陆相断陷盆地的形成和演化主要受控于区域性(断裂)构造事件或构造旋回,每个构造旋回形成一个层序,每次构造事件又都影响层序的发育(解习农等,1996)。一般来讲,盆地(断裂)拉张与剪切作用直接制约着盆地的升降活动,进而控制水体的深浅、补偿状况和水体范围的周期性变化及总体特征,拉张作用强,盆地快速沉降,湖盆扩张,水位上升,形成湖侵体系域沉积;拉张弱,盆地沉降缓慢或静止,湖盆萎缩,形成高水位体系域;挤压作用下,盆地抬升,形成不整合面。因此,断裂间歇性活动,控制了不同层序的生长和发育。鸡西盆地层序Ⅱ1顶底由角度不整合界面限定,代表两次挤压造山构造事件,反映了NEE向盆缘断裂的两次剪切挤压作用。两次挤压事件之间为断陷构造旋回,形成了层序Ⅱ1。Ⅱ1中低水位体系域代表盆地内可容纳空间较小,表明盆地形成早期NE向断裂拉张和NEE向断裂走滑拉张作用弱,盆地处于初始裂陷阶段;湖侵体系域代表可容纳空间逐渐增大,表明控盆NE断裂拉张作用和NEE向走滑张扭作用强,盆地处于扩张阶段;高水位体系域代表可容纳空间逐渐减小,表明控盆NE向断裂拉张作用和NEE向走滑断裂的剪切作用基本相当,盆地处于萎缩阶段(刘招君等,2002;解习农等,1996)。总体上Ⅱ1反映了盆地早期初始裂陷—快速沉降扩张—缓慢沉降萎缩的构造演变旋回特点,内部发育两个平行不整合界面和三个大的岩相转换界面,间断界面局限于盆地内部,代表五次NEE向断裂走滑剪切引起的短暂的盆地收缩挤压运动,说明鸡西盆地在断陷沉降期存在五个次级构造沉积旋回,控制了三级层序Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、Ⅲ5、Ⅲ6的发育。Ⅲ1层序中低水位体系域+湖侵体系域与高水位体系域厚度基本相近,反映盆地初始裂陷期NEE向断裂剪切与NE向断裂拉分作用程度基本相同,晚期出现了剪切成因的钙碱性中酸性火山岩,说明盆地在该阶段构造环境以剪切拉分作用为主。Ⅲ2、Ⅲ3层序中低水位体系域+湖侵体系域厚度大于或等于高水位体系域,并总体位于Ⅱ1湖侵体系域中,反映了在盆地断陷扩张期控盆NE向断裂拉张和NEE向的张扭作用远大于NEE向断裂剪切作用,层序内煤层及海相层发育,反映了全球海平面上升期海侵特点和敦密断裂张扭性特点,Ⅲ2形成时间为凡兰吟晚期—巴列姆早期,与敦密断裂左旋走滑最大平移期(欧特里夫期)吻合(陈丕基,1988),表明Ⅲ2、Ⅲ3形成于敦密断裂走滑最大平移期的拉分背景下。Ⅲ4、Ⅲ5层序中湖侵体系域厚度基本等于高水位体系域,并总体位于Ⅱ1高水位体系域中,反映盆地萎缩阶段控盆NE向断裂的拉张作用与NEE向走滑断裂的剪切作用基本相近,与典型走滑伸展型层序相似(解习农等,1996;李继亮等,2003),表明该阶段盆地构造背景以走滑伸展作用为主。Ⅲ6层序中湖侵体系域厚度远小于高水位体系域厚度,反映盆地断陷晚期NEE向断裂剪切作用明显强于NE向断裂拉分作用,早期(穆棱组)呈加积型结构,显示盆地拉张作用与收缩作用相近,晚期钙碱性火山作用逐渐占主导,具断裂剪切造山成因特点(邓晋福等,1996),说明该阶段构造背景以NEE向控盆断裂的走滑剪切作用为主(图6-4)。
综上所述,Ⅱ1代表的鸡西盆地断陷期经历由早期(敦密)断裂剪切拉分、走滑拉分和晚期走滑伸展、走滑剪切的一个完整的盆地构造沉积旋回。Ⅱ1形成后,鸡西地区发生第一次区域性的构造反转,鸡西盆地遭到第一次切割改造,敦密断裂的左旋走滑,使东部盆地挤压隆升剥蚀,盆地内形成NNW—SSE向挤压应力场,使层序Ⅱ1地层发生褶皱弯曲,形成了Ⅱ1与Ⅱ2之间的角度不整合界面,而与此同时由Ⅱ1晚期(东山期)火山喷发后的热冷却作用导致盆地范围内的地壳减薄,形成区域性沉降,在早期断陷盆地基础上形成坳陷盆地,于阿尔布晚期—赛诺曼期形成了层序Ⅱ2。
Ⅱ2主要分布于鸡西盆地中心地带,局部超越盆缘,分布边界呈圆弧形,发育深湖相沉积,沉积物具环带分布特征,煤层不发育,与典型坳陷盆地沉积层序相似(谢鸣谦,2000;解习农等,1996)。其内植物化石稀少,偶见鱼、龟、恐龙等脊椎动物化石,沉积物多为棕黄、浅红色,相当于陆相红盆沉积。Ⅱ2由湖侵体系域和高水位体系域组成,其中湖侵体系域发育程度远大于高水位体系域,说明盆地在坳陷期以湖盆扩展作用为主,晚期出现较弱的萎缩型沉积,暗示了坳陷期盆地早—中晚期为可容纳空间不断增大的裂后热冷却快速沉降构造阶段,晚期为可容纳空间不断减小的缓慢沉降或静止的沉积充填阶段,总体上构成了一个由快速沉降—缓慢沉降或静止的构造沉积旋回。
随着坳陷期盆地构造活动的停止,鸡西盆地沉积作用结束,在库拉板块进一步向中国大陆俯冲作用下,盆地遭受了NNW—SSE向的挤压,使盆地整个充填序列发生褶皱变形,被其后晚白垩世火山岩角度不整合覆盖,至此,鸡西盆地完成了构造-沉积演化历史。
图6-4 鸡西盆地构造演化与聚煤作用特征
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