葉良文，刁 謙，真允慶，3，4，巫 靜，3，宋 濤，3，張宏偉，3

（1.南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室，地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210093；

2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，南京 210073；

3.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局814隊，江蘇鎮(zhèn)江212005；

4.中國冶金地質(zhì)勘查工程總局三局，太原030002）

0 引言

近年來，廣大中外地質(zhì)學(xué)家對我國東北地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)、金屬礦產(chǎn)、能源資源和盆地成因等進行了深入研究，撰寫和出版了大量高水平的科技論文和成果專著，這對落實“攻深找盲”的找礦方針具有指導(dǎo)意義。本文將從區(qū)內(nèi)造山活動的多期性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、造山過程的長期性以及大陸增生特殊性等特征分析松遼延變型復(fù)合盆地控藏條件，試圖提出深部找藏工作的方向。不當之處，歡迎批評、指正。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景概述

我國的東北地區(qū)為西伯利亞板塊、華北板塊和太平洋板塊所挾持，為中亞構(gòu)造成礦域東段與西太平洋板塊俯沖構(gòu)造成礦域的疊加部位［2］（圖1a）。

區(qū)內(nèi)主要有NE-NNE向鄂霍次克斷裂、新林—喜貴圖斷裂、賀根山—黑河斷裂、佳木斯—伊通斷裂、敦化—密山斷裂和近EW向的西拉木倫—延吉斷裂及NNW向的黑龍江（牡丹江）拼合帶，三者組成了網(wǎng)格狀構(gòu)造格架。自西向東劃分為額爾古納微地塊、興安微地塊、松嫩微地塊、佳木斯微地塊與牡丹江微地塊。由于多期造山運動拼合成鑲嵌狀增生地質(zhì)塊體，可用“壅冰模型”概念解釋動力學(xué)機理［2］，故構(gòu)成山盆相間地貌。區(qū)內(nèi)分布有眾多的含油氣盆地群，松遼盆地居于其中，成為我國東部最大的成藏盆地。

圖1 亞洲東部構(gòu)造分區(qū)圖（a）與東北地區(qū)地質(zhì)簡圖（b）［1］Fig.1 Tectonic division map of East Asia（a）and geological sketch of the Northeast China（b）

本區(qū)深部呈現(xiàn)巨型的巖石圈不連續(xù)帶［3］（圖2）。在額濟納旗與大興安嶺之間有鄂霍茨克斷裂帶相隔，而大興安嶺與張廣才嶺之間為松遼盆地，前者巖石圈由方輝橄欖巖－二輝橄欖巖或二輝橄欖巖、方輝橄欖巖－二輝橄欖巖組成，為造山型巖石圈地幔；而后者由二輝橄欖巖組成，為裂谷型巖石圈地幔，這將是區(qū)域成礦、成藏作用的重要地質(zhì)背景。

圖2 現(xiàn)今中國北方大陸巖石圈類型及殼－幔巖石結(jié)構(gòu)［3］Fig.2 Present lithosphere types and crust-mantle structures under the continent of northern China

2 復(fù)合造山作用動力學(xué)特征

上世紀，板塊構(gòu)造理論就賦予“造山作用”新的內(nèi)涵，將大陸造山帶的造山過程看作是巖石圈板塊相互運動和碰撞作用的表征，它們之間的運動常以離散型、匯聚型和轉(zhuǎn)換型的狹窄邊界進行［4－5］。這種狹窄邊界即是指造山帶，多半是在板塊俯沖地域內(nèi)出現(xiàn)，形成所謂的俯沖型山鏈、碰撞型山鏈、陸內(nèi)型山鏈組成的復(fù)合造山帶［6］，具有長期活動及大陸增生的動力學(xué)特征。

2.1 復(fù)合造山帶的多期性和疊置性

東北地區(qū)的結(jié)晶基底為佳木斯微地塊的麻山群、興安微地塊的興華渡口群，主要是由含石墨大理巖、夕線石榴片麻巖、斜長角閃巖所組成的孔茲巖系，其成巖U-Pb年齡為610～850 Ma，而變質(zhì)年齡為500 Ma，它們多沿虎頭、雞西、蘿北、興華渡口和漠河一帶分布，總體出露面積＞1 300 km2，可稱為“泛非期孔茲巖帶”，實際是記錄了Rodinia到Goodwana大陸裂解離散的過程［1］（圖1b）。

取自松遼盆地南部鉆孔中片麻巖的U-Pb測年為1.8 Ga，而鐵力縣神樹地區(qū)出露的鐵力變質(zhì)砂巖U-Pb諧和年齡介于（503±7）Ma和（2 442±26） Ma之間，反映了基底至少存在3期構(gòu)造－巖漿事件，即泛非期構(gòu)造事件。再從張廣才嶺和伊春的二長花崗巖LA-ICPMS鋯石年齡為（508±15）Ma，鐵力花崗閃長巖年齡為（499±1）Ma，以及伊春東堿性花崗巖年齡為（471±3）Ma等數(shù)據(jù)，揭示了松遼盆地的基底存在著泛非期構(gòu)造－巖漿事件［7］。

