中新生代構(gòu)造變格與成盆作用
2.1.8.1 變格運(yùn)動(dòng)
1)朱夏(1965)提出的變格運(yùn)動(dòng):“變格運(yùn)動(dòng)(Diktyogenese)概念,指的是阿爾卑斯構(gòu)造運(yùn)動(dòng)新體制對(duì)前阿爾卑斯中國(guó)地臺(tái)進(jìn)行改造而產(chǎn)生的一種新的構(gòu)造格局”(陳煥疆,1989)。朱夏(1982、1983)認(rèn)為:自古生代末以來(lái)的新的運(yùn)動(dòng)體制下,隨著泛大陸A的解體,中國(guó)西南部分的大陸邊緣構(gòu)造的演化經(jīng)歷了以下幾個(gè)重要階段:
(1)二疊紀(jì)—三疊紀(jì)金沙江古特提斯洋殼的開(kāi)張和封閉。
(2)晚期侏羅紀(jì)和早期白堊紀(jì)班公湖-怒江和雅魯藏布江特提斯洋殼的擴(kuò)張和關(guān)閉。
(3)中國(guó)南部的大陸邊緣構(gòu)造的演化也可分為以下幾個(gè)時(shí)期:①二疊紀(jì)—三疊紀(jì)作為古太平洋大陸邊的華力西-印支褶皺,看來(lái)沒(méi)有俯沖作用;②侏羅紀(jì)晚期開(kāi)始和白堊紀(jì)太平洋強(qiáng)烈擴(kuò)張并向北或北東移動(dòng),同特提斯與中國(guó)板塊之間產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng);③古近紀(jì)早期太平洋板塊轉(zhuǎn)向北西西俯沖;④新近紀(jì)以來(lái)西太平洋溝、弧、盆體系的發(fā)育和差異沉降。東西兩面的活動(dòng)雖無(wú)嚴(yán)格的同時(shí)性,但基本上彼此呼應(yīng),出現(xiàn)了三次構(gòu)造格局的變化,并控制了陸上和海區(qū)盆地的形成和演化。
第一次變格運(yùn)動(dòng)發(fā)生在印支—早燕山時(shí)期,以特提斯洋殼俯沖和太平洋洋殼形成、平移為標(biāo)志,提供了大陸邊緣盆地發(fā)育的基礎(chǔ)。
第二次變格運(yùn)動(dòng)以晚燕山和早喜馬拉雅時(shí)期特提斯洋殼的封閉和太平洋洋殼運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)變?yōu)樘厣?,現(xiàn)今大陸邊緣盆地開(kāi)始形成。
第三次變格運(yùn)動(dòng)以晚喜馬拉雅期為代表的印度板塊的碰撞和西太平洋島弧體系的完成為標(biāo)志,最終決定了中國(guó)大陸邊緣構(gòu)造的面貌和大陸邊緣盆地內(nèi)油氣的具體賦存狀態(tài)。
2)陳煥疆(1990)認(rèn)為:在變格運(yùn)動(dòng)體制下發(fā)育的盆地是在不同的基礎(chǔ)單元上統(tǒng)一起來(lái)的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的盆地。變格運(yùn)動(dòng),一方面對(duì)老的基底進(jìn)行改造,同時(shí)對(duì)新一代盆地進(jìn)行控制,二者又是疊加的。因此,中、新生代盆地是在不同的基底上統(tǒng)一起來(lái)的,基底對(duì)中、新生代盆地的構(gòu)造格局起著控制作用。……這種盆地形成與轉(zhuǎn)化時(shí)期可歸納為:晚三疊紀(jì)(前瑞替克時(shí)期)、晚侏羅紀(jì)(前萊陽(yáng)統(tǒng)時(shí)期)、晚白堊世相當(dāng)于浦口組或方巖組開(kāi)始的時(shí)期以及漸新世和上新世五個(gè)時(shí)期。所以,盆地形成與轉(zhuǎn)化過(guò)程是多旋回的。相應(yīng)地成盆期也可分為:晚三疊世至早中侏羅世;晚侏羅世至早白堊世;晚白堊世至古始新世;漸新世至中新世;上新世至更新世五個(gè)成盆階段。
3)張渝昌(1997)認(rèn)為:自晚三疊世以來(lái),在三面擠壓的總布局下,中國(guó)大陸在不斷隆起的總背景下經(jīng)歷了三次構(gòu)造變格和相應(yīng)的陸相盆地的形成和發(fā)育。
(1)第一變格期(T3—K1)盆地:在三向擠壓作用下,以昆侖-秦嶺-大別為南北分界,賀蘭山-龍門(mén)山作為東西分界,分為四大塊。
西南塊(青藏)早期(T3—J2)是新特提斯洋和它的被動(dòng)陸緣系(唐古拉)和臺(tái)內(nèi)坳陷(昌都-思茅),晚期(J3—K1)怒江縫合帶以北隆起,在擠壓平移剪應(yīng)力下產(chǎn)生陸相拉分盆地。西北塊,昆侖-天山及大陸裂谷擠榨變形帶進(jìn)一步受擠向外側(cè)沖掩,塔里木兩側(cè)產(chǎn)生遷移的擠榨前淵。準(zhǔn)噶爾、吐魯番等盆地在繼續(xù)沉降過(guò)程中受天山、西準(zhǔn)噶爾逆掩作用影響,轉(zhuǎn)變?yōu)闆_斷的擠榨前淵?!瓥|部?jī)蓧K大致以大興安嶺東側(cè)—太行山—武陵山為界,又各分為兩個(gè)亞區(qū)。東北塊的西部,阿拉善塊體向東排出、賀蘭山向東沖斷,形成鄂爾多斯前淵。東部早期隆起受北北東向斷裂左行平移活動(dòng)影響,出現(xiàn)了走滑變格或轉(zhuǎn)化為坳陷盆地,如松遼盆地和華北的天津-濟(jì)南盆地。但在它的南部,受大別北緣向北沖斷控制形成合肥T3—K1向北遷移的擠榨前淵。大興安嶺地區(qū),在晚期(J3—K1)發(fā)育的走滑拉分盆地(二連盆地),很可能是阿爾金走滑系向東的延伸。東南塊,西部川滇地區(qū),巖石圈上地幔向四周蠕動(dòng)和松潘、秦嶺、武陵-雪峰三方面向內(nèi)指向的褶皺-推掩的聯(lián)合作用,形成了四川-楚雄遷移的前淵。東部主要是向西北遷移基底拆離和蓋層滑脫下的擠榨前淵和上覆體拉分盆地及后緣的拉張斷陷。
(2)第二變格期(K2-E2-3)盆地:中晚白堊世至始新世雅魯藏布江新特提斯主洋盆逐步封閉,印度板塊北移并和中國(guó)大陸靠攏、擠壓,與作用于西太平洋邊緣中南段(華北、華南及外側(cè)海區(qū))的應(yīng)力從前期擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)榕c拉張相結(jié)合,使原來(lái)的四塊地殼塊段發(fā)生新的分化,出現(xiàn)了西升東降的強(qiáng)烈差異活動(dòng)。
