程三友， 劉少峰， 蘇 三

(1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054;2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;3.雪佛龍德士古中國能源有限公司，四川 成都 610021)

三江盆地在中生界地層研究中起著舉足輕重的作用，也是眾多學(xué)者關(guān)注和研究的重點地區(qū)之一(胡志方等，2007;徐善法等，2006)。黑龍江省東部三江盆地位于黑龍江省東北部，地處黑龍江、松花江與烏蘇里江“三江”匯合之處，處于中亞蒙古構(gòu)造域東部與東北亞環(huán)西太平洋構(gòu)造帶的復(fù)合部位，是上疊于前中生代基底之上的中、新生代盆地(楊光等，2001;胡志方，2006;王偉濤等，2007;高春文，2007)。盆地整體呈北東向延伸，東隔烏蘇里江、北隔黑龍江與俄羅斯相望，西達(dá)佳木斯市和鶴崗市，南抵完達(dá)山北麓的雙鴨山市—寶清縣—饒河縣，東側(cè)與那丹哈達(dá)晚侏羅世增生地體相鄰，西側(cè)與依蘭—伊通斷裂帶中的湯原斷陷相鄰。三江盆地自西而東可劃分為佳木斯隆起、綏濱坳陷、富錦隆起、前進(jìn)坳陷四個一級構(gòu)造單元(圖1)(馬小剛等，2000;程三友，2006;胡志方等，2007;郭少斌等，2008;侯偉等，2007;武國忠等，2007;馬金龍等，2007;張立含，2007)。綏濱坳陷的上侏羅統(tǒng)東榮組暗色泥巖及煤系地層和下白堊統(tǒng)城子河組、穆棱組是主要的烴源巖層，綏濱坳陷下白堊統(tǒng)煤系地層具有良好的油氣勘探前景，是盆地中含油氣遠(yuǎn)景最有利的坳陷(唐振海等，2005;侯仔明等，2010;朱春俊等，2011)。本文在新處理的地震資料的基礎(chǔ)上，采用構(gòu)造－地層分析方法，通過選取5條地震剖面進(jìn)行二維構(gòu)造—地層解譯，分析盆地總體結(jié)構(gòu)特征，對綏濱坳陷下一步油氣勘探具指導(dǎo)意義。

1 綏濱坳陷地質(zhì)概況

圖1 三江盆地構(gòu)造單元劃分圖(馬小剛等，2000;程三友，2006)Fig.1 Tectonic units of Sanjiang basin(after Ma et al.，2000;Cheng，2006)

