中新生代陆相盆地演化阶段

如题所述

第1个回答  2020-01-18

中三叠世末,印支运动不仅使中朝克拉通与扬子克拉通发生碰撞俯冲,形成举世闻名的大别-苏鲁超高压变质带和秦岭造山带(丛柏林等,1994;张国伟等,1996),而且在长期稳定的华北克拉通内出现了强烈的变形和造山作用(Davis et al.,2001;崔盛芹等,2000),中国东部-朝鲜半岛晚三叠世以前的地层一起褶皱、断裂,形成走向近EW的褶皱和断裂带,造成上三叠统与中三叠统之间的区域性角度不整合接触。中国东部-朝鲜半岛由稳定克拉通构造演化阶段,进入了陆内造山与成盆的演化阶段。

图4—17 华北晚古生代聚煤盆地太原组(上图)、山西组(下图)地层等厚线及含煤性略图

(据杨起等,1979)

1—地层等厚线(单位:m);2,3—表示煤厚级别(由厚到薄);4—古陆;5—聚煤期后断裂;6—陆相聚煤盆地

1.晚三叠世—早侏罗世盆山构造与地质环境演化

经过中三叠世末构造运动之后,晚三叠世,古地理面貌发生了极大变化,气候也变得温暖潮湿。在整体隆起的背景下,一些小型的河流沼泽盆地沿褶断带或断陷带凹陷部位发育。这些小型盆地具有明显的继承性特点,沉积物中的砾石成分来自基底太古宇、中新元古界、古生界和中下三叠统。从基底的变形来看,上三叠统和下侏罗统沉积于晚三叠世前褶皱的向斜部位。从沉积建造来看,上三叠统下部为冲洪积相沉积,它们对中三叠世末构造运动形成的凹陷部位进行填平补齐,到上三叠统上部出现一些沼泽相沉积环境,形成煤层或煤线。三叠纪末构造抬升,造成盆地隆起,发生剥蚀,一些晚三叠世盆地消失,下侏罗统与上三叠统之间发生沉积间断,地层呈平行不整合接触。

早侏罗世,由于受早燕山期构造运动的影响,盆地内部发生中性火山喷发,堆积了下侏罗统下部的钙碱性安山岩建造(北京西山为南大岭组玄武岩)。之后,盆地进一步扩大,形成下侏罗统上部河流沼泽相的灰色陆屑式含煤建造。

晚三叠世—早侏罗世的盆山构造由于受印支期构造变形形成的EW向褶断带和隆起带控制,主要呈EW向或NEE向展布。其岩相古地理属河湖-沼泽相环境,盆地类型为坳陷型盆地,构造背景是中三叠世末强烈挤压之后,均衡调整阶段的相对稳定环境。

早侏罗世末,燕山运动第一幕强烈的第二次挤压作用,使得上三叠统、下侏罗统地层遭受褶皱和冲断(逆冲、逆掩),晚印支-早燕山早期盆地反转,盆地内上三叠统、下侏罗统褶皱隆升,遭受剥蚀;前中生界地层也再次受到改造。形成一些走向NE的逆冲断裂,它们切割了上三叠统和下侏罗统,又被中侏罗统不整合覆盖;使得中侏罗统与下侏罗统呈不整合接触。伴随着燕山运动第一幕的挤压作用,在该区还有花岗岩和闪长岩的侵入活动。

2.中晚侏罗世盆山构造与地质环境演化

经历了早侏罗世末燕山运动第一幕强烈的构造运动之后,中侏罗世,区域挤压应力减弱,伸展作用加强,伸展作用引起的断陷使得火山活动增强,早期盆地范围进一步扩大,同时又有一些新的盆地生成。中国东部-朝鲜半岛形成一批既相互分隔又局部相连的断陷盆地(图4-18)。在这些断陷盆地中堆积了中侏罗统的含火山、含煤的河流沼泽相碎屑沉积物。晚侏罗世,由于气候逐渐变得干燥起来,早燕山晚期构造运动使得上述盆地内普遍沉积了一套红色复陆屑式建造。这一阶段研究区内一方面火山活动增强,另一方面,沉积环境比较稳定。这一时期盆地的构造特点,反映出该区的构造活动已经不全是挤压作用,伸展作用的影响已经相当明显。

侏罗纪末,燕山运动第二幕强烈的第三次挤压作用,使得中、上侏罗统的火山-火山碎屑-碎屑沉积岩系发生NE向中等程度的褶皱,形成一组NNE 向的逆冲断层、褶皱和NW、NWW向的配套断裂,使得中晚侏罗世盆地萎缩、消亡,并对中晚侏罗世的盆岭构造系统进行改造。

