等，2005;陈秀艳等，2006;胡志方等，2007;王伟涛等，2007;张立含等，2007;于有，2007;郭少斌等，2008;胡志方，2008;侯仔明等，2010)，并与周边地区地层对比，将三江盆地绥滨坳陷白垩纪沉积充填序列自下而上划分为下白垩统城子河组、穆棱组、东山组，其上缺失上白垩统。

城子河组(K1ch)其下部以中细粒砂岩与泥岩、粉砂岩互层为主，夹凝灰质砂岩、碳质泥岩及薄煤层;中部以中粗粒砂岩为主，夹细砂岩、粉砂岩和碳质泥岩及多层煤层，凝灰质增多;上部为粗—中细粒砂岩与粉砂岩、泥岩韵律性互层，夹煤层。城子河组主体为一套曲流河冲积平原、湖三角洲及浅湖、滨岸海湾沉积体。

穆棱组(K1m)下部由灰白色、灰黑色的细砂岩、粉砂岩夹中细粒砂岩、泥岩和多层薄层灰绿色凝灰岩及煤层组成;中部以灰白色细砂岩和灰黑色泥岩互层为主，夹粉砂岩及多层灰绿色凝灰岩，含煤层;上部以灰白色、灰黑色细砂岩、粉细砂岩为主，夹泥岩、凝灰岩及煤层。本组主要为一套湖泊、湖三角洲、沼泽与曲流河交替变化的陆相沉积(图3)，与下伏地层呈假整合和局部不整合接触。三江盆地穆棱组残留分布范围较小，仅分布于绥滨坳陷西南部一隅，有深湖相、半深湖相、滨浅湖相和三角洲前缘相沉积，物源区位于凹陷的东西两侧。

东山组(K1d)与穆棱组相伴出露，在三江盆地绥滨坳陷主要见于西南部的中伏屯凸起。东山组为一套中性火山碎屑岩夹正常沉积岩组合，由灰绿色安山质火山角砾岩、凝灰岩为主，夹火山集块岩、安山岩和砂岩、砂砾岩、泥岩组成。其中的碎屑岩沉积相主要为扇三角洲和湖相，与下伏地层呈不整合接触。该组沉积时期具海侵，海相地层主要分布于绥滨坳陷的东部和北部，岩性组合比较单一，以厚层灰白色、浅灰色细砂岩及灰黑色泥岩为主，夹中砂岩、凝灰岩薄层或凝灰质粉砂岩;海陆交互相地层主要发育于绥滨坳陷西南部。

3 地震剖面解译

根据地震剖面资料，三江盆地绥滨坳陷可划分为五个反射界面(T5，T43，T42，T41，T4 和 T3)，经钻井证实它们分别相当于东荣组底界(J3d)、城子河组底界(K1ch)、穆棱组底界(K1m)、东山组底界(K1d)、上白垩统底和新生界底界，均为不整合面。

分析T5(基底顶)、T43(城子河组底)、T42(穆棱组底)、T41(东山组底)反射层构造图结构表明(于有，2007;张立含，2007)，绥滨坳陷虽然呈现出北北东走向的坳陷，但是内部发育大量呈北西、北北西走向的逆冲断层，并且在四方林子斜坡发育一些北西向的坳陷。穆棱组和东山组发育范围逐步向西迁移，沉积范围不断减小。并且在绥滨坳陷西北侧发育呈北东向展布的逆冲断层，它们与其南部和东部的断层展布明显不协调。