(3)第三變格期(E3/N至今)盆地:由于印度陸塊與亞洲陸塊的碰撞和隨后沿西瓦利克帶的陸內(nèi)俯沖,以及西太平洋的菲律賓洋殼北西西向俯沖(北段),中國(guó)陸塊處在雙向擠壓之下?!捎谥袊?guó)東部邊緣形成新的溝弧體系和弧后的強(qiáng)烈擴(kuò)張,東海盆地從被動(dòng)大陸邊緣拉張斷陷轉(zhuǎn)化為弧后擴(kuò)張盆地;南海洋盆形成和進(jìn)一步擴(kuò)張,在它的北面從裂陷進(jìn)一步發(fā)育為被動(dòng)大陸邊緣,這種差別是由于菲律賓洋沿臺(tái)灣東海岸到菲律賓東海岸轉(zhuǎn)換邊界仰沖(不是北段那樣俯沖)的結(jié)果。在中國(guó)東部陸上,華北盆地、蘇北盆地從斷陷變?yōu)檑晗荨?/p>
4)近來(lái)年中新代盆地原型研究的部分進(jìn)展。
(1)舒良樹(shù)等(2005)對(duì)蘇北盆地晚白堊世—新近紀(jì)原型盆地分析,將蘇北盆地中、新生代的構(gòu)造演化過(guò)程概括為四個(gè)階段:①晚三疊世—早侏羅世擠壓逆沖、前陸盆地階段。形成印支期碰撞造山后的前陸磨拉石盆地,并使前中生代地層普遍發(fā)生逆沖推覆、褶皺、剝蝕作用。②早白堊世弧前地區(qū)擠壓推覆、弧后地區(qū)伸展裂陷階段。該階段蘇北盆地處于弧后拉張應(yīng)力背景下,開(kāi)始了小規(guī)模的成盆和沉積充填。研究證實(shí),雖然早、晚白堊世之交有過(guò)因短暫抬升造成的明顯沉積間斷,但水平擠壓作用并不十分強(qiáng)烈;至今蘇北盆地內(nèi)部尚未見(jiàn)到過(guò)侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的巖層被大規(guī)模擠壓變形的物質(zhì)記錄。③晚白堊世—古近紀(jì)斷陷盆地階段,盆地發(fā)生大規(guī)模繼承性拉張。④新近紀(jì)—第四紀(jì)熱衰減階段,研究區(qū)發(fā)生整體沉降,導(dǎo)致大規(guī)模坳陷沉積。
(2)何光玉等(2003、2006)研究庫(kù)車(chē)中新生代盆地原型有四期:①三疊紀(jì)盆地屬于前陸盆地;②侏羅紀(jì)與早白堊世盆地屬于造山期后超大型盆地中克拉通邊緣凹陷型盆地,晚白堊世庫(kù)車(chē)盆地整體抬升并遭受剝蝕,缺失上白堊統(tǒng);③古近紀(jì)的庫(kù)車(chē)盆地并非前陸盆地,而是伸展盆地;④庫(kù)車(chē)再生前陸盆地發(fā)育于新近紀(jì)和第四紀(jì),而在侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)和古近紀(jì)為伸展盆地,表明庫(kù)車(chē)新近紀(jì)和第四紀(jì)盆地是二疊紀(jì)、三疊紀(jì)前陸盆地因?。匦律鲎苍倩顒?dòng)而形成的再生前陸盆地,并非中生代和古近紀(jì)前陸盆地基礎(chǔ)上的繼承前陸盆地。
(3)陳發(fā)景等(2005)研究準(zhǔn)噶爾盆地后認(rèn)為:準(zhǔn)噶爾陸內(nèi)盆地的原型是①早二疊世—中二疊世—晚二疊世為裂谷(伸展斷陷)—裂谷期后弱伸展坳陷—弱縮短撓曲坳陷;②三疊紀(jì)為弱伸展坳陷—弱縮短撓曲坳陷;③早侏羅世至早更新世:中侏羅早期為弱伸展坳陷,中侏羅世晚期—晚羅侏世演化為小型陸內(nèi)前陸坳陷;早白堊世為穩(wěn)定大陸內(nèi)坳陷;晚白堊世演化為弱縮短撓曲坳陷;古近紀(jì)為穩(wěn)定大陸內(nèi)坳陷;④新近紀(jì)—早更新世演化為大型前陸坳陷。
(4)高先志、陳發(fā)景(2003):中-新生代柴達(dá)木盆地演化經(jīng)歷了兩個(gè)由伸展到擠壓的構(gòu)造旋回,即早-中侏羅世弱伸展斷-坳陷階段發(fā)展到晚侏羅世擠壓撓曲盆地階段,再由早白堊世弱伸展坳陷到晚白堊世—始新世的弱擠壓穩(wěn)定大陸內(nèi)坳陷,再到漸新世—第四紀(jì)強(qiáng)烈擠壓山間坳陷階段。
(5)漆家福、于福生等(2003):渤海灣地區(qū)的中生代盆地可以分為五期。早-中三疊世、晚三疊世盆地為克拉通內(nèi)部大型坳陷盆地,其中晚三疊世盆地僅分布在渤海灣西南部地區(qū)。早-中侏羅世盆地分布于印支運(yùn)動(dòng)形成的向斜坳陷核部,屬于壓陷-撓曲型盆地。晚侏羅世—早白堊世盆地分布廣泛,屬于裂陷盆地;晚白堊世盆地屬于后裂陷階段的坳陷盆地。這些盆地受印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)影響而發(fā)生反轉(zhuǎn)。印支運(yùn)動(dòng)在渤海灣地區(qū)的東、西部的表現(xiàn)有明顯差異。西部變形弱、以近東西向?qū)捑忨薨欁冃螢橹鳎瑬|部變形強(qiáng)并疊加了北東向褶皺和逆沖斷層變形。早燕山運(yùn)動(dòng)使渤海灣地區(qū)形成寬緩的大型北東向褶皺變形,并使早-中侏羅世盆地發(fā)生反轉(zhuǎn)和逆沖斷層變形;中-晚燕山運(yùn)動(dòng)基本沒(méi)有在渤海灣地區(qū)形成褶皺構(gòu)造變形,而是表現(xiàn)為晚侏羅世-早白堊世盆地和晚白堊世盆地的區(qū)域性反轉(zhuǎn)隆升。下-中侏羅統(tǒng)沉積之后,渤海灣地區(qū)的構(gòu)造格局發(fā)生基本變革,進(jìn)入以裂陷盆地為主的構(gòu)造演化時(shí)期。
5)討論和建議。
(1)自朱夏在20世紀(jì)60年代提出變格運(yùn)動(dòng)以來(lái),變格運(yùn)動(dòng)的概念受到一些地質(zhì)工作者的認(rèn)可和認(rèn)同,但對(duì)變格期的劃分存在著三期(朱夏,1965、1982、1983;張渝昌,1997)、四期(吉讓壽,2005)和五期(陳煥疆,1990)的三種劃分。
(2)中國(guó)中新生代陸內(nèi)盆地形成的地球動(dòng)力學(xué)背景復(fù)雜,盆地的形成是多期的。朱夏提出變格運(yùn)動(dòng)及盆地形成期的概念對(duì)研究者很有啟發(fā)。
(3)本書(shū)研究認(rèn)為:秦嶺-大別兩側(cè)中新生代經(jīng)歷了四期構(gòu)造變格,發(fā)育了相應(yīng)的原型盆地,即①第一構(gòu)造變格期(T3—J2)發(fā)育以壓性為特點(diǎn)的盆地原型;②第二構(gòu)造變格期(J3—K1)發(fā)育以壓性和走滑為特點(diǎn)的盆地原型;③第三構(gòu)造變格期(K2—E)發(fā)育以伸展為特點(diǎn)的盆地原型;④第四構(gòu)造變格期(E3/N—Q),發(fā)育以坳陷為特點(diǎn)的盆地原型。
