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松辽盆地西盆地群地球物理场及构造特征

张雅晨  
【摘要】:研究区位于我国黑龙江省和内蒙古自治区,松辽盆地西侧,南北长达1650Km。其中发育多个中生代沉积为主的断陷盆地,简称为“西部盆地群”,是我国东北地区重要的油气勘探与开发基地之一。作为盆地群域,受区域构造和深部构造的影响,在构造变动、地层变化、生烃环境等方面有着共同的作用,同时,不同的宏观构造条件会导致各个盆地的表现不同。到目前为止,松辽盆地西盆地群域的统一研究并不全面。本文拟通过地质-地球物理综合研究,在控制区域构造应力场和深部构造、盆地群的构造特征和性质、古生代地层油气条件分析等方面取得新成果。本文针对在松辽盆地西盆地群域首次组织实施的长达1800km的大地电磁剖面数据进行了非线性共轭梯度反演,获得二维电性结构模型。得到结论如下:西部盆地群岩石圈厚度的不均一性受控于不同动力学背景;二连盆地的二分性解释了古亚洲洋闭合和蒙古—鄂霍茨克洋的闭合在本区域的复合作用;剖面北段以海拉尔盆地、拉布达林和漠河盆地为代表,具有薄岩石圈、厚软流圈的特征,大兴安岭及海拉尔盆地下方结构表明新生代岩浆活动对岩石圈的改造过程,解释了研究区北段可能受到太平洋板块俯冲的作用的远程影响,也可能是深部岩浆活动,壳幔相互垂向作用的体现。论文中通过高分辨率地震层析成像方法对中国东北地区地壳P波、S波速度结构进行了系统的研究,结合多条地球物理剖面及平面重力资料,成像结果显示:太平洋板块持续向西俯冲,俯冲板片的前缘停滞在大兴安岭—太行山重力梯度带以东区域的地幔转换带之中;本文认为由于太平洋板块的大规模向西深俯冲,在大地幔楔中发生板片脱水、低速热物质上涌等复杂的地球动力学过程;俯冲板片前缘带动上地幔中不均匀分布的地幔流强烈地作用于上部的岩石圈,这对研究区深部壳幔结构乃至大兴安岭重力梯度带的形成、演化有着重要的影响。并利用包含东北地区、华北部分地区以及日本海海域的大区域重力数据反演获得了研究区域内上地幔三维密度结构,并将其与天然地震获得的三维速度结构对应解释,结果表明:俯冲的太平洋板片在日本海沟处呈高密度异常,并向西横向扩张,深度方向上有逐渐增加趋势;在大兴安岭断裂带下转换带中同样发现水平分布的高密度体,推测该高密度体是大兴安岭断裂带下方的地幔岩石圈拆沉的结果。依据研究区内的重力异常特征、电法解释剖面等地球物理资料及地质资料,对二连盆地及邻区晚古生代潜在烃源岩层进行刻画、分析,初步预测其晚古生代地层深度大致分布在3-5km范围内,并具有厚度范围在1000m—2000m之间的两个分布中心,整体分布特征与二连盆地边界对应性强,广泛分布的晚古生代烃源岩可以为二连盆地的油气勘探工作提供新方向、新思路。研究区从漠河盆地、海拉尔盆地到二连盆地,构成了西盆地群域推覆构造系统。通过对三个盆地五种推覆构造的系统研究,初步将其推覆方向归结为两类:第一类由北西向南东推覆,在三个盆地中表现明显;第二类由南东向北西推覆,在海拉尔盆地和二连盆地内有显示。考虑第一类推覆作用来源于蒙古-鄂霍茨克洋自西向东的闭合;第二类推覆作用来源于太平洋板块俯冲的远程应力作用。


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