SJJB-04-EW-1地震剖面(图4，剖面位置见图1)以近东西方向横切三江盆地内部各个单元，基本揭示了盆地构造格架。剖面上清楚地显示，西侧绥滨坳陷早期(城子河组、穆棱组、东山组)为一裂谷盆地，坳陷中心位于军川—南大林子凹陷，顶部新生界地层与下伏下白垩统东山组等呈角度不整合接触关系，西侧正断层对盆地形成具有控制作用。在凹陷东侧发育东倾西冲或西倾东冲的逆冲断层，由于这些逆冲断层逆冲抬升，凹陷东缘上部地层，如城子河组、穆棱组和东山组等遭受不同程度上的剥蚀，从而导致凹陷现今形态的不对称。初步分析表明，绥滨坳陷中主要地层未见明显向西超覆或减薄现象，因此，还没有证据证明绥滨坳陷在同裂陷期(城子河组、穆棱组、东山组)的半地堑式形态。至少可以认为，富锦隆起是顶部地层剥蚀严重，其定型时间主要为晚白垩世，定型性质与逆冲作用有关。前进坳陷是一个向东不断加深的坳陷，坳陷西缘为一受逆冲作用强烈改造的斜坡，在逆冲断层上盘地层剥蚀，在逆冲断层下盘部分白垩系地层保存。在坳陷东缘为深断陷，主要受东缘正断层控制。

图3 城子河组曲流河冲积平原沉积(左)和穆棱组湖三角洲沉积旋回(右)Fig.3 Meandering river alluvial plain sediments in Chengzihe formation(left)and Lake Delta sedimentary cycles in Muling formation(right)

绥滨坳陷内部地震剖面表明，它是一个后期被分布性的逆冲断层强烈改造的坳陷盆地。内部断层主体为北西、北北西向和部分北东向。北东向逆冲断层主要发育于坳陷西北端。坳陷东部斜坡中的近南北向地震剖面SJ89-SN-284主要显示为逆冲断层(图5)。虽然穆棱组、东山组基本被剥蚀，但是其保留的地层单元，如城子河组和东荣组的厚度在斜坡区变化不大，因此，绥滨坳陷东部的隆起可能为一主要受逆冲作用改造的隆起。SJ-03-EW-95地震剖面上显示坳陷西北端北东向逆冲断层向南东逆冲推覆于坳陷西侧的军川—南大林子凹陷白垩系东山组地层之上，并且盆地中的东荣组、城子河组被卷入逆冲上盘变形。坳陷东部斜坡，即逆冲断层的下盘，还发育小型西南倾、向北东逆冲的断层。两套逆冲断层走向不一致，可能为不同期的构造，前者形成晚，后者形成早，它们均被第三系不整合覆盖(图6)。在坳陷南侧近东西向的SJJX-03-EW-35地震剖面上，同样发育不同指向的逆冲构造，剖面东段穆棱组及其以上的白垩系地层均被剥蚀，之上被第三系不整合覆盖(图6)。结合平面图分析(图2)，这些逆冲断层展布方向均为北西向或北北西向。在盆地南部边缘处的地震剖面SJ-05-SN-273明显显示出盆地边缘兴安断背斜构造带中发育的北西西向逆冲断裂。根据断裂两侧的地层厚度变化，可以推测这些逆冲断层早期可能为正断层，控制了北侧白垩纪盆地沉降与沉积(图6)。

综合以上地震剖面和反射层构造图(于有，2007;张立含，2007)进行分析表明下白垩统城子河组、穆棱组、东山组可能均代表了断陷盆地相的沉积充填。三江盆地西部主体缺失东山组之上的白垩系沉积，而东部上白垩统与东山组不整合接触，表明盆地在早白垩世初之后遭受了构造应力场反转挤压作用，发生隆升剥蚀(刘德来等，1996;侯贵廷等，2004)。因此，东部盆地带构造反转时间可能更早，发生于早白垩世末期，从而导致三江盆地东山组地层剥露和逆冲断层发育。

4 三江盆地绥滨坳陷的盆地性质讨论

三江盆地是东北地区结构最为复杂、受后期改造最为强烈的盆地之一。对该盆地的初步研究成果分析具有如下主要特征，三江盆地绥滨坳陷早白垩世初期的盆地结构已经被后期逆冲作用改造;结合整个三江盆地构造特征分析，以东山组顶面为界由前期的伸展转换为挤压在三江盆地普遍存在，并且在盆地西部表现强烈，发育了众多的逆冲断层和该界面上覆的白垩系地层缺失和界面以下的地层强烈的隆升剥蚀。仔细观察绥滨坳陷内部断裂构造，它们的延伸方向主要为北西向、北北西向，与北东向的隆坳结构相交，推测在形成隆坳结构之后还发生了北东至南西向的挤压作用，从而导致绥滨坳陷内部发育的大量逆冲断裂;地震剖面显示，三江盆地西缘北东向断裂、南缘北西或北西西向断裂及东缘北东向断裂均为正断层，尽管后期部分断裂发生了逆冲反转，但是它们控制了白垩系裂陷沉降与沉积。