三江盆地綏濱坳陷位于黑龍江省綏濱縣城以西，是三江盆地中最重要的坳陷。該坳陷總體走向北東，平面展布呈寬條狀四邊形，其西邊以佳木斯斷裂與佳木斯隆起為界，東部與富錦隆起呈斜坡過渡關(guān)系(馬小剛等，2000;侯偉等，2007;武國忠等，2007;朱春俊等，2011;張立含，2008)，南部與興安斷背斜構(gòu)造帶相鄰。坳陷內(nèi)部自西向東可以劃分為中伏屯凸起、軍川—南大林子凹陷、四方林子斜坡(圖2)。其中四方林子斜坡可進(jìn)一步劃分為北崗鼻狀構(gòu)造帶、普陽斷鼻構(gòu)造帶、天青背斜構(gòu)造帶。綏濱坳陷內(nèi)斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，除邊界大斷裂外，絕大多數(shù)斷裂為逆沖斷裂，其中坳陷北部逆沖推覆比坳陷南部更劇烈(胡志方等，2007;王朋巖等，2008;馬金龍等，2007)。斷裂體系主要由北北西－北西向和北東向兩組斷裂構(gòu)成。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育地層主要有中侏羅統(tǒng)綏濱組、上侏羅統(tǒng)東榮組、下白堊統(tǒng)城子河組、穆棱組和東山組(唐振海等，2005;陳秀艷等，2006)。綏濱坳陷自中侏羅世開始接受沉積，至早白堊世結(jié)束了斷陷期，形成了一套海陸交互相碎屑巖沉積(綏濱組J2s、東榮組J3dr)和陸相碎屑巖含煤沉積(城子河組K1ch、穆棱組K1m、東山組K1d)。東山組沉積后盆地西部整體抬升，遭受剝蝕，直至新近紀(jì)方結(jié)束剝蝕狀態(tài)(朱春俊等，2011)。區(qū)塊經(jīng)過了多期次構(gòu)造運動，早期形成的斷層在后期構(gòu)造運動中再次活動，并且斷裂發(fā)育的部位也具有繼承性(胡志方等，2007;馬小剛等，2000)。多數(shù)研究者認(rèn)為:三江盆地綏濱坳陷的基底為華力西期褶皺帶和元古代褶皺系，均已經(jīng)歷不同程度的變質(zhì)作用，在此基礎(chǔ)上，從晚侏羅世開始形成，在白堊紀(jì)經(jīng)歷兩個重要構(gòu)造運動階段，一是早白堊世初期的伸展作用，另一個是反轉(zhuǎn)構(gòu)造運動，早白堊世初期的盆地結(jié)構(gòu)被后期逆沖作用改造，逆斷層十分發(fā)育，經(jīng)歷了不同類型的中、新生代成盆作用的疊加(劉德來，1996;馬小剛等，2000;侯貴廷等，2004;唐振海等，2005;陳秀艷等，2006)。

2 盆地沉積充填序列

圖2 三江盆地綏濱坳陷構(gòu)造單元及測線位置(朱春俊等，2011;張立含，2008)Fig.2 Tectonic units and survey transects of the Suibin sag in Sanjiang basin(Zhu et al.，2011;Zhang，2008)

根據(jù)野外露頭、鉆井資料和前人研究成果(沙金庚等，2005;陳秀艷等，2006;胡志方等，2007;王偉濤等，2007;張立含等，2007;于有，2007;郭少斌等，2008;胡志方，2008;侯仔明等，2010)，并與周邊地區(qū)地層對比，將三江盆地綏濱坳陷白堊紀(jì)沉積充填序列自下而上劃分為下白堊統(tǒng)城子河組、穆棱組、東山組，其上缺失上白堊統(tǒng)。

城子河組(K1ch)其下部以中細(xì)粒砂巖與泥巖、粉砂巖互層為主，夾凝灰質(zhì)砂巖、碳質(zhì)泥巖及薄煤層;中部以中粗粒砂巖為主，夾細(xì)砂巖、粉砂巖和碳質(zhì)泥巖及多層煤層，凝灰質(zhì)增多;上部為粗—中細(xì)粒砂巖與粉砂巖、泥巖韻律性互層，夾煤層。城子河組主體為一套曲流河沖積平原、湖三角洲及淺湖、濱岸海灣沉積體。

穆棱組(K1m)下部由灰白色、灰黑色的細(xì)砂巖、粉砂巖夾中細(xì)粒砂巖、泥巖和多層薄層灰綠色凝灰?guī)r及煤層組成;中部以灰白色細(xì)砂巖和灰黑色泥巖互層為主，夾粉砂巖及多層灰綠色凝灰?guī)r，含煤層;上部以灰白色、灰黑色細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖為主，夾泥巖、凝灰?guī)r及煤層。本組主要為一套湖泊、湖三角洲、沼澤與曲流河交替變化的陸相沉積(圖3)，與下伏地層呈假整合和局部不整合接觸。三江盆地穆棱組殘留分布范圍較小，僅分布于綏濱坳陷西南部一隅，有深湖相、半深湖相、濱淺湖相和三角洲前緣相沉積，物源區(qū)位于凹陷的東西兩側(cè)。

