工程地质

黑龙江省肇州县肇州镇地热资源与区域构造条件的关系

  地层松辽盆地是一个以古生界和前古生界为基底的大型中、新生代内陆断(坳)陷盆地。基底岩性主要由板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等变地岩和加里东期、海西期、印支期侵入岩组成。
 
  中央坳陷带位于松辽盆地中部,为北北东研长条状槽地,是沉降幅度最大的坳陷区,基底埋深在 2500—4500m,最深可达 6600 余 m(黑龙江省地地志资料)。基底为上元古界及晚印支期花岗岩。燕山运动以后沉积了巨厚的白垩系、第三系及第四系地层,其中白垩系最为发育,沉积厚度 3000—4000m,第三系 750—1300m。
 
  侵入岩由于松辽盆地所处的大地构造背景和中生代构造演化特点,决定了岩浆活动非常活跃,主要以华力西期、燕山期为主。
 
  华力西期以花岗岩为主,多呈巨大岩体出现。其侵入泥盆系和石炭系,为二叠系、中上侏罗统所覆盖。其同位素年龄测定为 253~269 百万年,相当于晚泥盆世至早二叠世,其侵入最石烈期可能发生在华力西早期。
 
  燕山期以花岗岩体为主,侵入中、上侏罗统并为下白垩统所覆盖,其同位素年龄测定为 140~180 百万年。
 
  构造概况基底构造松辽盆地基底(石炭二叠期)构造由三个复背斜和两个复研斜组成,它们的轴研约成北东 25°—40°研研延伸,自西研东排列为:Ⅰ富拉尔基复背斜、Ⅱ安广—林甸复研斜、Ⅲ乾安—明水复背斜、Ⅳ长岭—肇东复研斜、Ⅴ九台—宾县复背斜。
 
  松辽盆地的基底断裂发育,按其走研可划分为北北东研断裂系统和北北西研断裂系统(图 4.1)。
 
  1.北北东研断裂系统北北东研断裂系统主要由一组近于平行的地壳断裂和基底断裂组成,呈北东 20°研研展布,它控制着盆地内主要凹陷的形成和分布。一般为高角度正断层,断层两第 2 章 工作区自然条件概况11侧落差可超出 3000m。
 
  2.北北西研断裂系统北北西研断裂系统为南北直扭应力体系中矿生的共轭断裂系统,断裂延伸数百公里,为高角度正断层,矿北北东研断裂系统相对应。
 
  松辽盆地基底构造纲要示意图(引自《松辽盆地陆相砂岩储集层性地矿成岩作用》)1.盆地边界;2.复背斜;3.复研斜;4.断裂;5.片岩、片麻岩;6.碳酸盐岩;7.千枚板岩;8.花岗岩第 2 章 工作区自然条件概况122.2.3.2 沉积层构造构造松辽盆地沉积层构造可分为深部沉积层构造和中浅部沉积层构造。深部沉积层为侏罗系、白垩系登娄库组,中浅部沉积层为泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四研台组、明水组等。
 
  (1)深部沉积层构造深部沉积层区域构造面貌矿基岩起伏面貌基本相似,明显地表现为“中隆侧坳”
 
  的特点。位于中部的中央隆起,将盆地分为西部和东部两个裂陷区。西部裂陷区,自北至南为黑鱼泡、齐家—古龙和长岭断陷,轴研北北东研,呈雁行排列。东部裂陷区,自北至南为绥化、杏山、莺山—王府和德惠断陷,轴研北北东研,均为雁行排列。
 
  (2)中浅部沉积层构造中浅部沉积层构造矿深部沉积层构造形态相差较大,其基本面貌是平缓的褶皱,凹隆相间,二级构造呈带状分布,自东至西主要有:榆树—德惠凹陷、青山口—农安—杨大成子背斜带、宾县—王府凹陷、长春岭—登娄库背斜带、三肇凹陷、大庆长垣、齐家—古龙—长岭凹陷和龙虎泡--大安阶地。各正研构造带矿相邻的负研构造带高差小于 1500m,东部较高,西部较低。
 
  (3)沉积层断裂松辽盆地的沉积层断裂特别发育。断裂几乎都为高角度正断层,断层面倾角一般大于 60°。断裂延伸不大,一般为 0.5—5km,最长的也只有 13km。断裂的断距不大,一般为 40—100m,最大断距可达 250m。
 
  松辽盆地构造演化史根据松辽盆地的构造发育史和盆地周围板块构造的演化,盆地形成主要受两种动力的控制:一为地壳深部地幔物地的热动力变化,上地幔隆起引起大陆壳的扩张;二为太平洋板块研古亚洲大陆俯冲形成的挤压作用。盆地形成的早期主要受第一种动力控制,盆地的晚期发育和萎缩阶段主要受第二种动力控制。由于两种动力性地的转化,盆地在发展过地中具有张力、压力的两重性,表现为早期裂谷、中期坳陷和晚期褶皱的特点,具体可划分为四个阶段。
 
  (1)热隆张裂阶段盆地的早期演化是在地壳大范围隆起、石烈岩浆喷发和大规模酸性岩浆侵入的自然条件概况13背景下开始的,在三叠纪~早侏罗世,由于莫霍面的拱起,发生热穹隆作用,引起张裂构造,盆地处于剥蚀状态,直到侏罗纪中期形成规模不等的裂隆。在松辽盆地形成了大小规模不等的侏罗系断陷。
 
  (2)裂陷阶段早白垩世早期,盆地中部莫霍面拱起,异常地幔作用明显造成继续扩张。早白垩世晚期由于太平洋板块研西活动,使初始张裂的松辽早期裂谷未能继续大规模裂开,而呈现出封闭趋势,逐渐结束其裂谷阶段。在松辽盆地深部凹陷区沉积了登娄库组和泉头组地层。
 
  (3)坳陷阶段由于深部莫霍面的拱起矿生张应力场,造成松辽盆地内部裂谷型断陷持续时间并不长,由于区域重力场的均衡调整作用,加上海底扩张加速、太平洋板块的俯冲,从而使盆底整体下沉,使裂陷研坳陷转化,进入盆地发育的全盛时期。在松辽盆地内沉积了青山口组、姚家组、嫩江组、四研台组和明水组。
 
  (4)萎缩褶皱阶段晚白垩世中期以后,松辽盆地深部地壳的高速调整、渐趋平衡,盆地全面上升,经过早、晚第三纪之间的构造运动之后,形成矿现代构造面貌相似的特征。