虎林盆地七虎林河坳陷中新生代斷裂特征

1不同構(gòu)造單元的銜接帶虎林盆地位于黑龍江省東部。北接廣德山，西接寶清中生代塌陷。它是一個(gè)由不同結(jié)構(gòu)單元組成的中新世盆地。七虎林河坳陷區(qū)域上屬于郯廬斷裂帶北段虎林盆地的次級(jí)構(gòu)造單元,總體為一個(gè)小型的中新生代斷坳疊合型沉積坳陷,下部白堊系為坳陷型沉積,上部第三系為斷陷型沉積。坳陷面積大約920km2裂帶下形成的地塹七虎林河坳陷的形成和發(fā)展主要受郯廬斷裂帶北段分支中的一個(gè)分支:敦化—密山斷裂帶的影響。為侏羅紀(jì)以來形成的走滑—拉張盆地,一個(gè)以右旋走滑為主和伸展雙重機(jī)制下形成的地塹。在盆地形成過程中,受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,形成擠壓和抬升,在虎林組底面、道臺(tái)橋組底面為大的不整合,也造成了坳陷構(gòu)造特征較為復(fù)雜。2.1斷層組合結(jié)構(gòu)七虎林河坳陷主體共發(fā)育2類斷層,拉張或張扭性正斷層和擠壓反轉(zhuǎn)斷層,剖面上,發(fā)育有“Y”字型和復(fù)“Y”字形、階梯狀、地壘式、地塹式和花狀等斷層組合樣式;平面上,主要發(fā)育北東東、北東和北西向3組正斷層,主干斷層以北東東向?yàn)橹?圖1)。通過分層系和分級(jí)別對(duì)各層系斷裂系統(tǒng)的平面特征研究,將七虎林河坳陷解釋出數(shù)十條斷層,根據(jù)斷層規(guī)模大小劃歸為3個(gè)等級(jí),不同等級(jí)的斷層在平面上表現(xiàn)為平行斷層系、雁列斷層系等組合形式。以TFFF2.2斷裂發(fā)育的演化七虎林河坳陷斷裂按形成的期次可以劃分為長(zhǎng)期發(fā)育、早期發(fā)育和晚期發(fā)育3種類型,這些斷裂的發(fā)育是和盆地的形成演化密切相關(guān)的。長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂分別是蓋層沉積時(shí)期的同沉積斷層(特別是控制新生代的斷層)、新生代沉積之后的晚期斷層,甚至到晚侏羅世及更早時(shí)期形成的斷裂到了后期再次活動(dòng)形成的繼承性斷裂。如F早期發(fā)育斷層主要斷穿T晚期發(fā)育斷層主要斷穿T3斷裂走滑斷裂相伴生的擠壓構(gòu)造七虎林河坳陷主要發(fā)育3種構(gòu)造樣式:走滑構(gòu)造樣式、伸展構(gòu)造樣式和擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式。坳陷內(nèi)走滑和伸展構(gòu)造樣式占據(jù)主導(dǎo)地位,擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式僅在東部出現(xiàn)。走滑構(gòu)造在本區(qū)主要表現(xiàn)為負(fù)花狀構(gòu)造,反映本區(qū)受到離散性的張扭應(yīng)力的作用,而形成走滑現(xiàn)象。坳陷內(nèi)與走滑斷裂相伴生的構(gòu)造有負(fù)花狀構(gòu)造、線性地塹和地壘、雁列構(gòu)造等,同時(shí)在斷裂走滑過程中,也可形成局部的擠壓構(gòu)造。走滑斷層斷面傾角往往很大。負(fù)花狀構(gòu)造在虎1井旁邊的F伸展構(gòu)造樣式中可見多米諾構(gòu)造樣式、順向斷塊和反向斷塊構(gòu)造樣式、“Y”字型和復(fù)“Y”字形構(gòu)造樣式等。多米諾構(gòu)造樣式主要發(fā)育在坳陷東部F擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式是由于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)由張應(yīng)力改變成壓應(yīng)力,而使先期構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)(如正斷層)或構(gòu)造類型(如地塹、坳陷)向相反方向轉(zhuǎn)化而形成的構(gòu)造樣式。本區(qū)擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式主要表現(xiàn)為早期負(fù)向構(gòu)造單元反轉(zhuǎn)為現(xiàn)今的正向構(gòu)造單元。七虎林河坳陷擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式主要發(fā)育于大王家褶皺帶。