松遼盆地南部白堊紀-古近紀擠壓構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)與盆地性質(zhì)探討*

劉志宏 宋健 劉希雯 吳相梅 高翔

1. 吉林大學地球科學學院，長春 1300612. 自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評價重點實驗室，長春 130061 3. 中國石化集團勝利石油管理局有限公司，東營 2570024. 吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院，長春 130021 5. 大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，大慶 163712

關(guān)于松遼盆地的構(gòu)造特征和構(gòu)造演化一直存在著爭論。多數(shù)學者認為松遼盆地自白堊紀以來主要經(jīng)歷了斷陷(150～105Ma)、坳陷(105～79.1Ma)和反轉(zhuǎn)(79.1～64Ma)三個構(gòu)造演化階段(高瑞祺和蔡希源，1997；云金表等，2003；葛榮峰等，2010；孫永和等，2013；王璞珺等，2015；Wangetal., 2016)。部分學者提出了不同看法，劉德來等(1996)認為松遼盆地演化可以劃分為四個階段：裂谷前期火山作用階段、裂谷期上地殼伸展階段、裂谷期后坳陷階段和坳陷期后盆地反轉(zhuǎn)階段；李娟和舒良樹(2002)認為松遼盆地經(jīng)歷了晚侏羅世的地幔穹隆、陸殼坳陷，早白堊世巖漿上涌、引張裂陷，早白堊世嫩江期末到晚白堊世明水期末盆地擠壓、構(gòu)造反轉(zhuǎn)和新生代較小幅度伸展斷陷等四個階段的構(gòu)造演化；楊明達(2005)認為松遼盆地自晚侏羅世至古近紀末期經(jīng)歷了多期伸展與擠壓改造過程：如在伸展體制下主要包括火石嶺組-營城組和登婁庫組-嫩江組兩個主要的伸展階段，在擠壓體制下主要包括明水組末期和古近紀末期等擠壓隆升階段；胡望水等(2005)認為松遼盆地自晚侏羅世以來的構(gòu)造演化經(jīng)歷了十個階段，形成了“下斷中坳上隆頂平”的盆地四元結(jié)構(gòu)。

盡管不同學者對松遼盆地的構(gòu)造特征、構(gòu)造演化有不同的見解，但其共同點是認為松遼盆地在絕大多數(shù)時間是處于伸展作用之中，擠壓作用是短暫的，并且主要發(fā)生在晚白堊世(張功成等，1996；李娟和舒良樹，2002；楊明達，2005；孫永和等，2013；張美華等，2019)。本文在對松遼盆地南部部分構(gòu)造單元地震剖面進行地質(zhì)解釋的基礎(chǔ)上，對松遼盆地南部擠壓構(gòu)造特征、變形時間、構(gòu)造對沉積作用的控制進行研究，同時還探討了松遼盆地的性質(zhì)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

松遼盆地位于歐亞板塊東部，毗鄰太平洋板塊，是疊置于華北板塊和西伯利亞板塊之間的晚古生代碰撞造山帶之上規(guī)模最大的中-新生代陸相含油氣盆地，具有斷、坳雙重結(jié)構(gòu)。盆地的主體主要位于黑龍江及吉林兩省境內(nèi)，呈北北東向展布，長約750km，寬約350km，總面積約260000km2(Wangetal., 2018)。本文聚焦的研究區(qū)跨越了松遼盆地南部中央凹陷區(qū)和東南隆起區(qū)2個一級構(gòu)造單元(圖1)，由于受后期變形的影響，基底和斷陷時期的地層在東南隆起區(qū)埋深較中央坳陷區(qū)小。盆地的基底主要為古生界淺變質(zhì)巖系，并有大面積顯生宙花崗巖侵入(胡望水等，2005)。沉積蓋層主要為中-新生代陸源碎屑巖和火山巖，最大累計厚度達萬米，自下而上發(fā)育火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組和依安組(表1)。斷陷型構(gòu)造層形成于早白堊世火石嶺組-營城組沉積早期(150～110Ma)，在這一時期暗色泥巖發(fā)育，夾少量煤、煤線及火山巖，近源粗碎屑沉積豐富，與早白堊世中后期形成的坳陷型構(gòu)造層內(nèi)的儲層、蓋層組合匹配良好。自營城組沉積期晚期開始松遼盆地由早期的斷陷型盆地向坳陷型盆地轉(zhuǎn)化(劉志宏等，2015)，在晚白堊世為坳陷型盆地的鼎盛時期，沉積物呈下粗上細的正旋回特征。晚白堊世末期-古近紀構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用(李娟和舒良樹，2002；侯貴廷等，2004；孫永和等，2013)使松遼盆地發(fā)生大幅度隆升，并且在明水組沉積末期反轉(zhuǎn)抬升之后長期處于隆起狀態(tài)，導致松遼盆地坳陷構(gòu)造層部分受到剝蝕(俞凱等，2000；張青林等，2005)，這次變形作用對油氣的運移、聚集和分布具有重要影響。