2.1.8.2 秦嶺-大別造山帶兩側(cè)中新生代構(gòu)造變格與成盆作用
印支期以來(lái),中國(guó)大陸殼在東西兩條鋒線(xiàn)和來(lái)自北方的蒙古-鄂霍茨克洋消減(一直持續(xù)到白堊紀(jì))作用的三面受擠的構(gòu)造環(huán)境下,與陸緣構(gòu)造動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)化、陸內(nèi)構(gòu)造反響對(duì)應(yīng),中國(guó)大陸經(jīng)歷了四期構(gòu)造變格,并發(fā)育了相應(yīng)的陸相原型盆地。
1.第一期構(gòu)造變格(T3—J2)與成盆作用
源自①北方蒙古-鄂霍茨克洋持續(xù)消減一直進(jìn)行到白堊紀(jì);②西南部多擴(kuò)張帶的古特提斯域從中三疊世起由西南向東北逐步拼合造山;③早三疊世后在西太平洋持續(xù)俯沖的聯(lián)合作用下,先成的秦嶺-大別造山帶進(jìn)一步壓縮,揚(yáng)子地塊向造山帶作A式俯沖(圖2-1-15),秦嶺-大別兩側(cè)發(fā)育陸內(nèi)前陸盆地。
圖2-1-15 大別造山帶晚三疊世—早-中侏羅世壓縮盆山體系
(據(jù)劉和甫,2000,略加修改)
在秦嶺-大別北側(cè),以合肥-信陽(yáng)陸內(nèi)前陸盆地為典型代表(圖2-1-16)。
圖2-1-16 南華北晚三疊世—早-中侏羅世盆地構(gòu)造圖
合肥前陸盆地具有如下一些特征:
1)發(fā)育前陸同生擠壓沖斷構(gòu)造。從SL99—700測(cè)線(xiàn)地震疊前深度偏移剖面看到(圖2-1-17),蜀山斷裂及蜀北斷裂兩側(cè)的下侏羅統(tǒng)沉積厚度有明顯差異,均表現(xiàn)為南盤(pán)較北盤(pán)薄。區(qū)域地質(zhì)資料及地層研究表明,合肥盆地的下侏羅統(tǒng)為連續(xù)沉積,因此,造成這種沿?cái)嗔褍蓚?cè)的相當(dāng)?shù)貙訉游坏脑汲练e厚度的差異,說(shuō)明蜀山及蜀山北斷裂至少在早侏羅世期間發(fā)生了同生逆沖活動(dòng),從而控制了斷裂兩側(cè)沉積厚度的明顯差異及表現(xiàn)為斷裂上升盤(pán)(南盤(pán))原始沉積厚度較下降盤(pán)(北盤(pán))原始沉積厚度薄。從SL99-700地震測(cè)線(xiàn)的地質(zhì)深度剖面平衡剖面反演情況也可看到下侏羅統(tǒng)沉積末期,蜀山及蜀北斷裂表現(xiàn)為明顯的逆斷層特征。
圖2-1-17 合肥盆地中部下侏羅統(tǒng)同生斷裂特征
(據(jù)李學(xué)田等,2002)
2)下侏羅統(tǒng)由南向北上超及沉積厚度減薄是前陸坳陷型沉積響應(yīng)。從多條地震剖面中均可看到,下侏羅統(tǒng)角度不整合于遭受印支期沖斷改造的古生界—上元古界甚至更老地層之上,并表現(xiàn)為明顯的由南向北的上超及逐漸尖滅。下侏羅統(tǒng)沉積厚度以及中侏羅統(tǒng)殘留厚度均表現(xiàn)為南、東部厚而北、西部薄,也說(shuō)明了早、中侏羅世合肥盆地在南、東部坳陷早,沉降深、沉積厚,而北、西部坳陷晚,沉降淺、沉積薄,顯然是大別山及張八嶺隆起擠壓作用的結(jié)果。因此,合肥盆地早、中侏羅世應(yīng)屬前陸坳陷性質(zhì)。
3)中-下侏羅統(tǒng)砂礫巖成分成熟度較高及對(duì)砂巖骨架顆粒成分分析表明,合肥盆地侏羅系屬于前陸坳陷性質(zhì)。
對(duì)肥西縣防虎山地區(qū)出露的侏羅系進(jìn)行了砂巖骨架顆粒成分分析表明(圖2-1-18),其物源主要來(lái)自南側(cè)的再旋回造山帶——大別山及北淮陽(yáng)褶皺帶,屬前陸盆地沉積特征。
安參1井侏羅系砂巖大多以長(zhǎng)石石英砂巖為主,其成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度均較高,亦反映了前陸坳陷型沉積特征。
4)合肥盆地南緣、東緣發(fā)育了侏羅紀(jì)沖積扇群,應(yīng)屬前陸磨拉石沉積。
沉積相及地震相研究表明,合肥盆地自早侏羅世到中侏羅世,在其南緣大別山前及東緣張八嶺隆起前均發(fā)育了以礫巖堆積為主的沖積扇群,應(yīng)屬于前陸型磨拉石沉積。
從盆地結(jié)構(gòu)分析,孫肇才(2003)認(rèn)為,應(yīng)將合肥盆地以肥中—六安(防虎山)為界,分作具有不同侏羅紀(jì)前淵的兩個(gè)前陸盆地,南面一個(gè)可暫稱(chēng)為舒城坳陷(前淵),它的前隆就是地表見(jiàn)到的。侏羅系不整合在太古代片巖(Ar)上。北面一個(gè)前陸盆地可稱(chēng)作定遠(yuǎn)坳陷(前淵),它的前隆就是合深4井以北的舜耕山,也就是說(shuō),合肥是一個(gè)具有多個(gè)小前淵的前陸盆地,是一個(gè)典型的陸內(nèi)磨拉石前陸盆地。
圖2-1-18 合肥盆地南部肥西防虎山地區(qū)侏羅系砂巖骨架顆粒成分相對(duì)含量三角圖
(據(jù)李學(xué)田等,2002)
C.再旋回造山帶物源區(qū);C1.板塊碰撞造山帶物源區(qū);C2.前陸隆起造山帶物源區(qū);C3.板塊俯沖混雜帶物源區(qū)
秦嶺-大別造山帶南側(cè),在第一變格期,沿城口-襄樊-廣濟(jì)斷裂,發(fā)育了揚(yáng)子北緣的陸內(nèi)前陸盆地。
晚三疊世至早侏羅世秦巴逆沖前陸盆地沉降帶位于漢中、鎮(zhèn)巴、嵐皋、??岛途┥揭痪€(xiàn)南側(cè)。米倉(cāng)山-大巴山見(jiàn)晚三疊世河湖相含煤巖系平行不整合于下伏地層之上,底部常見(jiàn)礫巖或含礫砂巖。鎮(zhèn)巴響洞子厚287m。恩施—巴東、南漳、京山為一套河流-三角洲和濱湖相砂巖、粉砂巖夾碳質(zhì)頁(yè)巖、泥頁(yè)巖、砂礫巖和煤層,底部常見(jiàn)不穩(wěn)定礫巖與下伏地層平行不整合接觸,北部小漳河厚419m,向南至秭歸沙溪鎮(zhèn)厚138.6m,具北厚南薄特征。據(jù)現(xiàn)有資料,晚三疊世于兩地形成的河流-湖泊相盆地彼此相通,向東可以延伸至南京(吳應(yīng)林等,1994)。晚三疊世前陸盆地沉積中心位于米倉(cāng)山-大巴山前,厚度超過(guò)600m(圖2-1-19)。
