松辽盆地

基本介绍

农业种植重视平原，但油气在盆地，工业时代重视能源和盆地，因此相关研究著作很多。

松辽盆地跨黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古三省一区，面积约26万平方千米，松花江和辽河从盆地中穿过。在距今7000万年以前的中生代侏罗纪和白垩纪，这里曾是一个大型的内陆湖盆，湖中和四周繁衍着丰富的浮游生物和其他动植物。进入新生代以后，大量的沉积物堆积下来，湖盆逐渐上升、萎缩，形成了现今广袤无际、沼泽纵横、泡泊遍布的大平原。20世纪上半叶，美国、日本的地质工作者都曾在这一带进行过石油调查和勘探，但没有发现石油。1959年9月26日，松基3井是打出了 第一口喷油井。这口井的喷油标志着大庆油田的发现，在我国石油工业的发展史上具有里程碑的意义。

松辽盆地区域地质概况；1.地理位置；松辽盆地是中国东北部的一个大型中、新生代沉积盆地；2.大地构造背景；中国东北部及其邻区包括四个构造单元:北部是北亚大；撞作用的多重影响；前人从构造演化角度,根据块体边界主缝合带构造特征；北地；区主要构造单元划分为(郑瑞卿,2009):1)华；3.区域构造演化；3.1盆地基本构造特征；据现有的研究成果，松辽盆地盖层可分为下部。

地理环境

松辽盆地是中国东北部的一个大型中、新生代沉积盆地，地跨黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区。在亚洲地层分区中，处于北亚陆间区和环太平洋陆缘区的交接位置。白垩纪时期是盆地发育的主要阶段，沉积了厚达万米的非海相火山岩、火山碎屑岩及正常河流相、湖泊相和沼泽相碎屑岩地层，地层剖面完整，化石丰富，是我国研究陆相白垩纪地层的理想地区之一。 松辽盆地为一近北东向、北北东向的菱形盆地，周边为丘陵和山脉所环绕，西部为大兴安岭山脉，东部为张广才岭，北部为小兴安岭山脉，南为康平—法库丘陵地带，盆地内部则是松花江、嫩江和辽河水系冲积形成的平原沼泽。地面海拔120～300m，长750km，宽330-370km，面积约26万km2（其中在黑龙江的面积11.8万km2），是当今世界上最大的典型陆相沉积盆地之一。

南缘为康平—法库丘陵地带：因此京沈高铁辽宁段全长407公里，沿线多为山地丘陵，桥隧比高达72%。

荣誉及其他

地质概况

燕山运动造就了我国东部中新生代大地构造格局，形成了北北东向的大型坳陷带与大型隆起带。松辽盆地就是产生在大型坳陷带内的一个坳陷区，盆地形状近似菱形，西临大兴安岭，北与小兴安岭为界，东部为张广才岭，南接康平—法库丘陵地带。盆地中间是嫩江、松花江、辽河水系流经的平原沼泽区，地面海拔120～300m，长约750公里，宽330～370公里，主轴沿北北东方向展布，面积约26万平方公里，是当今世界上最大的典型陆相沉积盆地之一。地跨黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古等三省一区，其中在黑龙江的面积11.8万km。

盆地周围主要出露古生代和前古生代的变质岩和火山岩。盆地内部的新生代地层下面，广泛分布着白垩纪地层。因此，松辽盆地既是地质上的沉积盆地，也是一个地貌盆地（图1）。  

松辽盆地形成于印支运动末期—燕山运动早期，发育于燕山运动中晚期—喜马拉雅运动早期，萎缩于喜马拉雅运动晚期，从形成到结束，经历了多期构造运动。松辽盆地的演化可划分为热隆成穹，拉张破裂，拉张断陷，断坳转化，沉积坳陷和挤压萎缩六个时期。

前震旦纪及古生代地层主要出露在松辽盆地四周，在盆地内部构成基底。盆地内中、新生代地层发育，仅白垩系厚达5000m以上。松辽盆地基底是晚古生代末期至早中生代初期所固结的大陆地壳，由于盆地基底性质很稳定，故称为克拉通盆地基底。盆地的基底由三个复背斜和两个复向斜组成，盆地南部基底岩性主要是石炭—二叠纪变质岩及同期岩浆岩。据测井资料分析，大致以通榆—长春为界，南部为变质程度较深的片麻岩和变质岩，为早古生代吉林加里东褶皱系；北部为变质程度较浅的板岩、蚀变火山岩，伴有大量的花岗岩侵入体，为晚古生代吉林海西褶皱系。他们均是西伯利亚地台和中朝准地台之前的古生代中亚海槽收缩回返的产物。