圖1 松遼盆地南部構(gòu)造單元劃分(據(jù)劉志宏等，2015修改)

2 擠壓構(gòu)造特征與形成時間

近年來，構(gòu)造地質(zhì)學家通過實驗、數(shù)值模擬和含油氣盆地中各種擠壓構(gòu)造地震剖面反射特征的深入研究，已建立并完善了擠壓斷層相關(guān)褶皺的幾何學、運動學模型，特別是應(yīng)用斷層相關(guān)褶皺理論，在構(gòu)造建模和構(gòu)造解析中，給出了一種合理的、可行的方法。生長斷層相關(guān)褶皺模型的提出，使厘定構(gòu)造變形時間成為可能(Suppeetal., 1992, 1997; Shawetal., 1994, Shaw and Suppe, 1996; Liuetal., 2009; 劉志宏等, 2000; Mahon and Wallace, 2020)。

松遼盆地南部具有斷、坳雙重結(jié)構(gòu)，不僅發(fā)育伸展構(gòu)造，而且發(fā)育擠壓構(gòu)造(劉志宏等，2015)。由于晚期擠壓作用疊加于前期伸展構(gòu)造之上，所以早期的伸展斷陷對之后發(fā)生的擠壓變形的幾何學特征產(chǎn)生了重要影響。本文在對研究區(qū)大量二維、三維地震剖面解釋的基礎(chǔ)上，選取3條有代表性的地震剖面，闡述擠壓構(gòu)造的特征和變形時間。

表1 松遼盆地地層、構(gòu)造事件、盆地性質(zhì)簡表

2.1 第一期擠壓構(gòu)造

研究區(qū)經(jīng)歷的第一期擠壓作用發(fā)生在下白堊統(tǒng)營城組上部碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組(T4c-T2)沉積時期，這期擠壓作用使早期形成的NE向正斷層、近NS向走滑正斷層控制的箕狀斷陷發(fā)生反轉(zhuǎn)作用(Mitra,1993; Allardetal., 2020)，其中NE向構(gòu)造的反轉(zhuǎn)作用強度較大，同時在研究區(qū)還新形成了一系列NE向斷層相關(guān)褶皺(Suppeetal., 1992; Shawetal., 1994; Hughes and Shaw, 2014; 劉志宏等，2015)，反映了這期擠壓作用的方向為NW-SE向。

2.1.1 地震剖面A-A′

該剖面位于松遼盆地東南隆起區(qū)的德惠斷陷(圖1)。由地震剖面(圖2a)可知，營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)在全區(qū)都有沉積，但地層的厚度在空間上變化較大。剖面東南部早期控陷正斷層Fd1的下盤形成NE向逆沖斷層Fd01(表2)和斷層轉(zhuǎn)折褶皺(Suppe, 1983)，剖面中僅出露了褶皺的前翼和上盤斷坡部分。營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)在斷層轉(zhuǎn)折褶皺背斜前翼向斜部位地層的沉積厚度最大，向背斜的構(gòu)造高部位地層的沉積厚度逐漸減小(圖2、圖3、圖4)，反映了這套地層是伴隨著上述擠壓構(gòu)造的形成沉積的一套生長地層(Suppeetal., 1992, 1997; Shawetal., 1994; Corredoretal., 2005; Mahon and Wallace, 2020)。剖面中部的早期控陷正斷層Fd2、Fd3受到擠壓作用轉(zhuǎn)化為逆沖斷層(表2)，形成反轉(zhuǎn)構(gòu)造(Mitra, 1993; Allardetal., 2020)，

圖2 松遼盆地南部A-A′地震剖面解釋圖(a)和生長地層沉積特征(b)