4斷裂發(fā)育階段七虎林河坳陷共經(jīng)歷了7個(gè)構(gòu)造演化階段,包括早白堊世斷坳階段、早白堊世末至晚白堊世擠壓反轉(zhuǎn)階段、始-漸新世早期伸展斷陷階段、始—漸新世中后期整體沉降階段、中新世差異沉降階段、中新世末構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段和上新世以來弱伸展階段。早白堊世斷坳階段:受西太平洋板塊高速斜向俯沖作用影響,郯廬斷裂帶北段發(fā)生伸展,發(fā)育一些相互孤立的斷陷盆地。七虎林河坳陷沉積了較厚的下白堊統(tǒng)。七虎林河坳陷發(fā)育上云山組、珠山組海陸交互相沉積。早白堊世末至晚白堊世、古新世擠壓回反階段:七虎林河坳陷整體抬升,遭受剝蝕,北部抬升相對(duì)較高。東西向上,七虎林河坳陷東部和西緣抬升較高?，F(xiàn)今的七虎林河坳陷白堊系殘余厚度坳陷內(nèi)西部厚度較大,最大厚度1300m;西緣及東部厚度較小,一般在400~600m之間,坳陷南北兩側(cè)邊緣受本期抬升剝蝕和后期差異剝蝕的影響,厚度較小,一般在100~300m之間。始新世早期伸展斷陷階段:七虎林河坳陷沉積了以濱淺湖—三角洲相為主的虎林組一段,巖性為砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰色、深灰色泥巖、煤層互層。七虎林河坳陷西部半地塹結(jié)構(gòu)、東部雙斷式結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。始新世中后期—漸新世整體沉降階段:該階段對(duì)應(yīng)于虎二段、虎三段沉積時(shí)期。七虎林河坳陷以整體沉降為特征,初期為快速沉降,沉積了以半深湖—深湖亞相沉積為主的虎二段,巖性以巨厚的深灰色泥巖為主。后期沉降速度減慢,水體變淺,沉積了以濱淺湖—三角洲相為主的虎三段。巖性為灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖互層,夾雜色砂礫巖及數(shù)層煤層。在七虎林河坳陷虎二段殘余厚度圖上,最大厚度有470m,坳陷中心比較厚,西北部和東部比較薄。虎二段厚層泥巖沉積為七虎林河坳陷提供了有利的區(qū)域蓋層。在虎三段殘余厚度圖上,可見沉降中心轉(zhuǎn)移至七虎林河坳陷中央,坳陷邊緣厚度減薄,反應(yīng)出該時(shí)期整體沉降的特點(diǎn)?；⑷巫畲蠛穸?00m。在漸新世末和中新世早期敦—密斷裂帶發(fā)生過擠壓構(gòu)造反轉(zhuǎn)過程,七虎林河坳陷可能經(jīng)歷了抬升剝蝕,但虎三段頂面未見明顯的角度不整合。中新世差異沉降階段:該階段對(duì)應(yīng)中新統(tǒng)富錦組沉積時(shí)期。該時(shí)期,七虎林河坳陷以差異沉降為特征,坳陷主體的幸福屯次凹和四道亮子次凹沉降幅度較大,五道亮子低凸起沉降幅度較小。富錦組殘余厚度圖上,可見五道亮子低凸起區(qū)富錦組厚度較小,一般在170~400m之間。兩側(cè)幸福屯次凹和四道亮子次凹厚度較大,最大厚度575m。整體上又表現(xiàn)出由坳陷中部向邊緣減薄的特點(diǎn)。因此,反映了該時(shí)期具有典型的差異沉降特征。該時(shí)期以濱淺湖亞相沉積為主,發(fā)育一套砂泥巖沉積建造。中新世末構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段:中新世末七虎林河坳陷在北西向擠壓應(yīng)力下褶皺抬升,遭受剝蝕。七虎林河坳陷主體東端褶皺抬升最為強(qiáng)烈,從富錦組殘余厚度圖上可見本區(qū)東端富錦組被剝蝕殆盡。七虎林河坳陷內(nèi)部在北西向擠壓應(yīng)力下亦發(fā)生褶皺變形,使七虎林河坳陷內(nèi)形成的一系列北東向構(gòu)造單元。上新世以來弱伸展階段:上新世以來,七虎林河坳陷逐漸轉(zhuǎn)入弱伸展環(huán)境下,道臺(tái)橋組及第四系在本區(qū)西北部沉積較厚。從地震剖面上,可見一些北東向的對(duì)道臺(tái)橋組沉積有控制作用的正斷層發(fā)育。該時(shí)期沉積的道臺(tái)橋組以氧化環(huán)境下的河流相沉積為主,第四系主要為季節(jié)性河流堆積物。5花狀等斷層組合樣式七虎林河坳陷主要發(fā)育拉張或張扭性正斷層和擠壓反轉(zhuǎn)斷層,剖面上,發(fā)育有“Y”字型和復(fù)“Y”字形、階梯狀、地壘式、地塹式和花狀等斷層組合樣式;平面上,主要發(fā)育北東東、北東和北西向3組正斷層,主干斷層以北東東向