鸡西盆地形成、演化与构造作用

鸡西盆地位于中国东北前中生代佳木斯地块之上,介于依舒断裂和敦密断裂之间(见图2-1)。从板块构造上划分,中国东部中生代属于滨太平洋活动大陆边缘,此间受伊泽纳吉板块(活动期190~125Ma)和库拉板块(活动期120~65Ma)向中国大陆边缘作用影响,敦密断裂在早白垩世产生左旋走滑运动(赵春荆等,1996;陈丕基,1988),在鸡西地区形成了一系列NEE、NE向次生断裂,NE向断裂以拉张作用为主,NEE向断裂以走滑作用为主,兼有张扭和剪切双重特点。早白垩世两组断裂以拉张及张扭作用为主,在菱形断块内侧拉张沉降,形成断陷,断裂外侧相对上升剥蚀,鸡西盆地即在这种构造背景下由敦密断裂走滑拉分而成(谢鸣谦,2000;李继亮等,2003)。盆地总体呈菱形NEE向展布,边界较规则,多由断裂限定,南部与穆棱盆地相连。因此,盆地的形成演化与滨太平洋构造域剪切及伸展裂陷有关(曹成润等,2003)。

早白垩世早期开始,伊泽奈崎板块(135~127Ma)以30cm/a的高速向东亚大陆作NNW向俯冲运动(刘招君等,2002),导致东北地区以剪切走滑为主的活动大陆边缘形成(王德滋等,1995)。由于远离俯冲带,岩浆活动与造山运动偏弱,主要表现早期深大断裂(NE向)发生强烈左旋走滑运动,形成一系列NE—NNE向展布的陆相火山-沉积盆地和盆岭相间构造,其中敦密断裂的左旋走滑导致了佳木斯与兴凯地块的分离。早白垩世早期火山-沉积盆地主要形成于活动陆缘背景下的断裂剪切拉分机制,盆地均匀分布于相邻深大断裂之间,在相邻断裂的走滑拉分时,形成了盆岭相间构造,即在强烈的走滑作用下,相邻块体挤压堆垛,导致断夹块隆起造山,位于走滑背侧的断夹块受到派生张应力作用沿断层滑落形成断陷盆地(杨巍然等,1991),盆地的展布方向以NEN-EE向为主,与走滑断裂方向一致,显示了典型左旋走滑拉分盆地特点(李继亮等,2003)。盆地的火山作用和聚煤作用都很发育,缺少深湖相沉积,具有典型断陷盆地特点(谢鸣谦,2000)。火山作用多表现钙碱性特征,与沉积作用交替进行,且远离盆缘造山带,相当于活动陆缘背景下的断裂剪切火山岩成因(邓晋福等,1996)。沉积物以多旋回的河流、湖泊、三角洲相的砂岩、粉砂岩为主。在鸡西盆地形成了鸡西群火山-沉积建造。

伴随早白垩世的盆岭构造体系,有零星的花岗岩侵位于盆缘造山带中,它们在前期造山基础上使隆生再次加强,为盆岭构造延续和盆地补给起到积极作用。

早白垩世晚期伊泽奈崎板块(100~85Ma)俯冲速度(23.5m/a)减小(刘招君等,2002),库拉板块(100~60Ma)开始向东亚大陆做正向俯冲(殷长建等,2000),两个板块的共同作用改变了东亚活动大陆边缘的应力场方向,使早白垩世沉积层发生了褶皱变形,并伴有早白垩世晚期花岗岩的侵位,区域上形成了角度不整合面。在古太平洋板块俯冲消减的(远程效应)作用下,黑龙江东部地区地幔形成对流,造成先期造山带山根拆沉,地壳减薄,在早白垩世断陷盆地基础上形成一系列规模较大的裂后热冷却坳陷盆地。盆地同期火山作用弱,发育深湖相沉积,显示了典型坳陷盆地特征(谢鸣谦,2000)。早白垩世晚期—晚白垩世晚期是坳陷盆地的发育期,鸡西盆地等形成了桦山群。在坳陷盆地扩张最大期,即拉张作用最强时期,发育有中基性火山活动,形成了松木河组西格木段。在盆地萎缩期的挤压—剪切背景下发育中酸性火山活动和晚白垩世花岗岩侵位,火山岩呈NNE向展布。中生代晚期敦密断裂主要表现剪切和挤压,导致盆缘基底逆冲在盆地沉积层之上。

晚白垩世晚期,库拉板块活动接近尾声,代之而来的太平洋板块(74~37Ma)开始向东亚大陆作NW向俯冲(刘招君等,2002),再次改变了东北地区的构造格局,形成了中、新生代的构造不整合面,板内地区出现伸展作用,导致敦密断裂、依舒断裂拉张(张兴洲等,1999a、b),形成了裂谷式地堑盆地。自15Ma以后具有弧后盆地性质的日本海拉开。新生代以来,东北地区受太平洋板块的俯冲作用影响,引发了多期玄武岩的喷发和断陷盆地的含煤沉积。