佳依地堑控盆特征

王英哲， 冯 彬

(黑龙江科技学院 资源与环境工程学院，哈尔滨 150027)

佳依地堑控盆特征

王英哲， 冯 彬

(黑龙江科技学院 资源与环境工程学院，哈尔滨 150027)

以佳依断裂带地质组构和物性等特征为基础，研究断裂带在吉黑境内的构造活动规律及其对东部含煤、油盆地的控制规律。研究表明:佳依断裂是由三期裂陷作用形成的断陷盆地及沉积地层构成的复杂构造带，是中生代断陷型聚煤盆地成煤期和新生代裂谷型盆地煤、油、气聚积期的重要组成部分。其主要控盆机制是断裂带与先期形成的古构造背景复合作用。该研究为进一步探矿提供了科学依据。

佳依断裂;控矿规律;地质特征

佳依地堑为我国东北部、中新生代巨大的断裂带。断裂带控制形成的不同类型沉积盆地，蕴藏着丰富的煤炭、石油和天然气资源。目前，已发现中生代聚煤盆地有伊通、尚志—萝北盆地等，其内蕴藏有丰富的石油、天然气资源，构成东北区重要的能源基地之一。根据佳依断裂区域构造特征，探讨了断裂带控矿规律及盆地形成机制，为进一步探矿提供依据。

1 区域构造背景

佳依断裂带形成的区域构造背景，不同学术观点有不同的解释。邓乃恭等［1］认为中生代以来我国东部铸成三套北东—北北东向构造，第一套由印支运动铸成，形成一系列大型隆起和坳陷，控制上三迭统、下侏罗统沉积;第二套为燕山运动早期形成，褶皱与断裂发育，形成一系列复式向斜、复式背斜构造，胶辽隆起两翼的敦化—密山断裂、即墨—五莲断裂均是其组分;第三套是燕山运动晚期产出，以断裂为主，均为郯庐断裂所属系统，主要有巨型的东海—台湾—菲律宾断裂带、依兰—伊通断裂带、郯城—庐江断裂带等(图1［2］)。

佳依断裂带是经两次拉张或张扭性断裂及后期压扭性断裂形成的断裂带，即由三期裂陷作用形成的断陷盆地及其沉积地层构成的复杂构造带，主要依据如下:

(1)断裂初始裂陷形成于燕山运动晚期，控制晚侏罗世—早白垩世地层沉积。

(2)最大裂陷期控制新生代古近纪地层沉积。

(3)新生代构造具有压性断裂、走滑推覆构造形式［1，3－4］。

图1 佳依断裂带地质构造Fig.1 Geological structure of Jiayi fault zone

2 断裂带构造特征

2.1 物性特征

2.1.1 遥感影像

遥感影像显示，从渤海经下辽河平原至沈阳有两条清晰的线性影像断裂构造带(图2［2］)，地貌为负地形，沿北东方向由辽宁经吉林、黑龙江二省延入俄罗斯境内;影像断裂带宽度不等，最小宽度1～2 km，最大宽度达60 km(下辽河区);火山岩体沿断裂带分布，为丘状火山口形式及较大的岩被形式。

图2 佳依断裂带遥感解释图Fig.2 Remote sensing explain figure of Jiayi fault zone

2.1.2 重力异常图

区域布伽重力异常图如图3所示，其反映的区域构造背景及构造特征如下:

(1)区域重力场出现北东向展布的分带性，断裂带分布区域为负异常区，东部海域、西部松辽盆地均为重力正异常区，说明断裂带形成的区域构造背景为古隆起区(新华夏系第二隆起带)。

(2)布伽重力异常等值线显示，两条明显的重力梯度带为狭长的负异常区，长轴延伸方向为北东向，为断裂带重力异常显示。其东北段显示区域重力高，局部重力低(西伯利亚板块背景);西南段区域重力低，局部重力高(中朝板块背景)。