興安微地塊的興華渡口群的31顆鋯石諧和年齡為（493±6）～（2 791±18）Ma之間，這些數(shù)據(jù)中鋯石年齡分布最集中的881～2 791 Ma為成巖年齡，變質(zhì)年齡是在500 Ma±。而且在額爾古納微地塊的北極村和漠河村出露的黑云母斜長片麻巖，其碎屑鋯石年齡也是介于（678±8）～（1 373±17）Ma，同樣揭示了存在有中新元古代基底。

圖3 東北地區(qū)泛非期孔茲巖帶的年齡譜圖與Sayang-Baikal地區(qū)麻粒巖相變質(zhì)巖對比［1］Fig.3 Relative probability plot of khondalite series in NE China compared with zircon ages from the neighboring Sayang-Baikal granulite facies rocks

從圖3可以看出，東北地區(qū)以夕線石榴片麻巖為代表的孔茲巖系年齡譜圖中，其碎屑鋯石核部的U-Pb法年齡多集中分布在608～820 Ma，主要副片麻巖類的年齡小于600 Ma，為新元古代晚期變質(zhì)基底的沉積產(chǎn)物。變質(zhì)事件主要是在500 Ma前后，與Sayang-Bakal泛非期造山帶完全相同。本區(qū)泛非期的巖漿活動大致分為2期：①分布在佳木斯、興安和興凱微地塊的石榴花崗片麻巖的年齡為510～550 Ma；②松遼、興安、額爾古納微地塊，并以漠河花崗巖體［8］、塔河輝長巖體［9］、多寶山巖體［10］以及小興安嶺巖體為代表，同位素年齡為485～504 Ma。充分表明本區(qū)廣泛分布的泛非期變質(zhì)結(jié)晶基底具有西伯利亞板塊的親緣性［11］，同時也闡明復(fù)合造山帶的多期性和疊置性。

2.2 復(fù)合造山帶的長期活動性

如前所述，全球Rodinia超大陸裂解波及本區(qū)，東北部及華北板塊之間因裂解而出現(xiàn)拉張型過渡陸殼，如佳木斯微地塊西南緣胡鐵嶺花崗閃長巖Rb－Sr等時線年齡（562±31）Ma或（544±38）Ma［12］，黑云斜長片麻巖U-Pb年齡539～510 Ma，變質(zhì)事件年齡（527±4）Ma［13］，均為興凱運動的印跡。

從早寒武世至早志留世，本區(qū)為陸緣及陸間裂隙槽，以火山碎屑碳酸鹽巖沉積為主。在永吉頭道溝有含鉻超鎂鐵巖及玄武巖，Sm-Nd年齡為（418± 24.1）Ma［14］，為隱伏縫合線的標志，代表了寒武紀－奧陶紀被肢解的蛇綠巖殘片［12］，可視為加里東期造山作用所產(chǎn)生的山根雜巖［15］。晚奧陶世火山巖的殘片分布廣泛，如伊通放牛溝、昌圖下二臺、湯原寶泉火山巖，其Rb-Sr等時線年齡分別為（455.7± 39.7）Ma，（456±36）Ma，（437.11±27.9）Ma［12］；張廣才嶺的雞嶺花崗閃長巖、小西林混染花崗巖、大豐二長花崗巖Rb-Sr等時線年齡分別為（445±11）Ma，（451±2）Ma，（456±2）Ma［16］；佳木斯碾盤山堿長花崗巖全巖Rb-Sr等時線年齡415 Ma；落花頂子鉀長花崗巖U-Pb年齡464 Ma；金星鉀長花崗巖Rb-Sr等時線年齡447 Ma［17］；懷德和平鄉(xiāng)石廠花崗閃長巖Rb-Sr等時線年齡394 Ma［18］。以上僅列舉了本區(qū)部分加里東期造山運動巖漿活動的記錄。

在加里東期所形成的擠壓型過渡性地殼基礎(chǔ)上，從志留世或早泥盆世地殼再次拉開，特別是晚泥盆世局部地區(qū)出現(xiàn)英安巖－流紋巖的火山活動，演化至早石炭世初期，盆地又一次閉合，并伴隨花崗巖侵入，揭示出硅鋁殼陸內(nèi)造山特征［18］。從吉林汪清縣新田石英閃長巖U-Pb法鋯石一致線年齡356.6 Ma［19］，琿春小西南岔及安圖魚亮子花崗閃長巖U-Pb等時線年齡351.3Ma［20］，伊通后廟嶺二長鉀長花崗巖全巖Rb-Sr等時線年齡（352.65±2.42）Ma［21］，上述花崗巖當屬華力西早期造山作用的佐證，標志著本區(qū)由過渡型陸殼轉(zhuǎn)化為初始成熟型陸殼。牡丹江地區(qū)347 Ma的花崗巖可作為佳木斯微地塊與興凱微地塊拼接的依據(jù)［22］。