東山組(K1d)與穆棱組相伴出露，在三江盆地綏濱坳陷主要見于西南部的中伏屯凸起。東山組為一套中性火山碎屑巖夾正常沉積巖組合，由灰綠色安山質(zhì)火山角礫巖、凝灰?guī)r為主，夾火山集塊巖、安山巖和砂巖、砂礫巖、泥巖組成。其中的碎屑巖沉積相主要為扇三角洲和湖相，與下伏地層呈不整合接觸。該組沉積時期具海侵，海相地層主要分布于綏濱坳陷的東部和北部，巖性組合比較單一，以厚層灰白色、淺灰色細(xì)砂巖及灰黑色泥巖為主，夾中砂巖、凝灰?guī)r薄層或凝灰質(zhì)粉砂巖;海陸交互相地層主要發(fā)育于綏濱坳陷西南部。

3 地震剖面解譯

根據(jù)地震剖面資料，三江盆地綏濱坳陷可劃分為五個反射界面(T5，T43，T42，T41，T4 和 T3)，經(jīng)鉆井證實它們分別相當(dāng)于東榮組底界(J3d)、城子河組底界(K1ch)、穆棱組底界(K1m)、東山組底界(K1d)、上白堊統(tǒng)底和新生界底界，均為不整合面。

分析T5(基底頂)、T43(城子河組底)、T42(穆棱組底)、T41(東山組底)反射層構(gòu)造圖結(jié)構(gòu)表明(于有，2007;張立含，2007)，綏濱坳陷雖然呈現(xiàn)出北北東走向的坳陷，但是內(nèi)部發(fā)育大量呈北西、北北西走向的逆沖斷層，并且在四方林子斜坡發(fā)育一些北西向的坳陷。穆棱組和東山組發(fā)育范圍逐步向西遷移，沉積范圍不斷減小。并且在綏濱坳陷西北側(cè)發(fā)育呈北東向展布的逆沖斷層，它們與其南部和東部的斷層展布明顯不協(xié)調(diào)。

SJJB-04-EW-1地震剖面(圖4，剖面位置見圖1)以近東西方向橫切三江盆地內(nèi)部各個單元，基本揭示了盆地構(gòu)造格架。剖面上清楚地顯示，西側(cè)綏濱坳陷早期(城子河組、穆棱組、東山組)為一裂谷盆地，坳陷中心位于軍川—南大林子凹陷，頂部新生界地層與下伏下白堊統(tǒng)東山組等呈角度不整合接觸關(guān)系，西側(cè)正斷層對盆地形成具有控制作用。在凹陷東側(cè)發(fā)育東傾西沖或西傾東沖的逆沖斷層，由于這些逆沖斷層逆沖抬升，凹陷東緣上部地層，如城子河組、穆棱組和東山組等遭受不同程度上的剝蝕，從而導(dǎo)致凹陷現(xiàn)今形態(tài)的不對稱。初步分析表明，綏濱坳陷中主要地層未見明顯向西超覆或減薄現(xiàn)象，因此，還沒有證據(jù)證明綏濱坳陷在同裂陷期(城子河組、穆棱組、東山組)的半地塹式形態(tài)。至少可以認(rèn)為，富錦隆起是頂部地層剝蝕嚴(yán)重，其定型時間主要為晚白堊世，定型性質(zhì)與逆沖作用有關(guān)。前進(jìn)坳陷是一個向東不斷加深的坳陷，坳陷西緣為一受逆沖作用強(qiáng)烈改造的斜坡，在逆沖斷層上盤地層剝蝕，在逆沖斷層下盤部分白堊系地層保存。在坳陷東緣為深斷陷，主要受東緣正斷層控制。

圖3 城子河組曲流河沖積平原沉積(左)和穆棱組湖三角洲沉積旋回(右)Fig.3 Meandering river alluvial plain sediments in Chengzihe formation(left)and Lake Delta sedimentary cycles in Muling formation(right)