三江盆地在早白垩世初期遭受了2个方向伸展，即近南北向伸展和近东西向伸展。因为盆地东西两侧为依兰—伊通断裂和敦密断裂所限，盆地形成时引张应力方向为近N-S，与断裂带右旋走滑拉分作用是一致的(张岳桥等，2004;徐佑德，2009)(图1)，遭受了近南北向伸展;另外Izanagi板块向北西俯冲速率急剧降低，导致陆内高原应力松弛，从而容易诱发北西—南东方向的伸展作用(Engebretson et al.，1985)，由于接近东部板块边缘，在板块边缘右旋走滑式俯冲作用下于早白垩世早期形成右旋走滑伸展裂谷盆地(Engebretson et al.，1985;Sengor et al.，1996;谯汉生，1999;Meng，2003;张岳桥等，2004)。早白垩世晚期，中国东缘大致以朝鲜半岛为界其南部受到Izanagi板块向北或北北东方向的俯冲作用处于左旋走滑背景(Engebretson et al.，1985;张岳桥等，2004)，随着东缘阿穆尔向北西俯冲的形成中国东部构造应力场反转(Sengor et al.，1996;张岳桥等，2004)，沿敦密、依兰—伊通断裂带发生左旋转换挤压，盆地逐步消亡、褶皱逆冲隆升，如三江盆地的绥滨坳陷。因此，我们初步认为三江盆地及北部的中阿穆尔盆地在早白垩世初期为右旋走滑伸展盆地，早白垩世晚期东部盆地带较早的发生构造反转，在三江盆地绥滨坳陷广泛发育的逆冲构造。

5 结论

对该盆地的初步研究成果分析表明，三江盆地绥滨坳陷早白垩世初期的盆地结构已经被后期逆冲作用改造。其内部断裂构造主要为北西向、北北西向，与北东向的隆坳结构相交，隆坳结构之后还发生了北东至南西向的挤压作用，从而导致绥滨坳陷内部发育的大量逆冲断裂;地震剖面显示，三江盆地西缘北东向断裂、南缘北西或北西西向断裂及东缘北东向断裂均为正断层，尽管后期部分断裂发生了逆冲反转，但是它们控制了白垩系裂陷沉降与沉积。下白垩统城子河组、穆棱组、东山组可能均代表了断陷盆地相的沉积充填。三江盆地在同沉积期(城子河组、穆棱组、东山组)遭受了全方向伸展，即近南北向伸展和近东西向伸展;盆地东西两侧为依兰—伊通断裂和敦密断裂所限，三江盆地及北部的中阿穆尔盆地在早白垩世初期为右旋走滑伸展盆地;三江盆地西部主体缺失东山组之上的白垩系沉积，而东部东山组与上白垩统不整合接触，表明盆地在早白垩世初之后遭受了构造应力场反转挤压作用，发生隆升剥蚀。

致谢:本次研究得到了中国石化东北勘探新区项目管理部的大力支持，同时审稿专家的建设性意见对文章的最终定稿帮助很大，在此一并表示谢意。

陈秀艳，刘招君，陈永成，等.2006.绥滨坳陷滨参1井地震地质层位标定及其地质意义[J].世界地质，25(4):418-423.

程三友.2006.中国东北地区区域构造特征与中、新生代盆地演化[D].北京:中国地质大学博士学位论文.

高春文.2007.三江盆地绥滨坳陷晚中生代构造演化及盆地原型分析[D].杭州:浙江大学博士学位论文:1-107.

郭少斌，王红亮.2008.绥滨坳陷中生界层序地层特征及油气勘探远景[J].石油勘探与开发，35(1):44-51.

侯贵廷，冯大晨，王文明，等.2004.松辽盆地的反转构造作用及其对油气成藏的影响[J].石油与天然气地质，25(1):49-53.