華力西中晚期仍以拉伸作用為主，形成三叉型裂陷槽，接受了陸屑火山碳酸鹽巖－磨拉石沉積，并與火山巖共生，常出現(xiàn)半深水相的濁積巖和滑塌堆積，呈現(xiàn)大陸島弧及大陸邊緣環(huán)境特征。其火山巖包括余富屯、關(guān)溝門細碧角斑巖，唐家屯鈣堿性中酸性火山巖和窩瓜地的中酸性火山巖，它們的Rb-Sr等時線年齡分別為（301±27）Ma，305 Ma和（288 ±11）Ma。巖石化學(xué)和稀土元素模式研究顯示早石炭世－二疊紀中晚期的（花崗巖）形成環(huán)境：早期是以拉伸的大陸活動帶演化成弱造山的態(tài)勢，隨著造山運動演化，侵入的花崗巖體亦有所不同。在早期拉伸時，形成巖體一般規(guī)模不大，但在裂陷閉合造山階段，形成的巖體規(guī)模較大，如陸陸拼貼造山期的石英閃長巖－花崗閃長巖－二長花崗巖系列，和象征陸內(nèi)俯沖的白云母/二云母花崗巖，以及進入造山帶崩塌的A型花崗巖系列，在空間上呈疊置式產(chǎn)出，時間上連續(xù)演化，成為一個完整的構(gòu)造－巖漿旋回。在哈蘭達嶺東端的A型花崗構(gòu)造巖帶內(nèi)，發(fā)現(xiàn)殘留高壓變質(zhì)巖2處：一處是蛟河天南鄉(xiāng)EW向的羅圈溝—大石虎糜棱巖帶內(nèi)，殘存高鋁高壓變質(zhì)巖；另一處在永吉、磐石交界處，殘存在小河糜棱巖中的高錳質(zhì)高級變質(zhì)巖，推測其原巖均為石炭紀及二疊紀火山巖，與A型花崗巖帶的空間展布相吻合，應(yīng)為陸內(nèi)俯沖作用形成高壓變質(zhì)巖殘存的遺跡。

圖4 東北地區(qū)顯生宙火山巖（a）及花崗巖（b）分布圖Fig.4 The distribution map of Phanerozoic granites（b）and volcanics（a）in northeast China

至早三疊世，盧家屯組磨拉石建造與220～225 Ma堿性正長石－石英二長巖－過堿性花崗巖同時出現(xiàn)，反映了造山崩塌的表征，宣告了“吉黑造山作用”的結(jié)束，完成了對Pangaeaca聯(lián)合古陸拼合的積極響應(yīng)［15］。

至此，東北地區(qū)結(jié)束了古亞洲構(gòu)造域海侵歷史，逐漸被濱太平洋構(gòu)造運動所強化。亦進一步表明造山運動不間斷的長期活動性。

2.3 復(fù)合造山作用結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

印支運動后，本區(qū)和我國東部地質(zhì)構(gòu)造一樣，經(jīng)歷了燕山運動一次“大災(zāi)變”。故本區(qū)總體的構(gòu)造樣式取決于晚侏羅世－早白堊世的構(gòu)造－巖漿活動事件。關(guān)于復(fù)合造山作用結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）據(jù)古地磁數(shù)據(jù)顯示，中、晚侏羅世，華北板塊古緯度基本不變，而西伯利亞板塊逐步地向南漂移［23］，說明兩者之間產(chǎn)生明顯的SN向擠壓縮短變形。另一方面由于伊澤納奇板塊開始以NNW向俯沖于歐亞板塊之下，大致影響至錫霍特—阿林構(gòu)造帶，見有混雜巖出露［24］。在這兩個動力體系聯(lián)合作用之下，開始從古亞洲構(gòu)造域向古太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)化，使先期EW向構(gòu)造停止活動，并被古太平洋構(gòu)造NE－NNE構(gòu)造所取代［25－26］。