綏濱坳陷內(nèi)部地震剖面表明，它是一個后期被分布性的逆沖斷層強(qiáng)烈改造的坳陷盆地。內(nèi)部斷層主體為北西、北北西向和部分北東向。北東向逆沖斷層主要發(fā)育于坳陷西北端。坳陷東部斜坡中的近南北向地震剖面SJ89-SN-284主要顯示為逆沖斷層(圖5)。雖然穆棱組、東山組基本被剝蝕，但是其保留的地層單元，如城子河組和東榮組的厚度在斜坡區(qū)變化不大，因此，綏濱坳陷東部的隆起可能為一主要受逆沖作用改造的隆起。SJ-03-EW-95地震剖面上顯示坳陷西北端北東向逆沖斷層向南東逆沖推覆于坳陷西側(cè)的軍川—南大林子凹陷白堊系東山組地層之上，并且盆地中的東榮組、城子河組被卷入逆沖上盤變形。坳陷東部斜坡，即逆沖斷層的下盤，還發(fā)育小型西南傾、向北東逆沖的斷層。兩套逆沖斷層走向不一致，可能為不同期的構(gòu)造，前者形成晚，后者形成早，它們均被第三系不整合覆蓋(圖6)。在坳陷南側(cè)近東西向的SJJX-03-EW-35地震剖面上，同樣發(fā)育不同指向的逆沖構(gòu)造，剖面東段穆棱組及其以上的白堊系地層均被剝蝕，之上被第三系不整合覆蓋(圖6)。結(jié)合平面圖分析(圖2)，這些逆沖斷層展布方向均為北西向或北北西向。在盆地南部邊緣處的地震剖面SJ-05-SN-273明顯顯示出盆地邊緣興安斷背斜構(gòu)造帶中發(fā)育的北西西向逆沖斷裂。根據(jù)斷裂兩側(cè)的地層厚度變化，可以推測這些逆沖斷層早期可能為正斷層，控制了北側(cè)白堊紀(jì)盆地沉降與沉積(圖6)。

綜合以上地震剖面和反射層構(gòu)造圖(于有，2007;張立含，2007)進(jìn)行分析表明下白堊統(tǒng)城子河組、穆棱組、東山組可能均代表了斷陷盆地相的沉積充填。三江盆地西部主體缺失東山組之上的白堊系沉積，而東部上白堊統(tǒng)與東山組不整合接觸，表明盆地在早白堊世初之后遭受了構(gòu)造應(yīng)力場反轉(zhuǎn)擠壓作用，發(fā)生隆升剝蝕(劉德來等，1996;侯貴廷等，2004)。因此，東部盆地帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)時間可能更早，發(fā)生于早白堊世末期，從而導(dǎo)致三江盆地東山組地層剝露和逆沖斷層發(fā)育。

4 三江盆地綏濱坳陷的盆地性質(zhì)討論

三江盆地是東北地區(qū)結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、受后期改造最為強(qiáng)烈的盆地之一。對該盆地的初步研究成果分析具有如下主要特征，三江盆地綏濱坳陷早白堊世初期的盆地結(jié)構(gòu)已經(jīng)被后期逆沖作用改造;結(jié)合整個三江盆地構(gòu)造特征分析，以東山組頂面為界由前期的伸展轉(zhuǎn)換為擠壓在三江盆地普遍存在，并且在盆地西部表現(xiàn)強(qiáng)烈，發(fā)育了眾多的逆沖斷層和該界面上覆的白堊系地層缺失和界面以下的地層強(qiáng)烈的隆升剝蝕。仔細(xì)觀察綏濱坳陷內(nèi)部斷裂構(gòu)造，它們的延伸方向主要為北西向、北北西向，與北東向的隆坳結(jié)構(gòu)相交，推測在形成隆坳結(jié)構(gòu)之后還發(fā)生了北東至南西向的擠壓作用，從而導(dǎo)致綏濱坳陷內(nèi)部發(fā)育的大量逆沖斷裂;地震剖面顯示，三江盆地西緣北東向斷裂、南緣北西或北西西向斷裂及東緣北東向斷裂均為正斷層，盡管后期部分?jǐn)嗔寻l(fā)生了逆沖反轉(zhuǎn)，但是它們控制了白堊系裂陷沉降與沉積。