早侏羅世沉積中心仍位于前一位置,厚度超過(guò)500m。沉積相帶呈環(huán)形展布,靠近山前為沖積扇相礫巖夾砂巖透鏡體,逐漸過(guò)渡為河湖相含煤頁(yè)巖、泥巖夾砂巖或礫巖層,與下伏須家河組為平行不整合或角度不整合接觸。該湖盆向東直接與湖北秭歸、當(dāng)陽(yáng)、荊門(mén)一帶湖盆相聯(lián)通,該區(qū)沉積環(huán)境以河沼-濱湖為主。
中侏羅世前陸盆地沉降帶向南遷移至大巴斷裂以南,沉降中心位于大巴山前,沉積中心遷至南充—達(dá)縣一帶。沉積中心最大厚度可超過(guò)2300m。米倉(cāng)山-大巴山前為河流相砂泥巖韻律沉積,常見(jiàn)大型交錯(cuò)層理、平行層理和板狀層理。
圖2-1-19 揚(yáng)子北部晚三疊世至中侏羅世遷移前陸盆地構(gòu)造圖
.前淵沉降帶(T3—J1);2.前淵沉降帶(J2);3.沉積中心(T3—J1);4.沉積中心(J2);5.古陸剝蝕區(qū)
2.第二變格期(J3-K1)與成盆作用
對(duì)應(yīng)于怒江洋封閉、拉薩微陸塊拼貼碰撞、太平洋北北西斜向俯沖和蒙古-鄂藿茨克洋持續(xù)俯沖的聯(lián)合作用,秦嶺-大別南側(cè)的揚(yáng)子地區(qū)內(nèi)部發(fā)生了差異性變格。大致以鄂中—湘中一線(xiàn)為界,西部繼續(xù)向陸塊中心擠壓,持續(xù)發(fā)育前陸盆地,但沉降中心已遷移至龍門(mén)山前和大巴山西段;東部或形成連貫的梳狀褶皺帶(川鄂邊界-鄂北-蘇北),或被全部褶皺隆升,前期的前陸盆地被支解成眾多的殘余盆地(贛中-湘中)。另一方面沿北北東向走滑斷裂帶形成成排成組的小型拉分盆地帶(圖2-1-20)。
在秦嶺-大別造山帶北側(cè)地區(qū),除受上述三向擠壓聯(lián)合作用外,大別北側(cè)成盆作用在J3-K1(第二變格期)還受到大別造山帶熱穹?。ㄔ?50~85Ma期間)的強(qiáng)烈隆升(王國(guó)燦等,1998;許長(zhǎng)海等,2001;鐘增球等,2001)和北北東向的郯廬斷裂,麻城-商城-夏邑?cái)嗔鸭氨蔽鳎ㄎ鳎┫虻纳痰嗔?、城口-襄樊-廣濟(jì)斷裂的活動(dòng)特點(diǎn)聯(lián)合控制(圖2-1-21),主要形成一系列走滑拉分盆地,疊加在第一變格期形成的陸內(nèi)前陸盆地和陸內(nèi)坳陷盆地之上。
晚侏羅紀(jì)—早白堊世期間,挾持于郯廬斷裂帶與麻城-商城-夏邑?cái)嗔褞чg的合肥盆地,由于受區(qū)域北北東—南南西擠壓(等同于北西西—南東東方向拉張)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用和大別造山帶核部大規(guī)模中酸性巖漿活動(dòng)影響形成熱穹,造山帶強(qiáng)烈上升,使北淮陽(yáng)繼印支擠壓后下地殼向南進(jìn)一步縮合而基底產(chǎn)生滑脫,上層產(chǎn)生向北逆沖,且由于郯廬斷裂帶的右行活動(dòng)及北西西向延伸的商丹斷裂左行活動(dòng)的聯(lián)合控制起主導(dǎo)作用,合肥盆地在晚侏羅世—早白堊世期間以走滑盆地的屬性疊加在前期的前淵盆地之上。西延的信陽(yáng)盆地與合肥盆地相似,下白堊統(tǒng)主要是一套中酸性火山巖夾少量湖相火山-碎屑巖。從火山巖近北北東向排列,顯然又與北北東向麻城-商城-夏邑?cái)嗔延倚凶呋\(yùn)動(dòng)有相當(dāng)關(guān)系,但同時(shí)受東延的商丹斷裂左行活動(dòng)的影響。
在秦嶺-大別南側(cè)地區(qū),如前所述,第二變格期大致以鄂中—湘中一線(xiàn)為界,西部持續(xù)發(fā)育陸內(nèi)前陸盆地;東部前期盆地或被褶皺隆升,或被肢解為殘留盆地,并沿北北東向斷裂帶發(fā)育小型走滑拉分盆地。
圖2-1-20 秦嶺-大別南側(cè)地區(qū)晚侏羅世—早白堊世盆地-沉積組合圖
前陸盆地:1.礫巖、砂巖夾泥巖;2.砂巖、粉砂巖、泥巖;3.砂巖、粉砂巖、泥巖夾泥灰?guī)r;4.砂巖、泥巖、泥灰?guī)r;5.粉砂巖、泥巖、灰?guī)r走滑盆地:6.砂巖;7.泥、頁(yè)巖;8.火山巖、碎屑巖;9.火山巖為主;10.走滑斷層
圖2-1-21 南秦嶺-大別北側(cè)晚侏羅世—早白堊世盆地原型分布示意圖
①郯廬斷裂;②麻城-商城-夏邑?cái)嗔眩虎凵痰嗔?;④洛南-欒川斷裂;⑤魯山-阜?yáng)-淮南斷裂;⑥城口-襄樊-廣濟(jì)斷裂
圖2-1-22 麻沅盆地早白堊世盆地原型示意圖
夾持于武陵山與雪峰山之間的麻沅盆地,在第二變格期,具有走滑撓曲盆地原型的特征(圖2-1-22)。
在早白堊世,麻沅盆地為一較大型走滑撓曲盆地。盆地在此期總體上以湖泊相沉積為主,而靠近雪峰山麓一側(cè),由于斷層的強(qiáng)烈走滑活動(dòng),形成一些較大的洪積扇和河湖三角洲沉積。沉降中心由盆地的兩端向盆地中部遷移,在辰溪與麻陽(yáng)之間最大沉積厚度達(dá)6000m,并且盆內(nèi)形成凹凸相間的呈右行雁行排列的構(gòu)造格局。
3.第三變格期與成盆作用
晚白堊世—古近紀(jì)期間,由于雅魯藏布洋封閉和印度板塊碰撞以及太平洋從擴(kuò)張轉(zhuǎn)向北西向俯沖,秦嶺—大別兩側(cè)地區(qū)分別發(fā)育了不同的盆地原型,疊加在前期盆地之上。
秦嶺-大別南側(cè)地區(qū)(圖2-1-23),西部保持前期盆地-構(gòu)造格局,但陸內(nèi)沉積主要局限于盆地的西南部,并從此結(jié)束了川西磨拉石前陸盆地的發(fā)育史。
湘浙贛諸省由于第三變格期沿先成北北東或北東向斷裂的走滑運(yùn)動(dòng),沿扭裂面形成晚白堊世—古近紀(jì)新的拉分?jǐn)嘞菖璧氐寞B加,并形成追蹤北北東—北東東斷裂的串珠狀盆地組合(圖2-1-24)。
麻沅盆地處于雪峰山推覆體西緣,在第三變格期,多層次基底卷入式的隔檔、隔槽式褶皺系,反映了陸內(nèi)縮合作用下地臺(tái)蓋層脆性變形風(fēng)格,沿著雪峰山西緣北東向的斷裂再次向北西方向逆沖,形成晚白堊世—古近紀(jì)的陸內(nèi)前陸盆地疊加在前期的走滑撓曲盆地之上。上白堊統(tǒng)由三角洲相、湖相沉積組成,最厚達(dá)1727m;古近紀(jì)以河、湖相砂、泥巖沉積為主,沉積厚度近1000m。被中間的近東西向華容隆起隔開(kāi)成北部的江漢盆地和南部洞庭盆地。華容隆起是雪峰山北緣基底拆離形成的,構(gòu)造帶與武陵山相連。江漢盆地區(qū)域構(gòu)造剖面展示不同期次原型盆地的疊加關(guān)系。