（2）全區(qū)以酸性－中基性巖漿劇烈持久活動。近年在松遼盆地很多鉆井中，都見有火山巖及花崗巖（圖4），經(jīng)鋯石U-Pb年齡測定，具有中晚侏羅世（135～169 Ma）、印支期（218～236 Ma）、華力西期（254～294 Ma）、加里東期（413 Ma）和前寒武紀（1 823 Ma）的火成巖的數(shù)據(jù)，即是有力的佐證。其中，以100～200 Ma的巖體為主（據(jù)185個年齡樣品統(tǒng)計）。張旗等將東北地區(qū)火山巖和花崗巖列為“G型大火成巖省”的范例［26］。實際應(yīng)是自元古代—第四系火山巖和花崗巖的巖漿雜巖體。

（3）火山巖分布具有明顯規(guī)律性。如東部近海溝的完達山地區(qū)火山巖為拉斑玄武巖，向西（即向內(nèi)陸方向）是以高鉀鈣堿性火山巖系列為主；火山巖的K2O含量自東向西有逐漸升高的趨勢；在噴發(fā)時代上，由老到新有從鈉質(zhì)向鉀質(zhì)過渡的關(guān)系。全區(qū)火山巖具有Ti，Ta，P，Sr等高場強元素呈低谷，而La，Hf，Tb，K，Rb等元素為峰值，在不相容元素圖解中呈典型的造山帶火山巖（圖略），亦可闡明是和板塊俯沖有關(guān)。但晚侏羅世的火山巖無Sr和P的低谷，相反早白堊世具有明顯的Sr低谷，反映了前者為擠壓造山，后者是造山帶的崩塌環(huán)境?；◢弾r的分布同樣也具有相似的規(guī)律，如松遼盆地西部碾子山早白堊世的A型花崗巖與鈣堿性花崗巖共生，東部則以鈣堿性I型花崗巖為主。如此規(guī)律變化，不同于單一的裂谷型拉伸環(huán)境，而是與造山帶崩塌作用有關(guān)［29］。

（4）造山過程中，由于火山－巖漿事件，促使地殼底侵作用及盆山耦合。據(jù)統(tǒng)計，大興安嶺中侏羅世－早白堊世的火山巖約占75％，屬于板內(nèi)堿性玄武巖，僅有少量大陸拉斑玄武巖，具有中酸性－中基性－酸性火山巖噴發(fā)演化旋回，多呈噴流－爆發(fā)交替夾有河湖相沉積層?；鹕綆r的巖石化學(xué)成分均顯示未經(jīng)分異、未經(jīng)虧損的地幔組分特征。在二連盆地額合寶力格（阿1井）和喀喇沁旗見有堿性橄欖玄武巖及玻基橄欖巖，在林西大乃林晚侏羅世的火山頸中有角閃巖（（138.6±3）Ma）貫入，侵入巖為花崗閃長巖－石英閃長巖－鉀長花崗巖系列和角閃二長花崗巖－二長花崗巖－鉀長花崗巖系列并存，為一套板內(nèi)拉張環(huán)境下的產(chǎn)物。

沿大興安嶺主峰，多處見有花崗巖呈環(huán)狀分布。如新林巖體，由外向內(nèi)，為晚三疊世（213 Ma）→晚侏羅世（136 Ma）→早白堊世（127 Ma）花崗巖分布，為典型的花崗雜巖體［30］。衛(wèi)星照片上見有EW向、NE向和NW向3組線性構(gòu)造呈120°相交，推測是與地殼的上隆有關(guān)［31］。

另外，區(qū)內(nèi)的東、中、西火山巖帶火山巖全堿的質(zhì)量分數(shù)分別為8.06％，9.00％和8.81％，火山爆發(fā)指數(shù)比為0.05∶1∶0.86，這是由于晚侏羅世的構(gòu)造伸展而引發(fā)火山爆發(fā)，并有斷陷盆地相間出現(xiàn)［32］。在北部的甘珠爾廟見有二疊系片巖、砂巖和上侏羅統(tǒng)火山巖，并組成對稱的變質(zhì)核雜巖［33］；在南部的喀喇沁地區(qū)也是由淺變質(zhì)的中侏羅統(tǒng)砂巖或板巖和沿低角度拆離面發(fā)育的晚侏羅世—早白堊世花崗巖構(gòu)成變質(zhì)核雜巖［34］。

顯而易見，在中生代伸展造山作用的動力學(xué)背景下，晚侏羅世—早白堊世為巖漿活動的鼎盛期，是因軟流圈隆起、地殼減薄、大面積拆沉、底侵所致。其直接證據(jù)就是在巖體內(nèi)發(fā)現(xiàn)早中生代麻粒巖和堆積巖包體。紫蘇輝石麻粒巖的同位素年齡為251～229 Ma，由金云母二輝巖、角閃巖、層狀輝長巖、輝長巖、斜長巖所組成的堆積巖（227～230 Ma）呈包體產(chǎn)出，被閃長巖（221～205 Ma）捕虜。同位素εNd（t）為正值、Sr（t）值較低的火成巖既可能來自地幔熔融的玄武巖漿，也可能是深部過程引起的殼?；旌虾笄治坏慕Y(jié)果，故使地殼增生，成熟度提高，這是底侵作用的有力證據(jù)。