3.白垩纪盆山构造与地质环境演化

白垩纪,随着区域挤压作用减弱,NW—SE向的伸展作用进一步加强,本区的构造演化进入了一个新的阶段,岩石圈由缩短为主转向以伸展为主。这一时期断陷活动增强,形成一大批白垩纪断陷盆地(图4-19)。这些白垩纪断陷盆地和盆地之间的断块隆起组成一个伸展状态下的盆岭构造系统。这一阶段区内盆地发育达到鼎盛时期,火山活动达到高潮,义县期(或东岭台期)火山岩遍布全区。盆地演化的进程可以划分为初始断陷期、断陷期、消亡期三个阶段。初始断陷期由于强烈的伸展作用,发育许多NE向的同生断裂,沿这些伸展断裂发生强烈的中基性火山喷发,形成广泛分布的火山岩系,并伴随快速的湖盆堆积。断陷期形成一些断陷型陆相淡水湖盆,沉积了一套湖相、湖泊-沼泽相含煤泥质碎屑岩系。消亡期盆地范围缩小,盆地内发育一套红色类磨拉石建造。早白垩世末,燕山运动第三幕使得该区普遍抬升,大部分盆地消亡,下白垩统遭受剥蚀。晚白垩世仅在部分盆地有少量红色类磨拉石堆积,与下伏地层呈整合或不整合接触。

图4—18 华北早中侏罗世原型盆地分布

(据SINOPEC,2002年会议资料修改)

Ⅰ—大型坳陷盆地区(鄂尔多斯盆地);Ⅱ—中小型NW向挤压坳陷盆地区;Ⅲ—中小型NE向坳陷盆地分布区

图4—19 华北晚侏罗世-早白垩世原型盆地分布

(据SINOPEC,2002年会议资料修改)

Ⅰ—陆-陆碰撞挤压盆地分布区,鄂尔多斯盆地进一步向西发育;Ⅱ—弧后盆地分布区;Ⅲ—郯庐走滑盆地分布区

这一时期,由于古亚洲构造域南北向会聚作用的影响已越来越弱,太平洋构造域俯冲作用的影响已越来越强,盆山构造格局总体上呈NE向展布,表现为NE向盆山相间的构造特征。

白垩纪末燕山运动第四幕使得区内中生代盆地再次反转,前新生代地层发生褶皱,形成一组NE向的背斜和向斜及NE向的逆冲断层。这期运动使得燕山和渤海湾地区的盆地全面抬升,遭受剥蚀,白垩纪盆岭构造演化阶段结束。

4.新生代盆山构造与地质环境演化

新生代以来,中国东部-朝鲜半岛再次断陷,形成一系列新生代断陷盆地和裂谷盆地。根据其地质构造演化特征,新生代的盆山构造可以分为两个阶段。

(1)古近纪断陷阶段

古近纪初古新世阶段,中国东部-朝鲜半岛处于相对稳定时期,全区处于剥蚀、夷平阶段,在华北地区形成北台期夷平面。随后由于喜马拉雅构造运动的影响,北台期夷平面出现分异,华北平原区和辽河平原区断陷活动强烈,开始发育NE向断陷裂谷,形成一系列相互分隔的断陷盆地和断块隆起(图4—20,4—21),并伴有基性玄武岩喷发。

图4—20 古近系始新统等厚线图

(据康来迅,1982)

1—地层缺失区;2—地层等厚线(单位:m)

图4—21 古近纪渐新统等厚线图

(据康来迅,1982)

1—地层缺失区;2—地层等厚线(单位:m);3—断层

古近纪末,喜马拉雅期构造运动使得古近纪断陷回返、抬升,古近纪沉积物发生变形,遭受剥蚀,部分古近纪NNE向和NE向同沉积正断层发生反转逆冲,造成古近系与新近系之间的不整合接触。

(2)新近纪—第四纪拗陷阶段

从新近纪开始,由于受太平洋构造域俯冲构造体制近东西向挤压作用的影响,古近纪曾经强烈活动过的NNE向和NE向的断裂活动大为减弱,部分断裂甚至反转变为走滑逆冲,NE向的断陷活动趋于停止,NNE、近EW和NWW向断裂的断陷活动增强,使得渤海湾地区整体拗陷形成统一的渤海湾盆地,燕山、太行山地区形成一些新的NEE向和近EW向断陷盆地,接受沉积,并发生大规模基性玄武岩喷发,山岳地貌逐渐形成。从新近纪开始,燕山和渤海湾地区的构造地貌格局与现今基本相同,并且逐渐演变至今。

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