在第三變格期,江漢盆地是在中揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的伸展斷陷盆地。盆地基底主要為中、古生界海相碳酸鹽巖和碎屑巖,局部為下元古界結(jié)晶基底。盆地內(nèi)白堊系—新近系沉積厚度最大超萬(wàn)米?,F(xiàn)今盆地構(gòu)造主要受北東向斷裂和北西向基巖凸起所限制,形成多隆多凹的構(gòu)造格局。
江漢盆地在早白堊世晚期—古新世早期(漁洋組—沙市組下段)為斷陷期。由早白堊世晚期(石門(mén)期—五龍期)的局部斷陷(主要在宜昌、安陸等地),發(fā)展為晚白堊世—古新世早期的整體斷陷,從而奠定了盆地輪廓。該期受區(qū)域引張作用,基底構(gòu)造層先期(侏羅紀(jì)末期)形成的北西、北北西向逆沖斷層(如潛江凹陷西側(cè)陳沱口斷層)和北北東向壓扭性斷層(如通??跀鄬樱┺D(zhuǎn)化為正斷層,由于它們的同時(shí)強(qiáng)烈活動(dòng)(晚白堊世中、晚期塊斷活動(dòng)達(dá)到最強(qiáng))成為控盆主干斷層,從而形成不同展布方向、不同伸展方向的凹陷,并在安陸、通??诘鹊赜胁煌潭鹊男鋷r噴發(fā)。白堊紀(jì)斷陷期,潛江凹陷區(qū)主要呈北北西狹長(zhǎng)走向的凹陷,受北北西向斷裂控制明顯。此外,從多條剖面的判讀,江漢盆地在K2—E期間,為伸展斷陷盆地。
圖2-1-23 秦嶺-大別南側(cè)地區(qū)晚白堊世—古近紀(jì)盆地-沉積組合圖
1.隆起/復(fù)活山系;前陸盆地:2.晚白堊世;3.晚白堊世—古近紀(jì);走滑拉分、斷陷:4.晚白堊世;5.晚白堊世—古近紀(jì);6.古近紀(jì);7.逆沖斷層;8.正斷層;9.平移斷層
圖2-1-24 江漢盆地宜都-紅安地質(zhì)地球物理綜合解釋剖面(據(jù)中南石油地質(zhì)局,1989)斷陷與中生代擠榨前淵的疊加關(guān)系
1.航磁異常曲線(xiàn);2.重力布格異常曲線(xiàn);3.?dāng)鄬樱妗⒄?/p>
秦嶺-大別造山帶北側(cè)地區(qū)晚白堊世—古近紀(jì)盆地多呈北西西向展布,它們的形成除了與中國(guó)大陸內(nèi)東西兩條“鋒線(xiàn)”在此階段的活動(dòng)特征相關(guān)外,還與大別山造山帶發(fā)育的A型花崗巖所指示的造山帶在晚白堊世伸展塌陷(王強(qiáng)等,2000)和造山帶根帶榴輝巖拆沉(匡少平等, 2001)作用有關(guān)。
在南秦嶺和大別造山帶北側(cè),晚白堊世—古近紀(jì)發(fā)育的主要盆地有渭河盆地、三門(mén)峽盆地、濟(jì)(陽(yáng))洛(陽(yáng))盆地、臨汝盆地、周口盆地、合肥盆地等。
合肥盆地在晚白堊世—古近紀(jì)期間為一伸展斷陷盆地(朱光等,2001;魯國(guó)明等,2002),但對(duì)于這一伸展斷陷盆地形成的機(jī)制卻有不同的認(rèn)識(shí)。魯國(guó)明、朱光等認(rèn)為該盆地主要受控于此期間郯廬斷裂的伸展活動(dòng)。
在晚白堊世—古近紀(jì)期間,周口盆地呈北西西向展布,為斷凸與斷凹相間的構(gòu)造格局,總體表現(xiàn)出具有伸展斷陷盆地的構(gòu)造屬性。
在第三變格期,在秦嶺-大別造山帶地理交界處發(fā)育了南襄盆地,呈北西西向展布,主要沉積地層為新生界,最大沉積厚度達(dá)8000m。
南襄盆地主要由泌陽(yáng)凹陷和南陽(yáng)凹陷組成,受造山帶伸展和北西向區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)雙重作用下,發(fā)育了晚白堊世—古近紀(jì)的伸展斷陷盆地。
泌陽(yáng)凹陷由北向南可分為三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元,即北部斜坡帶、中部深凹帶和南部陡坡帶。
泌陽(yáng)凹陷的形成經(jīng)歷了晚白堊世的初始斷陷期、古近紀(jì)的主斷陷期。主斷陷期是凹陷形成、發(fā)展的主要時(shí)期,又進(jìn)一步可以分為初期斷陷、穩(wěn)定斷陷、強(qiáng)烈斷陷和斷陷萎縮至消亡四個(gè)階段。
南陽(yáng)凹陷古近系最大沉積厚度4800m。呈南深北淺的箕狀,南斷北超,向凹陷北部地層逐漸抬高,厚度變薄,為一晚白堊世—古近紀(jì)的伸展斷陷。斷陷發(fā)展可分為三個(gè)階段,即斷陷初始階段、斷陷擴(kuò)展階段、斷陷萎縮階段。
1)初始階段(白堊系頂部、玉皇頂組、大倉(cāng)房組沉積時(shí)期)。
自白堊世以來(lái),由于地幔區(qū)域性上隆,凹陷內(nèi)張性斷裂開(kāi)始活躍,于中生代末期基本上形成一個(gè)南部受新野斷裂控制的、北抬南掉的單斷式凹陷,從而開(kāi)始了斷陷發(fā)育歷史。
玉皇頂組沉積時(shí)期,斷陷盆地發(fā)育處于早期階段,凹陷南部、北部斷裂活動(dòng)都比較強(qiáng)烈,凹陷快速下沉,填充了一套紅色粗粒碎屑巖,形成了平行斷裂走向的焦店、白秋兩個(gè)次凹。大倉(cāng)房組主要為一套河流相碎屑巖,上部有含膏泥巖。大倉(cāng)房組沉積末期,凹陷北部斷裂活動(dòng)明顯減弱,而南部新野斷裂活動(dòng)依然活躍,使焦店、白秋兩個(gè)次凹深度加深,沉積中心向南遷移。
2)擴(kuò)展階段(核桃園組三、二段沉積時(shí)期)。
進(jìn)入核桃園組沉積時(shí)期,凹陷轉(zhuǎn)入持續(xù)穩(wěn)定沉降階段。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期剝蝕作用,周?chē)缙?、師崗、新野凸起與湖盆相對(duì)高差明顯減小,物源供給已不如早期充分,從而形成了一個(gè)欠補(bǔ)償?shù)纳钏?、半深水的沉積環(huán)境,堆積了厚約2600m的細(xì)粒碎屑沉積物,其中有較厚的富含有機(jī)質(zhì)的暗色泥巖、頁(yè)巖等生油巖沉積建造。上述兩個(gè)次凹的沉積中心至核二段沉積末期已分別南遷到東莊和牛三門(mén)。
3)萎縮階段(核桃園組一段和廖莊組沉積時(shí)期)。
自核一段沉積開(kāi)始,凹陷轉(zhuǎn)為不均衡的緩慢上升,沉積范圍縮小,水體變淺,氧化作用加強(qiáng),形成一套紅色砂泥巖沉積。從廖莊組沉積時(shí)期起,沉積范圍急劇縮小,水體進(jìn)一步變淺。其末期湖盆完全消失,凹陷整體上升遭受剝蝕。