3 復(fù)合造山過程與松遼盆地的形成

3.1 古地理演變歷史與松遼盆地的形成

由于復(fù)合造山作用，促使本區(qū)地殼相互俯沖、碰撞、擠壓、拉伸，大面積的拆沉、底侵作用構(gòu)成鑲嵌增生構(gòu)造帶［35］，成為脆弱地區(qū)，進而地殼大幅度地下沉，形成大規(guī)模的松遼盆地。從任紀舜等所繪制的蒙古—興安造山帶構(gòu)造圖（圖5）［36］得知，沿西伯利亞向南，華北（中朝）板塊向北各造山帶，按造山作用先后依次有規(guī)律地分布；斷裂構(gòu)造方向為EW-NE向，而侏羅紀—新生代太平洋板塊俯沖主要呈SN方向或NNE（NNW）的構(gòu)造框架。從地質(zhì)演變歷史分析，本區(qū)自元古宙Rodinia裂解后，形成一系列裂陷槽，至元古代末期，海域逐漸縮小，洋盆關(guān)閉，裂陷槽褶皺回返，中間微地塊、邊緣古地塊、褶皺帶相互拼接，最后形成統(tǒng)一的“古東北克拉通”［37］，經(jīng)過加里東旋回，本區(qū)東南部發(fā)生了褶皺與拼合，而西北部地區(qū)罕達氣—東烏珠穆沁旗一帶可能仍為海域。至早華力西期進入一個新的伸展、擴張階段，在喜桂圖旗、大興安嶺等地區(qū)，為溝－弧盆體系，持續(xù)到晚泥盆世－早石炭世，洋盆關(guān)閉，并有346～380 Ma的基性、超基性輝綠巖墻群侵入。大興安嶺—東烏珠穆沁旗北部一帶，加里東期在曾已形成的火山－巖漿弧雛形基礎(chǔ)上，又廣泛發(fā)育巖漿活動，原來弧后盆地進一步繼承性發(fā)展，又一次遭受海侵。在華北板塊北緣的赤峰—吉林—延邊，伊春—延壽加里東褶皺帶西部邊緣和佳木斯地塊的寶清地區(qū)，普遍發(fā)育有泥盆系及上石炭統(tǒng)海陸交互相、淺海相碎屑巖夾火山巖建造和碳酸鹽巖建造。歷經(jīng)早華力西期之后，本區(qū)古亞洲域洋殼基本全部消失，華北板塊與西伯利亞板塊增生帶全拼合在一起［37］。

圖5 東北地區(qū)復(fù)合造山帶構(gòu)造簡圖（據(jù)任紀舜等，1990；改編）Fig.5 Sketch map of compound orogenic belt of NE China

至關(guān)重要的是晚華力西－印支期間，本區(qū)又經(jīng)歷一次大范圍的伸展裂陷到擠壓閉合階段。在本區(qū)的西北部，主體在二連—賀根山深斷裂與溫都爾廟—西拉沐倫河斷裂之間及其鄰區(qū)，晚石炭世－早二疊世普遍發(fā)育了濱海相－海陸交互相沉積，厚近萬米并出現(xiàn)雙模式火山巖建造，火山巖主要為大陸拉斑玄武巖與鈣堿性玄武巖系列，為拉張裂陷活動的產(chǎn)物。二疊紀晚期，海侵沉積具有向東遷移變新的傾向。當?shù)貧ぐl(fā)生褶皺時，前期蛇綠巖殘片多呈底劈式侵位現(xiàn)象。在小興安嶺—松遼地區(qū)，因地殼隆起，缺失寒武系－下石炭統(tǒng)，自晚石炭世開始，發(fā)育有陸相中酸性火山巖及湖相沉積。早二疊世，斷陷繼續(xù)沉降，沉積以淺海相碎屑巖、泥巖－碳酸鹽巖建造為主，晚期伴有中酸性－基性火山活動，繼而海水退出。早三疊世發(fā)育陸相湖盆雜色碎屑巖沉積。在印支期間全區(qū)有大規(guī)模巖漿活動，相伴形成褶皺［37］。

總的來說，在石炭紀－二疊紀期間，本區(qū)西部和東部的沉積建造略有差異，但總體是沿EWNE-NNE向斷裂構(gòu)造形成三角形裂陷槽［38］，可稱為石炭－二疊紀殘留盆地（圖6）。

從圖6亦可得知，以松遼盆地和二連盆地為代表的中－新生代陸相盆地是在東北亞大陸裂谷背景下形成的。它們的分布范圍和形態(tài)與晚石炭世－二疊紀海相沉積盆地并不完全相同（張興洲等，2008），兩者重合故可視為延變型古－中（新）生代疊合盆地。