三江盆地在早白堊世初期遭受了2個方向伸展，即近南北向伸展和近東西向伸展。因為盆地東西兩側(cè)為依蘭—伊通斷裂和敦密斷裂所限，盆地形成時引張應(yīng)力方向為近N-S，與斷裂帶右旋走滑拉分作用是一致的(張岳橋等，2004;徐佑德，2009)(圖1)，遭受了近南北向伸展;另外Izanagi板塊向北西俯沖速率急劇降低，導(dǎo)致陸內(nèi)高原應(yīng)力松弛，從而容易誘發(fā)北西—南東方向的伸展作用(Engebretson et al.，1985)，由于接近東部板塊邊緣，在板塊邊緣右旋走滑式俯沖作用下于早白堊世早期形成右旋走滑伸展裂谷盆地(Engebretson et al.，1985;Sengor et al.，1996;譙漢生，1999;Meng，2003;張岳橋等，2004)。早白堊世晚期，中國東緣大致以朝鮮半島為界其南部受到Izanagi板塊向北或北北東方向的俯沖作用處于左旋走滑背景(Engebretson et al.，1985;張岳橋等，2004)，隨著東緣阿穆爾向北西俯沖的形成中國東部構(gòu)造應(yīng)力場反轉(zhuǎn)(Sengor et al.，1996;張岳橋等，2004)，沿敦密、依蘭—伊通斷裂帶發(fā)生左旋轉(zhuǎn)換擠壓，盆地逐步消亡、褶皺逆沖隆升，如三江盆地的綏濱坳陷。因此，我們初步認(rèn)為三江盆地及北部的中阿穆爾盆地在早白堊世初期為右旋走滑伸展盆地，早白堊世晚期東部盆地帶較早的發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，在三江盆地綏濱坳陷廣泛發(fā)育的逆沖構(gòu)造。

5 結(jié)論

對該盆地的初步研究成果分析表明，三江盆地綏濱坳陷早白堊世初期的盆地結(jié)構(gòu)已經(jīng)被后期逆沖作用改造。其內(nèi)部斷裂構(gòu)造主要為北西向、北北西向，與北東向的隆坳結(jié)構(gòu)相交，隆坳結(jié)構(gòu)之后還發(fā)生了北東至南西向的擠壓作用，從而導(dǎo)致綏濱坳陷內(nèi)部發(fā)育的大量逆沖斷裂;地震剖面顯示，三江盆地西緣北東向斷裂、南緣北西或北西西向斷裂及東緣北東向斷裂均為正斷層，盡管后期部分?jǐn)嗔寻l(fā)生了逆沖反轉(zhuǎn)，但是它們控制了白堊系裂陷沉降與沉積。下白堊統(tǒng)城子河組、穆棱組、東山組可能均代表了斷陷盆地相的沉積充填。三江盆地在同沉積期(城子河組、穆棱組、東山組)遭受了全方向伸展，即近南北向伸展和近東西向伸展;盆地東西兩側(cè)為依蘭—伊通斷裂和敦密斷裂所限，三江盆地及北部的中阿穆爾盆地在早白堊世初期為右旋走滑伸展盆地;三江盆地西部主體缺失東山組之上的白堊系沉積，而東部東山組與上白堊統(tǒng)不整合接觸，表明盆地在早白堊世初之后遭受了構(gòu)造應(yīng)力場反轉(zhuǎn)擠壓作用，發(fā)生隆升剝蝕。

致謝:本次研究得到了中國石化東北勘探新區(qū)項目管理部的大力支持，同時審稿專家的建設(shè)性意見對文章的最終定稿幫助很大，在此一并表示謝意。

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