(3)断裂带两侧重力场特征明显不同，西侧仍为狭长异常带，轴向北东、东南侧为宽缓的异常带，轴向多为东西向。这种重力场显著差异，即是断裂带存在的标志。

(4)两侧负异常带为北东向延伸，呈不连续的串珠状，显示断裂带及深部构造的继续性特征。佳依断裂带负异常带宽、延伸长，较浅部异常带宽(可能为断裂带两侧地层走滑推覆平移的显示)。渤海湾—下辽河—佳依断裂带连续性强，异常带较小，以椭园状孤立存在为特征(图3)。

图3 佳依断裂带布格重力异常图Fig.3 Bouguer gravity anomaly map of Jiayi fault zone

2.2 构造格架

佳依断裂带是由不同时期或不同阶段、不同性质断裂及其受控沉积盆地组成的复杂构造带。构造型式表现为由北东走向的1～2条主干断裂控制形成的裂陷带或裂谷型式，即北东向延伸的狭长地堑构造型式。地堑内充填有上侏罗—下白垩统地层及古近系地层，受控沉积盆地自南至北有下辽河盆地、沈北—大民屯盆地、伊通—舒兰盆地、尚志—萝北盆地(图4)。

图4 佳依断裂带盆地分布Fig.4 Basins in Jiayi fault zone

以断裂带受控盆地充填地层时代、沉积序列、接触关系、盆缘断裂性质、火山活动等为依据，初步确定断裂带由三期裂陷活动铸成:

(1)断裂带初始裂陷期。燕山运动晚期，在东北亚裂陷系应力场作用下，该断裂带初始裂陷并接受上侏罗统至下白垩统地层沉积，如尚志—萝北盆地、辉南—桦甸—暖木条子盆地等。

(2)最大裂陷期(二次拉张)。这一时期断裂带内受控盆地古近系沉积，厚度最大约5 000 m，全部被充填，并有基性或超基性玄武岩沿断裂带涌出，形成深大断裂及裂谷盆地，佳依断裂带铸成。古近系沉积盆地形成是早期断裂继承性活动结果。

(3)断裂带后期。古近系煤系地层沉积充填结束后，佳依断裂西侧边缘同生断裂形成的地堑构造，被逆冲断层或推覆构造所代替，形成复合式构造型式，断裂带变形为现存构造格局。

由此可见，断裂带从中生代至新生代，由三期断裂及不同类型沉积盆地组成，显示了不同期断裂继承和改造的复合型式，后期逆冲断裂和推覆构造出现，应力场由张扭体制转化为压扭体制。

3 断裂带控矿规律

中国东北部地区，中生代至新生代有两个重要的裂陷期。裂陷内充填了上侏罗统—下白垩统及古近系含煤岩系，形成两个重要聚煤期，佳依断裂带为其重要组成部分。两个重要聚煤期为:

(1)中生代断陷型聚煤盆地成煤期。以断裂带内主干断裂为盆缘断裂所控制的晚侏罗世含煤沉积的断陷型聚煤盆地，其基本特征是:聚煤盆地构造型式为地堑、半地堑型;盆缘主干断裂内侧发育巨厚的冲积扇;彼此孤立的断陷盆地具有相似的沉积充填序列和构造演化;初始裂陷盆地有火山岩和火山碎屑岩堆积;裂陷作用在古凹陷背景上，在拉张或张扭应力场作用下，由裂陷作用控制聚煤盆地规模、分布、沉积充填序列及聚煤作用等。

(2)新生代裂谷型盆地煤、油、气聚积期。佳依断裂带内，受控盆地主要沉积古近系含煤地层及局部新近系。不同类型盆地，古近系沉积面积、厚度、岩性岩相组合及相的空间配置不同，对煤、油、气的聚积起着控制作用。

4 盆地形成机制

佳依断裂带内构造格架显示，断裂带一般由两条对倾的张性断裂构成的地堑或半地堑盆地组成，充填沉积侏罗系、白垩系、古近系地层。其中，古近系分布面积大、厚度大，全区发育。不同类型盆地有明显差异，其主要控盆机制是断裂带与先期形成的古构造背景复合作用，具体特征为:

(1)当断裂带穿越构造背景，并受区域总体沉降、拉张应力场作用时，断裂带宽、基底沉降幅度大，形成深大凹陷型盆地，即断陷与负向坳陷复合迭加，盆地沉降幅度大。

(2)当断裂带与正向隆起复合时，断陷盆地沉降幅度小(或不形成沉积盆地)，沉积地层薄，形成中小断坳型盆地。

(3)当断裂带穿越长期的古隆起带时，无断陷盆地形成，为相对隆起剥蚀区。

上述控盆特征与黑龙江省南部的敦密断裂带控盆规律相同［5］。基于控盆机制，断裂带内出现了规模不同、彼此分割而不连续的断凹型盆地，如伊舒盆地，其构造背景在中朝板块北缘活动带与西伯利亚南缘活动带交接部位，在舒兰区南侧基底隆起，为石炭二迭纪地层，海西花岗岩出露，北冀为断裂，形成半地堑型盆地，盆地狭窄，沉降幅度小，沉积厚度200～1 300 m;而在岔路河—伊通区间，裂陷作用与北西向双阳中生代盆地复合，垂向迭加，沉降幅度大，古近系厚度达3 000～4 000 m;西南二龙山水库区为断隆区，裂陷内白垩系地层出露，古近系超覆不整合沉积在白垩系地层之上，形成自舒兰—伊通—二龙山区间，古近系地层东西薄、中间厚的深大断凹型盆地。

5 结论

(1)佳依断裂是由三期裂陷作用形成的断陷盆地及沉积地层构成的复杂构造带，是中生代断陷型聚煤盆地成煤期和新生代裂谷型盆地煤、油、气聚积期的重要组成部分。

(2)先期形成的古构造与佳依断裂带复合作用控制沉积盆地的形成，同时控制古近系地层沉积厚度、岩性岩相组成、沉积环境、赋存规律等。

(3)佳依断裂带处在相对稳定环境，易于油、气储积，为深大断凹型煤、油、气盆地分布区。

［1］邓乃恭.郯城—庐江断裂带的基本特征［C］//中国地质科学院地质力学研究所.地质力学论丛.北京:科学出版社，1981.

［2］王小凤.郯庐断裂带［M］.北京:地质出版社，2000.

［3］徐嘉炜，崔可锐，朱 光，等.中国东部郯—庐断裂带系统平移研究的若干进展［J］.合肥工业大学学报，1984(2): 28－37.

［4］徐嘉炜，王 萍，秦仁高，等.郯—庐断裂带南段深层次的塑性变形特征及区域应变场［J］.地震地质，1984(4):1－16.

［5］王英哲，冯 彬.敦密断裂带(黑龙江段)构造控矿规律［J］.黑龙江科技学院学报，2008(3):168－171.

Basin-controlling character of Jiayi graben structure

WANG Yingzhe， FENG Bin
(College of Resources＆Environmental Engineering，Heilongjiang Institute of Science＆Technology，Harbin 150027，China)

This paper builds on the geological structure and physical characteristics of Jiayi fault zone and presents the study of the rule governing geological structure of the fault zone in Jilin and Heilongjiang section and the rule of control of the eastern part of the coal-oil-bearing basin.The study shows that Jiayi fault zone occurs as a complex structure belt consisting of three-rift basins and sedimentary strata and it forms an important component of the coal-forming period of the Mesozoic fault coal basins and the coal-oil-gas accumulation period of Cenozoic rift basins.Its main basin-control mechanism results from the complex action of fault zone and the ancient tectonic setting.This study provides a scientific basis for further prospect.

Jiayi fracture;ore-controlling rule;geological features

P542.3

A

1671－0118(2012)02－0144－04

2012－03－09

王英哲(1961－)，男，黑龙江省巴彦人，教授，研究方向:煤田地质、区域构造，E-mail:wyz@usth.edu.cn。

(编辑荀海鑫)