綜上所述,在第三變格期,秦嶺-大別北側(cè)地區(qū),以發(fā)育伸展斷陷盆地為主要特色;秦嶺-大別南側(cè)地區(qū)以發(fā)育陸內(nèi)前陸盆地、走滑撓曲盆地、伸展火山巖斷陷盆地為主要特色。雖然它們發(fā)育的盆地原型有所差異,但都是在各自特定的邊界條件下,統(tǒng)一的構(gòu)造動(dòng)力場(chǎng)作用的結(jié)果。
4.第四變格期(E3/N—Q)與成盆作用
從漸新世—中新世以來(lái),由于中國(guó)大陸重新處于匯聚環(huán)境中,西部主要褶皺-隆升,如四川盆地,東部或隆起(江南-雪峰以南),或因熱體制調(diào)整而轉(zhuǎn)化為坳陷沉降,原先的斷陷盆地之上疊加了坳陷盆地,如合肥盆地、周口盆地、南襄盆地、江漢盆地等,在此階段均轉(zhuǎn)化為坳陷盆地。
2.1.8.5 中新生代成盆構(gòu)造動(dòng)力學(xué)
研究區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)常用的構(gòu)造形跡有褶皺、構(gòu)造節(jié)理等。區(qū)域性褶皺所反映的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)是確定的:共軛初始雁行張裂隙(脈)所反映的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)也是確定的(吉讓壽,1985);對(duì)于剪切節(jié)理,應(yīng)在野外將其分期配套,而不能將野外所測(cè)得構(gòu)造節(jié)理參數(shù)投影到吳氏網(wǎng)上,以其優(yōu)勢(shì)方位進(jìn)行簡(jiǎn)單地判定主應(yīng)力軸方位,它只能反映區(qū)域節(jié)理發(fā)育的程度,不能準(zhǔn)確地反映應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)。因此,要堅(jiān)持野外分期配套的定性工作。由于多期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用于地質(zhì)體,從而使地質(zhì)體內(nèi)出現(xiàn)紛紜復(fù)雜的多組剪切節(jié)理、張剪節(jié)理和張節(jié)理等,給分期配套工作帶來(lái)了一定難度。在野外堅(jiān)持共軛剪切節(jié)理的分期配套原則時(shí),應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面:第一,在地層比較平緩時(shí),初始剪切節(jié)理的傾角是陡的;而當(dāng)?shù)貙觾A角大于45°時(shí),原先產(chǎn)生的共軛剪切節(jié)理至少有一組產(chǎn)狀變緩,在做應(yīng)力場(chǎng)分析時(shí),應(yīng)將地層恢復(fù)水平;第二,在先期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下,如地層已褶皺,后期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用所產(chǎn)生的共軛剪切節(jié)理,這時(shí)節(jié)理一般不垂直于地層,而與地理水平面成高角度相交;第三,在韌性變形區(qū),共軛剪切節(jié)理的共軛角一般大于90°;而在脆性變形區(qū),共軛角一般小于90°(李四光,1972;蘭母賽,1983)。綜合考慮上述三個(gè)方面的地質(zhì)因素,對(duì)于運(yùn)用共軛剪切節(jié)理確定構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)很有幫助。
在本區(qū)中生代盆地構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究中,我們根據(jù)上述的原理和方法,確定該區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用相對(duì)的先后順序,而時(shí)代的確定則主要考慮到以下幾個(gè)方面:第一,區(qū)域內(nèi)地層角度不整合或微角度不整合;第二,盆地發(fā)育期與盆地反轉(zhuǎn)期的構(gòu)造特征的確定;第三,某些構(gòu)造形跡只出現(xiàn)在該期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用期間及其以前形成的地質(zhì)體,而在其后期形成的地質(zhì)體絕不會(huì)出現(xiàn)該期的構(gòu)造形跡;第四,參考盆地周邊山系巖漿活動(dòng)的歷史。
1.晚三疊世—早中侏羅世的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)
正如前述,古特提斯封閉導(dǎo)致南秦嶺-大別晚古生代包括早、中三疊世的拗拉槽褶皺成山之后,華北板塊和揚(yáng)子板塊持續(xù)擠壓了約60Ma。萬(wàn)天豐(1995)在研究郯廬斷裂帶兩側(cè)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)時(shí),發(fā)現(xiàn)郯廬斷裂帶的兩盤(pán),早古生代地層基本上都可對(duì)比,晚古生代煤系地層明顯被斷裂帶所切斷,而且在靠近斷裂帶的地方,非但沒(méi)有盆地邊緣相的任何沉積特征,反而顯示了在靠近斷裂帶處煤盆地中煤系地層有增厚的趨勢(shì),煤變質(zhì)程度也有增強(qiáng)的趨勢(shì),這些都說(shuō)明斷裂帶肯定發(fā)生在晚古生代煤盆地形成之后。