侯伟，刘招君，王伟涛，等.2007.黑龙江省东部绥滨坳陷下白垩统泥岩稀土元素地球化学特征[J].古地理学报，9(3):207-215.

侯仔明，徐宏节，胡志方，等.2010.三江盆地绥滨坳陷下白垩统煤系烃源岩评价[J].成都理工大学学报:自然科学版，37(1):15-20.

胡志方，孟召平.2007.三江盆地绥滨坳陷区域地质探析[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，29(4):57-62.

胡志方.2008.绥滨坳陷地震层序地层识别[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，30(1):98-102.

胡志方.2006.三江盆地绥滨坳陷中生界层序地层与有利目标预测[D].北京:中国地质大学(北京)博士学位论文:1-176.

刘德来，陈发景，关德范等.1996.松辽盆地形成发展与岩石圈动力学[J].地质科学，31(4):397-408.

马金龙，高春文.2007.绥滨坳陷早白垩世末逆冲褶皱构造的形成机制[J].大庆石油地质与开发，26(5):9-13.

马小刚，王东坡，薛林福，等.2000.三江盆地绥滨坳陷构造特征及其与油气的关系[J].长春科技大学学报，30(1):46-49.

谯汉生，纪友亮，姜在兴.1999.中国东部大陆裂谷与油气[M].北京:石油工业出版社:1-187.

沙金庚.2005.中国侏罗纪年代地层学研究的现状[J].地层学杂志，29(2):124-129.

唐振海，张亚金，赵玉珍.2005.三江盆地绥滨凹陷石油地质特征[J].大庆石油地质与开发，24(3):31-32.

王朋岩，徐全.2008.三江盆地绥滨坳陷白垩纪地层剥蚀厚度恢复[J].大庆石油地质与开发，27(3):5-8.

王伟涛，刘招君，何玉平，等.2007.黑龙江省绥滨坳陷下白垩统碎屑岩源区分析及其构造意义[J].沉积学报，25(2):201-206.

武国忠，刘安，郭翔燕，等.2007.黑龙江省三江盆地绥滨坳陷沉降史分析[J].大地构造与成矿学，31(4):412-417.

徐善法，陈建平，聂兰任.2006.三江地区北段主攻矿种及矿床类型研究[J].东华理工大学学报，29(4):319-326.

徐佑德，2009.郯庐断裂带构造演化特征及其与相邻盆地的关系[D].合肥:合肥工业大学博士学位论文:1-132.

杨光，许洪东.2001.煤成烃研究现状及应用――以三江盆地绥滨坳陷为例[J].世界地质，20(3):285-290.

于有.2007.缓滨坳陷构造演化及东荣组成藏条件研究[D].大庆:大庆石油学院硕士学位论文.

张立含，付广，周广胜.2007.绥滨坳陷东荣组砂体输导天然气能力综合评价[J].大庆石油地质与开发，26(4):23-26.

张立含，周广胜，尚福华，等.2008.绥滨坳陷城子河组泥岩盖层封闭能力综合评价[J].油气地质与采收率，15(1):39-56.

张立含.2007.绥滨坳陷构造演化及城子河组成藏条件研究[D].大庆:大庆石油学院硕士学位论文.

张岳桥，赵越，董树文，等.2004.中国东部及邻区早白垩世裂陷盆地构造演化阶段[J].地学前缘，11(3):123-133.

朱春俊，王延斌.2011.三江盆地绥滨坳陷中生界生烃潜力[J].天然气地球科学，22(2):307-314.

Engebretson D C，Cox A，Gordon R G.1985.Relative motions between oceanic and continental plates in the Pacific basin[J].GeolSoc Am Bull Spec Paper，206:1-59.

Meng Q R，Hu J M，Jin J Q，et al.2003.Tectionics of the Late Mesozoic wide extensional basin system in the China-Mongolia border region[J].Basin Research，15:397-415.

Sengor A M C and Natal’in B A.1996.Paleotectonics of Asia:fragments of a synthesis[M]//Yin A，Harrison T M，eds，The Tectonic Evolution of Asia.Cambridge:Cambridge University Press:486-640.