圖6 東北地區(qū)中、新生代盆地與晚古生代盆地疊合關(guān)系［2］Fig.6 Superimposision relation of Mesozoic-Cenozoic and Late Palaeozoic basins in northeastern China

中侏羅世晚期，本區(qū)由古亞洲洋構(gòu)造域向濱太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)化［39］。因伊澤奈岐板塊斜向俯沖，促使軟流圈上涌，莫霍面隆起，火山巖漿活動頻繁，地殼大幅度沉降，形成松遼盆地，故成為水（沉積巖）、火（火山巖）交互沉積的含油氣陸相建造。同時，又受太平洋板塊俯沖和陸內(nèi)造山作用的影響，構(gòu)構(gòu)成典型的坍塌裂谷，形成“南北成行、東西成塊”的斷褶構(gòu)造樣式，在剖面上形成“中坳、下斷、上隆、頂平”四元構(gòu)造結(jié)構(gòu)。前者為伸展型同步坳陷作用的結(jié)果，后者是反轉(zhuǎn)擠壓差異坳陷作用的反響［40］。

3.2 巖石圈結(jié)構(gòu)與松遼盆地的成因淺析

圖7 東北地區(qū)不同深度vp速度等值線立體示意圖（據(jù)張興洲等資料改繪）［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］曾對地表（中、新生代陸相沉積）－地殼（海相晚古生代沉積）－巖石圈“三層式”構(gòu)造進行了研究，認為地表構(gòu)造以NNE向斷褶構(gòu)造為主，深部古生代沉積巖地殼以NEE向構(gòu)造為主，而本區(qū)巖石圈地幔的低速層深淺不一，無固定連續(xù)的頂界面，但底界面卻十分穩(wěn)定，深度為230～240 km，甚至可達Moho面，低速帶代表著新生的巖石圈地幔，而高速帶代表了早期巖石圈地幔異常體，兩者犬牙交錯，反映新生代地幔對早期地幔有所取代。在45～90 km深度巖石圈地幔的vp速度等值線呈NNW－近SN方向展布，并在松遼盆地兩側(cè)分布有長達數(shù)百千米的高速層；在90～240 km深度的低速異常圈層（vp＝8.0～8.2 km/s）分為上、下兩層：上部（90～170 km）呈EW向展布，而下部（170～240 km）的vp等值線則呈相對均勻的圓環(huán)狀；在最深的340～400 km出現(xiàn)環(huán)形高速異常體［2］（圖7）?？傮w來看，從地表的陸相地層→下伏T5以下的晚古生代地層及結(jié)晶基底（Pt1－2）→巖石圈的“三層式”構(gòu)造格局構(gòu)成“立交橋式”構(gòu)造樣式［2，41］。

袁學(xué)誠等［42－44］根據(jù)地震層析資料研究，認為在日本列島深部20～40 km處為一低速帶（圖8a），再下為高速帶。該低速帶以低角度穿過日本本州地區(qū)，到達日本海后傾角變陡，直至我國大陸邊緣（131.0°E，地表相當于吉林琿春一帶），呈現(xiàn)了太平洋板塊以低角度向亞洲大陸俯沖，并認為東北地區(qū)的中生代構(gòu)造－巖漿事件與太平洋板塊的俯沖密切相關(guān)。而且，松遼盆地及相鄰盆地群的形成均是因為軟流圈的上升破壞了巖石圈地幔（呈細頸形），故而形成新生地幔和殘留地幔（上部為大面積圓形）并存的“蘑菇云”狀巖石圈構(gòu)造（圖8b），并引起地殼減薄、去根、剝蝕、底侵、拆沉等多種動力學(xué)機制，形成沉積盆地。因此，可認為東北地區(qū)的油氣藏和金屬（非金屬）礦床與中新生代地幔柱活動具有千絲萬縷的聯(lián)系（將另文討論）。

4 松遼盆地深部找藏方向的探討

大慶油田是我國乃至世界著名的大型油氣田，當前開展深部找藏工作不僅具有深化石油地質(zhì)學(xué)的理論意義，而且具有極其重要的經(jīng)濟意義。綜合東北地區(qū)復(fù)合造山帶與構(gòu)造－巖漿活動事件的研究和分析，勘查海相油氣田具有良好的找藏潛力。

4.1 松遼盆地深部找藏的主要地質(zhì)依據(jù)