重要的是,他對(duì)郯廬斷裂帶的兩側(cè)地區(qū)51幅比例尺1∶200 000地質(zhì)圖內(nèi)三疊紀(jì)及其下伏構(gòu)造層的研究,發(fā)現(xiàn)共有671個(gè)縱彎褶皺(其中背斜337個(gè),向斜334個(gè))再加58個(gè)共軛剪切節(jié)理系觀(guān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量,得出了本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)是以近南北向擠壓縮短為特征的,其最大主壓應(yīng)力軸的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀為SE160°∠9°,中間主應(yīng)力軸(相當(dāng)區(qū)域構(gòu)造線(xiàn))為NE70°∠3°,最小主壓應(yīng)力軸(即最大拉伸軸)為NW295°∠81°,近于直立(圖2-1-25)。但是,他確定本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)所發(fā)生的時(shí)間為250—208Ma是有誤的。第一,他所統(tǒng)計(jì)的671個(gè)縱彎褶皺包括發(fā)育在區(qū)內(nèi)三疊紀(jì)地層中的(這很重要),一般地講,某一時(shí)代的地層褶皺是該時(shí)代之后形成的。第二,區(qū)域地質(zhì)特征是,在早、中三疊世時(shí),南秦嶺-大別的拗拉槽還是發(fā)育期,因此將本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)發(fā)育的時(shí)代確定為T(mén)3—J1-2是合適的。其理由:①南秦嶺-大別的拗拉槽關(guān)閉是從晚三疊世開(kāi)始的;②秦嶺-大別兩側(cè)發(fā)育了T3—J1-2的陸內(nèi)前陸盆地;③秦嶺-大別地區(qū)大量的逆沖(方向?yàn)槟媳毕颍鄬佣喟l(fā)育在本階段(劉文燦等,1999;郭華等,2002)。
圖2-1-25 中國(guó)東部T3—J1-2構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)示意圖(據(jù)萬(wàn)天豐,1995,修改)
1.前三疊統(tǒng)巖石;2.三疊紀(jì)陸相沉積巖系;3.印支期侵入巖;4.褶皺軸跡(本圖僅示背斜);5.正斷層;6.逆斷層;7.平移斷層(左行);8.巖石的同位素年代(Ma);9.印支期區(qū)域與動(dòng)力變質(zhì)巖系;10.最大主壓應(yīng)力跡線(xiàn)(箭頭示擠壓方向) A.興安嶺-蒙古褶皺帶;B.中朝地塊西部;B′、C.揚(yáng)子板塊;C′.揚(yáng)子地塊北緣(大別-膠南地塊)
正如前述,本期近南北向區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用,導(dǎo)致秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)發(fā)育了第一變格期的壓性陸內(nèi)前陸盆地。
2.晚侏羅世—早白堊世構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)
秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)晚侏羅世—早白堊世的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征見(jiàn)圖2-1-26和表2-1-7??梢钥闯觯碣_世—早白堊世本區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)總體特征是:最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸睎|—南西向,最大主張應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。但在本區(qū)西南部如遵義、重慶、成都一帶略有偏轉(zhuǎn),最大主壓應(yīng)力在NE50°~NE60°之間,這與在第二變格期西部地區(qū)受怒江洋的封閉有關(guān)。
圖2-1-26 秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)J3—K1構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)圖
在中國(guó)東部,由于本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用,出現(xiàn)了如下的重大地質(zhì)事件:
1)在中國(guó)東部,從東北到東南,廣泛發(fā)育晚侏羅世—早白堊世的火山巖和相應(yīng)的侵入巖,對(duì)這套火山巖和侵入巖的研究表明,它們是在造山帶崩塌、地殼處于拉張狀態(tài)形成的(鄧晉福, 1996)。
2)正是由于這種拉伸作用,形成了我國(guó)舉世聞名的特大型的含油氣盆地——松遼盆地。松遼盆地在晚侏羅世—早白堊世登樓庫(kù)組沉積時(shí)期,表現(xiàn)為強(qiáng)烈的拉伸(瞿輝,2002),斷裂十分發(fā)育,斷距達(dá)數(shù)百米至上千米,形成塹壘結(jié)構(gòu),伴隨著這種拉伸作用,發(fā)育了侏羅紀(jì)的火山巖和次火山巖。
表2-1-7 秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)J3—K1構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)參數(shù)表
注:σ1.主張應(yīng)力軸;σ2.中間應(yīng)力軸;σ3.主壓應(yīng)力軸
3)郭華等(2002)研究燕山地區(qū)發(fā)育的近東西向展布的五條逆掩推覆體的形成年代證據(jù)時(shí)指出,這些逆掩覆體形成的時(shí)間上限為早白堊世,時(shí)間下限為早侏羅世,顯然這種近東西向展布的逆掩推覆體的形成與晚侏羅世—早白堊世時(shí)我們所獲得的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)相吻合絕非偶然。
4)據(jù)劉文燦等(2001)和王偉鋒(1997)新近研究,中國(guó)東部著名的郯廬斷裂的拉張-剪切變形狀態(tài),斷裂向地殼深部擴(kuò)展形成巖石圈斷裂,引發(fā)大規(guī)模的花崗巖類(lèi)侵入和火山噴發(fā)活動(dòng),并控制著白堊紀(jì)沉積斷陷盆地的分布。