三叠纪至中侏罗世地幔上拱，本区处于隆起剥蚀状态。晚侏罗世至早白垩世登娄库组沉积时期为盆地发育的早期。盆地内深层断裂十分发育，在古太平洋板块向欧亚板块俯冲消减作用下，区域的拉张作用产生了4条北北东向裂谷带，即西部的嫩江—白城裂谷带、东部依兰—伊通裂谷带、中部的孙吴—双辽裂谷带和海伦—伏龙泉裂谷带。其中嫩江—白城裂谷带和东部依兰—伊通裂谷带为深断裂，控制着松辽盆地的东、西边界，孙吴—双辽裂谷带和海伦—伏龙泉裂谷带控制着盆地内一、二级构造单元和盆地充填形式，并决定了盆地内的构造—沉积特征的东西分带的特点。北西向断裂有五条，它们对盆地内部隆起、坳陷和沉积格局起着重要作用，并形成南北分块的格局。在裂谷带发育了众多大小不等互相独立的北北东向盆地，接受自上侏罗统到下白垩统登娄库组沉积，根据物探及钻井资料确定的19个侏罗系断陷，各自独立自称系统，沉积岩最大厚度可达800m。受燕山运动III幕影响，侏罗系褶皱隆升，遭受一定程度的剥蚀。继而基底断裂重新活动，宏观上形成了中央断陷带、中央隆起带和东部断陷带的两堑一垒的构造格局。登娄库组沉积覆盖了诸断陷，地层最大厚度达3200m，是快速过补偿式充填沉积，为盆地进入坳陷沉积奠定了基础。

下白垩统泉头组至嫩江组沉积时期为松辽盆地的重要发育时期。由于地幔物质活动及其围岩冷缩导致盆地大面积沉降，发展为统一的巨型坳陷盆地，该阶段形成盆地内的重要生储盖组合，个组段地层逐层向盆地边缘超覆，沉积范围可达20km以上，晚白垩世的四方台期至第三纪末是盆地的萎缩消亡期，盆地大部分地区，尤其是东部整体抬升，盆地应力场性质由张扭转为压扭，产生轻微挤压褶皱，构造上表现为上、下白垩统之间和上白垩统与第三系之间的不整合接触，以及盆地内众多反转构造的形成，该期间为盆地局部构造的定型期，沉积上表现为湖盆萎缩至消亡。根据中浅层构造地质特征，考虑深层构造和基底性质，将松辽盆地划分成7个一级构造单元，即西部斜坡区、北部倾没区、中央坳陷区、东北隆起区、西南隆起区和开鲁坳陷区。

大地构造背景

中国东北部及其邻区包括四个构造单元：北部是北亚大陆区，由西伯利亚地块和中西伯利亚地块组成；南部是中朝大陆区，由塔里木一中朝地块组成；中部是北亚陆间区；东部为环太平洋区。而中国东北地区就处在西伯利亚、华北和太平洋三大板块所夹持的区域，由多个微板块主体在前中生代拼合成统一的复合板块，并在中新生代时期，在板块的东缘受到环太平洋板块拼贴和洋壳俯冲作用，北缘受到蒙古一鄂霍茨克海缝合带俯冲一碰撞作用的多重影响。区域构造变形经历了前中生代不同时期、不同方向的板块拼合造山作用及其之后的中、新生代板内构造作用改造,具有不同的构造指向和复杂的变形样式。

前人从构造演化角度,根据块体边界主缝合带构造特征和块体内部构造演化,将东北地区主要构造单元划分为(郑瑞卿,2009) : 1)华北板块北缘;2)松嫩-张广才岭微地块;3)大兴安岭微板块:甘南逆冲拆离构造及华力西期板块俯冲带和乌奴尔逆冲拆离构造带;4)额尔古纳微板块:喜桂图旗逆冲拆离构造带和额尔古纳基底隆起带;5)兴凯徽板块;6)佳木斯徽板块;7)那丹哈达增生地体。松辽盆地主体就位于松嫩-张广才岭微地块,盆地南部坐落在华北板块北部陆缘增生带。

区域构造演化

3.1 盆地基本构造特征

据现有的研究成果，松辽盆地盖层可分为下部断陷沉积层序（包括火石岭组、沙河子组和营城组），中部坳陷沉积层序（包括登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组）和上部反转期沉积层序（包括四方台组、明水组和新生界）。以断陷期层序和坳陷期层序为主，二者在沉积特征和构造特征上又有很大差别，但都表现为受先存基底构造的严格控制。盆地演化过程中，规模较大的区域性深大断裂或基底断裂控制了盆地的边界、轴向、沉降沉积中心和构造单元分区，基底断裂的多期活动也直接影响了盖层断层发育、沉积建造和局部构造的形成。