從耿樹方等［46］最新成果《亞洲中部及鄰區(qū)能源礦產(chǎn)成礦規(guī)律圖（1∶2 500 000）》獲知，從松遼盆地→赤峰—開魯盆地→二連盆地基本相連，而東部因郯廬斷裂北段延伸的佳（木斯）—伊（蘭）斷裂為左行錯移走滑斷裂，它切斷了松遼盆地與泛三江—哈巴羅夫斯克盆地。如通過構(gòu)造復(fù)位，兩盆地的長軸方向，并不是目前的NNE向，而應(yīng)是NEE向［47－48］，這與晚古生代地層（C－P）沉積的方向恰好一致。

圖8 東北地區(qū)地震層析剖面圖（a）及縱向S波地震層析剖面（b）［42－44］Fig.8 The seismic tomographic sections（a）and The latitudial S-wave seismic tomographic profiles（b）in northeastern China

經(jīng)過對松遼盆地的長期勘查，資料證實盆地內(nèi)賦存多層烴源巖。徐家圍子斷陷即為典型實例（圖9）［49］：芳深2井中石炭統(tǒng)－二疊系烴源巖對天然氣的成藏貢獻率可達85％以上，芳深8井中石炭統(tǒng)－二疊系的成藏貢獻率亦占20％以上；以上特征足以說明，本區(qū)生產(chǎn)的天然氣為混合氣［49］。截至目前，松遼盆地已有62口鉆井鉆過二疊系，主要分布在盆地東部的三肇—農(nóng)安、北安—拜泉地區(qū)，北部林甸地區(qū)和西部斜坡面積達7.2×104km2，二疊系一般厚度3 000～4 000 m，最厚6 000 m。據(jù)分析（表1）［50］，二疊紀泥巖的有機質(zhì)含量很高（0.4％～3.45％，平均1.13％），氯仿瀝青“A”平均值為227.2 ×10－6，生烴能力平均值為0.40×10－3，含氫指數(shù)較低（18.06×10－3），反射率0.51％～7.6％（可分為3組，以4.0％～7.6％為主，約占總數(shù)的54.2％）。通過深層天然氣的混合氣源計算，可確認二疊系烴源巖對成藏均有所貢獻，只是在不同區(qū)塊所占比例差異較大，如芳深1井和芳深2井都有次生氣的存在，反映二疊系烴源巖的二次生烴量豐富，具有較大的油氣資源勘查前景［50］。

圖9 徐家圍子斷陷不同源巖對天然?氣成藏的貢獻比例關(guān)系圖［49］Fig.9 Relationship of contribution ratio of different source rocks for hydrocarbon accumulation in the Xujiaweizi fault depression

二連盆地的上古生界下部為泥盆系安格爾烏拉組，由砂巖、粉砂巖、泥巖組成，厚2 192～3 871 m。其上為上石炭統(tǒng)本巴圖組：一段為泥巖、砂巖互層，厚4 012 m；二段為砂巖夾灰黑色粉砂巖夾泥巖和安山巖，厚達1 379 m。再上為下二疊統(tǒng)壽山溝組，下部為泥巖和砂巖互層，上部為泥巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)條帶灰?guī)r及細礫巖；中下二疊統(tǒng)大石寨組的底部與壽山溝組呈不整合接觸，其下部為細碧巖、輝綠巖、玄武巖夾泥巖和石灰?guī)r透鏡體，代表早期劇烈的海底火山活動；中二疊統(tǒng)又可分為哲斯組和林西組，前者為一套淺海相碎屑巖和生物碎屑巖組合，后者為一套湖泊相灰色、灰黑色碎屑巖組合。上述地層共同的特征是含豐富的動、植物化石及化石碎片，發(fā)育有6套烴源巖，有機質(zhì)含量見表2。

二連盆地泥巖的R0為0.85％～1.6％，牙形石色變指數(shù)一般為2.5～4.5，飽和烴的ββC29/∑C29值一般為25％～45％，說明該區(qū)上古生界總體處于成熟－凝析油濕氣階段，僅局部地區(qū)進入干氣階段；演化程度適中，具有良好的生油能力，6層烴源巖中以壽山溝組和哲斯組暗色泥巖厚度大、有機質(zhì)豐度高，是二連盆地重要的烴源巖，具有形成原生油氣藏的有利條件，深部油氣勘查前景廣闊［51］。

4.2 深部找藏的主攻方向與建議

松遼盆地及其周邊盆地深部找藏工作，其主攻方向是強化成藏的第二空間（5 000～10 000 m）的油氣勘查［52］，概括有以下幾點：

（1）首先是要加強松遼盆地的深部石炭－二疊系海相地層成藏研究，要重點查明泥巖作為有效烴源巖的成藏作用，還要研究碳酸鹽巖對成藏的貢獻，結(jié)合已知陸相盆地構(gòu)造特征和成藏條件，為深部找油、找氣開拓新的潛在空間，借助重、電、磁、震、遙等資料，著重研究T5以下生長斷裂的產(chǎn)狀，建立三維模型，圈定深部找藏靶區(qū)。