萬(wàn)天豐(1996)研究認(rèn)為,在四川期(135~52Ma),郯廬斷裂為拉張正斷層,其區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)最大主壓應(yīng)力軸為NE24°∠8°。馬寅生等(2002)研究華北地區(qū)北部中新生代構(gòu)造體制時(shí)認(rèn)為,中晚侏羅世為一系列斷陷盆地,盆內(nèi)廣泛發(fā)育了同沉積伸展正斷層,并形成了北東向的盆地與盆地間斷塊隆起組成的第一個(gè)盆嶺構(gòu)造系統(tǒng);白堊紀(jì)的斷陷盆地與盆地間隆起組成了第二個(gè)盆嶺構(gòu)造系統(tǒng),并指出它們是北西—南東向伸展作用進(jìn)一步加深的結(jié)果。因此,華北地區(qū)晚侏羅世—早白堊世期間,區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力特征與本文所得到的結(jié)果相吻合。
5)正是由于晚侏羅世—早白堊世秦嶺-大別及其兩側(cè)地區(qū)這種構(gòu)造動(dòng)力學(xué)特征,才形成了本區(qū)的不同類(lèi)型的盆地原型。
3.晚白堊世—古近紀(jì)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)
晚白堊世—古近紀(jì)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征見(jiàn)圖2-1-27和表2-1-8??梢钥闯?,本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)總體特征為最大主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向,最大主張應(yīng)力方向?yàn)楸睎|—南西向;但在本區(qū)西部,應(yīng)力場(chǎng)方向略有偏轉(zhuǎn),最大主應(yīng)力方向?yàn)楸北蔽鳌夏蠔|向。
圖2-1-27 秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)K2—E構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)圖
表2-1-8 秦嶺-大別兩側(cè)地區(qū)K2—E構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)參數(shù)表
注:σ1.主張應(yīng)力軸;σ2.中間應(yīng)力軸;σ3.主壓應(yīng)力軸
在本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下,中國(guó)東部的構(gòu)造反映主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
1)東部大型斷陷盆地向坳陷轉(zhuǎn)化并反轉(zhuǎn)。
松遼盆地從泉頭組開(kāi)始由斷陷轉(zhuǎn)化為坳陷,至嫩江組為鼎盛坳陷階段,盆內(nèi)同時(shí)發(fā)育了一些小幅度隆起。嫩江組沉積以后,松遼盆地經(jīng)歷了一次褶皺運(yùn)動(dòng),與上白堊統(tǒng)四方臺(tái)組形成小角度不整合。此外,在盆地內(nèi)部發(fā)育了上白堊統(tǒng)明水組與古近系依安組之間的角度不整合,新近系以近水平產(chǎn)狀可上覆在古近系和上白堊統(tǒng)地層之上。由此可見(jiàn),本期構(gòu)造作用是一個(gè)漸變式的運(yùn)動(dòng)。
2)東部發(fā)育北北向褶皺、逆沖、隆升。
晚白堊世—古近紀(jì),在燕遼地區(qū)是一次擠壓造山運(yùn)動(dòng)。多數(shù)地區(qū)抬升剝蝕,缺失上白堊統(tǒng)的沉積,大量盆地因此而消亡。上白堊統(tǒng)僅在部分盆地有分布,如在內(nèi)蒙東南部喀喇沁斷隆北東部和南東側(cè)沉積了上白堊統(tǒng)孫家灣組河湖相紅色類(lèi)磨拉石建造。該套地層發(fā)育多個(gè)褶皺,其軸向?yàn)楸睎|東,褶皺的位態(tài)反映晚白堊世地層受到了北北西—南南東方向的區(qū)域性擠壓應(yīng)力場(chǎng)的作用(方曙等,2002)。此外,在華北北部及遼西地區(qū),發(fā)生在白堊紀(jì)末的逆沖斷裂系統(tǒng)多為北北東和北東走向,在盆地邊緣和盆地內(nèi)部均有展布,主要特征是斷層切割并逆沖到白堊系地層之上,如北票盆地的南天門(mén)逆沖斷裂就是一例(馬寅生等,2002)。在遼寧湯神廟盆地,由于此期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用,不僅使上侏羅統(tǒng)蘭旗營(yíng)組—下白堊統(tǒng)義縣發(fā)生褶皺倒轉(zhuǎn),還發(fā)育了馬圈山-塔子山逆沖推覆構(gòu)造,形成了飛來(lái)峰和構(gòu)造窗。
3)東部發(fā)育了多種小型原型盆地。
(1)走滑斷陷盆地。蘇北盆地是沿一組扭裂面(即剪切面)發(fā)育起來(lái)的走滑斷陷盆地。根據(jù)最近研究,成盆作用可分為三個(gè)階段:初始斷陷期(K2t-E1f),即湖盆普遍接受了上白堊統(tǒng)泰州組和古近系阜寧組沉積,但沉積嚴(yán)格受斷裂控制;強(qiáng)烈走滑斷陷期(E2d-E2s),戴南組和三垛組沉積受斷裂控制更明顯,各凹陷從深凹-斜坡-低突起超覆,沉積相從湖相、三角洲相為主演變?yōu)橐院恿飨酁橹?;坳陷期(N+Q),盆地在三垛運(yùn)動(dòng)后廣泛夷平,接受了大套河流相沉積,分布范圍廣,形成了一個(gè)向東傾斜的坳陷型盆地。
(2)發(fā)育陸內(nèi)前陸盆地。在四川早白堊世沉積后,由于構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換,大巴山先前的逆沖推覆作用造成的巖石圈被動(dòng)沉降已被解除,川東北廣大地區(qū)處于隆起狀態(tài),但是龍門(mén)山前緣在本期構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用,擠榨前淵盆地繼續(xù)發(fā)育,同時(shí)活動(dòng)中心向南西方向遷移,致使上白堊統(tǒng)—古近系沉積局限于盆地的西南部,并從此結(jié)束了擠榨前淵盆地發(fā)育的歷史。
綜上所述,在晚白堊世—古近紀(jì)期間,秦嶺-大別造山帶兩側(cè)地區(qū)的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)特征與先成盆地反轉(zhuǎn)、同期多種原型盆地發(fā)育及構(gòu)造變形特征相匹配。
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