3.2 松辽盆地区域构造演化

松辽盆地主要经历了 5 个构造演化阶段，即成盆先期褶皱阶段、初始张裂阶段、裂陷阶段、沉陷阶段和萎缩平衡阶段（图 1.2）。

图 1.2 松辽盆地形成及演化示意图

1）成盆先期褶皱阶段：古生代末期欧亚板块向南东方向运动，与古太平洋板块碰撞，使大陆受到强烈挤压，中国东北和日本诸岛发生大规模褶皱，松辽板块大范围抬升，伴随强烈岩浆活动，

有大规模的花岗岩浆侵入，深部莫霍面可能发生起伏。三叠纪早期经过侵蚀夷平，略具准平原化。

2）初始张裂阶段：中、晚侏罗世，地表经前期剥蚀，岩石圈较薄，深部莫霍面拱起已达较高程度，上地幔造成局部异常，产生热点，导致了盆地早期的初始张裂，形成规模不等的裂陷，沿断裂发生强烈的岩浆活动。此时盆地西部地壳破裂较强，火山活动强烈，而东部地壳破裂不完全，以产生裂陷为主，充填了巨厚的裂谷式补偿沉积。

3）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，造成持续拉张。此时，孙吴—双辽地壳断裂活跃，中央断裂带隆起上升，两侧形成拉张断陷，断陷沉降速度快、物源多、水动力强，沉积补偿作用好，因而沉积物以较粗屑类复理石建造为主，并形成目前盆地的雏形。沙河子组形成时期盆地以伸展为主，伴随大规模的火山活动，形成一系列新的北东、北北东向展布的断陷盆地。营城组形成时期，松辽盆地受到古太平洋板块向西挤压，初始裂谷未能继续扩展，导致断陷趋于萎缩，伸展率减小，构造沉降幅度降低，

盆地周缘开始隆起。

4）沉陷阶段：早白垩世晚期，岩石圈逐渐冷却，产生热收缩，盆地大幅度沉降，沉降速度和规模不断扩大，在上地幔拱起最高地带，形成中央深坳陷。随后分别在青山口组和嫩江组发生了两次大规模的湖侵，使松辽盆地在 27Ma（92～65Ma）内形成了厚达3000m 的河流、湖泊、三角洲相沉积的砂、泥岩互层含油建造。由于地壳沉陷的不均一性，使松辽盆地在发育的前期形成东部和中部两个沉降中心，中、后期东部沉降中心逐渐消失，造成东部发育早期断陷，中部多数发育中期坳陷，西部为长期斜坡带。早白垩世末，由于蒙古鄂霍茨克洋的关闭，中国东北拼贴板块（包括松辽地块）与西伯利亚板块碰撞，产生强烈挤压，同时日本海开始扩张，向西的推挤波及盆地，即所谓的“嫩江运动”，产生压扭应力场，地壳普遍抬升，盆地东部地区抬升比较明显。因此形成了盆地的二级构造单元，从而结束了沉陷阶段。

5）萎缩平衡阶段：嫩江运动以后，盆地深部地质结构逐渐趋于均衡，盆地全面上升，湖盆收缩，仅为前期的四分之一。挤压运动一方面使先期地层发生褶皱；另一方面，挤压也使盆地边缘产生差异性隆起，而盆地中心则发生了差异性沉降。因此，在总体上升的背景下，盆地东部差异性抬升，沉积中心再次西移，沉降速度缓慢，盆地东、中部构造幅度进一步加大，西部形成一批浅层构造。在挤压应力作用下，形成一种特殊类型的叠加构造—反转构造。反转构造分为断裂型正反转构造，即下部为正断层，上部为逆断层、如弧店、大安、林甸、任民镇断层等；另一种为背斜型反转构造，即下部为断陷式向斜构造，上部为背斜构造，如大庆长垣。新生界是在侵蚀夷平的基础上沉积的一套磨拉石建造，此时盆地活动性很弱，呈现出渐趋消亡的特征。

区域地层特征

松辽盆地基底为前古生界、古生界的变质岩、火成岩等岩系，上部沉积盖层从侏罗系开始，至新生界均有不同程度的发育，总厚度可达11000m以上，但以白垩系为主，白垩系厚达7000m以上，

是盆地内的主要含油层系。地表均为第四系未固结的松散粘土所覆盖。松辽盆地自下而上为前古生界、下古生界、上古生界、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。

白垩系地层自下而上发育有沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组地层。

松辽盆地深部含油组合为农安油层，下部含油组合为扶余、杨大城子油层，中部含油组合为萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层，上部含油组合为黑帝庙油层。研究区目的层段位于松辽盆地中生界白垩系地层之内，松辽盆地中生界含油组合地层特征如下。