（2）大量的陸相油田勘查、研究成果和生產(chǎn)資料證明，松遼盆地在晚侏羅世－早白堊世有多期火山活動噴發(fā)，油氣田的空間位置常與火山機構(gòu)關(guān)系密切。而泥盆系、石炭系和二疊系中海相火山的噴－溢也很活躍，因此深部尋找海相火山巖型油氣田應(yīng)是今后深部勘查的重中之重［53］。當然，火山巖自身不能生成有機烴類，若遇有效烴源巖匹配，確是成藏的關(guān)鍵。其中近源組合更有利于成藏，生烴中心控制油氣分布；而遠源組合需有斷層或不整合面溝通才能成藏。松遼盆地多以近源組合為主，沿斷裂高部位爆發(fā)相儲集層發(fā)育，常形成構(gòu)造巖型油氣藏；在西側(cè)斜坡部位，噴溢相大面積分布，經(jīng)裂隙改造的儲集層有利于形成巖性油氣藏［54］。

表1 松遼盆地二疊系泥巖有機質(zhì)豐度［50］Table 1 Organic matter abundance of Permian pelite in Song Liao basin

表2 二連盆地上古生界烴源巖厚度及有機質(zhì)含量［51］Table 2 The thicknesses of Upperpaleozoic source rock and the orgonic carbon content in Er Lian basin

（3）國外在深部的太古宙和元古宙結(jié)晶基底中已發(fā)現(xiàn)油氣田［55－57］。真允慶等［58－59］曾綜合我國油田的氦、鉛、鍶、釹等同位素組成，充分論證油氣為“二元”成因；因此，在深部應(yīng)找無機成因的油氣，可作為當今的重點課題。

（4）詳細地質(zhì)調(diào)查也已證實，松遼盆地東部的佳木斯—伊蘭斷裂、敦化—密山斷裂為大型左行走滑斷裂，前者切錯了松遼與泛三江—哈巴羅夫斯克盆地，后者錯移了雞西—七臺河盆地和虎林盆地。若對它們進行構(gòu)造復(fù)位，無疑會有助于拓寬油氣勘查新思路和擴大勘查油氣潛力［37］；同時，也為研究大型走滑斷裂帶相關(guān)的盆－山構(gòu)造體系提供基礎(chǔ)，有利于重新審視和評價油氣資源的前景［60］。

（5）重點要了解石炭－二疊紀殘留盆地的邊界與上覆陸相盆地的耦合關(guān)系，建立四維構(gòu)造模型，特別注重對T5以下斷裂與火山機構(gòu)的了解，這是深部找藏的關(guān)鍵所在。

楊文采等［61］對深部油氣勘探提出4種尺度，逐步解釋盆地深層油氣藏賦存空間與規(guī)模問題，不妨可作為今后勘查工作的參考：

區(qū)域尺度。在地磁場、重力場、地溫場、大地電磁場、地震波速度場的研究中，依據(jù)大地構(gòu)造物理學(xué)理論和方法，查明區(qū)域地殼與上地幔性質(zhì)的不均一特性和原因，提出中、下地殼流體活動與盆地油氣生成相關(guān)信息，為油氣遠景評估提供基礎(chǔ)資料。

盆地尺度。根據(jù)盆地內(nèi)大量地震數(shù)據(jù)中極其豐富的地層、巖性和流體信息，應(yīng)用有源體波CT技術(shù)，準確測量和反演S波和P波波速，繼而達到解釋深層油氣賦存空間和規(guī)模的目的。

圈閉尺度。地震數(shù)據(jù)的處理不僅可以對構(gòu)造成像，而且可以系統(tǒng)提取深層油氣賦存地層、巖性和流體的信息，可宏觀指導(dǎo)鉆探工程布設(shè)，在最有油氣遠景的復(fù)雜油氣圈閉地段進行驗證。

油氣儲層尺度。開展井中物探、井間剩余油氣的技術(shù)研究和試驗。

5 結(jié)束語

通過東北地區(qū)復(fù)合造山作用研究，沿華北板塊北緣構(gòu)造斷裂增生帶在EW-NE-NNE向華力西期構(gòu)造域內(nèi)，形成三角形石炭－二疊紀殘留盆地，上覆有沿嫩江斷裂和佳伊斷裂帶發(fā)育的松遼盆地，構(gòu)成延變型復(fù)合盆地（二連盆地－松遼盆地－泛三江—哈巴羅夫斯克盆地），具有巨大的勘查潛力。

致謝：在研究過程中，承蒙牛樹銀教授、袁學(xué)誠研究員、耿樹方研究員、王登紅研究員熱情指導(dǎo)，初稿又經(jīng)謝桂青博士、唐俊華博士審閱，提出寶貴意見，在此謹表謝意！

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