圖3 松遼盆地南部A-A′剖面構(gòu)造演化圖

由于斷層在深部的位移量較大、在淺部的位移量較小，深部的逆沖滑移在淺部受阻而使斷層上盤發(fā)生旋轉(zhuǎn)式隆升(劉志宏等，2011)，控陷斷層Fd2、Fd3所夾持的斷塊構(gòu)成了一個突發(fā)構(gòu)造(pop up)，營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)在突發(fā)構(gòu)造的構(gòu)造高部位(PT1)的沉積厚度較小，向兩側(cè)的構(gòu)造低部位地層的沉積厚度逐漸增大(圖2、圖3、圖4)，反映了這套地層是伴隨著突發(fā)構(gòu)造的隆升沉積的生長地層(Allardetal., 2020)。由生長地層的厚度在剖面上的變化可以看出，在營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)沉積時期，這個突發(fā)構(gòu)造的隆升高度遠小于由逆沖斷層Fd01控制的斷層轉(zhuǎn)折褶皺背斜前翼的隆升高度。控陷正斷層Fd4受到擠壓作用時的表現(xiàn)與控陷正斷層Fd2、Fd3類似(表2)，由于深部的逆沖滑移在淺部受阻而使斷層上盤發(fā)生旋轉(zhuǎn)式隆升(劉志宏等，2011)，營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)在上盤背斜較高部位的沉積厚度較小，在向斜部位沉積厚度較大，向西北部褶皺翼部隆升高度逐漸增大，地層的沉積厚度逐漸減小。在斷層Fd4下盤形成NE向逆沖斷層Fd02(表2)及其上部的斷層傳播褶皺(Suppe and Medwedeff, 1990；Mitra, 1990)，背斜頂部的營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)的沉積厚度較小，向背斜兩側(cè)的向斜部位地層的地層厚度逐漸增大，在這一時期該褶皺的隆升高度遠大于由控陷斷層Fd2、Fd3反轉(zhuǎn)作用形成的突發(fā)構(gòu)造的高度(圖2、圖3、圖4)。

圖4 松遼盆地南部B-B′地震剖面解釋圖

泉頭組(T3-T2)的分布基本繼承了營城組上部碎屑巖段-登婁庫組的特征，地層的厚度在空間上變化很大。在泉頭組沉積時期，剖面中的控陷正斷層Fd1、Fd3、Fd4、Fd5和逆沖斷層Fd01、Fd02活動強度很弱或基本處于不活動狀態(tài)；泉頭組一段沉積早期在斷層Fd2上盤形成了由斷層Fd03控制的小型斷層轉(zhuǎn)折褶皺，并能見到同沉積地層向該背斜的構(gòu)造高部位的上超現(xiàn)象；在泉頭組沉積時期斷層Fd2發(fā)生逆沖作用，特別是自泉頭組一段沉積中晚期開始斷層Fd2發(fā)生強烈逆沖作用，位于營城組下部火山巖段中的斷層端線基本處于停滯狀態(tài)，深部的逆沖滑移在淺部受阻而發(fā)生旋轉(zhuǎn)式隆升，早期受斷層Fd2、Fd3反轉(zhuǎn)作用共同控制的突發(fā)構(gòu)造被改造為只受逆沖斷層Fd2控制的NE向大型斷層傳播褶皺背斜(萬金塔背斜)，構(gòu)造高點由PT1遷移到PT2附近，并且構(gòu)造高點PT2也伴隨著斷層傳播褶皺背斜后翼的旋轉(zhuǎn)式隆升逐漸向NW遷移(圖2b、圖3、圖4)。在泉頭組沉積早期，背斜頂部構(gòu)造的隆升速率大于沉積速率，地震剖面中可以看到早期沉積的部分營城組碎屑巖段和登婁庫組被大面積剝蝕，出現(xiàn)明顯的削截現(xiàn)象，泉頭組由背斜兩側(cè)的構(gòu)造低部位逐漸向構(gòu)造高部位上超，最終在背斜的構(gòu)造高部位不整合于登婁庫組之上。泉頭組在背斜兩側(cè)的構(gòu)造低部位為連續(xù)沉積，而在背斜構(gòu)造高部位(PT2)缺失了下伏登婁庫組上部-泉頭組下部地層(圖2、圖3、圖4)。在泉頭組沉積過程中，由逆沖斷層Fd2控制的大型斷層傳播褶皺背斜(萬金塔背斜)始終處于隆升狀態(tài)，除了在泉頭組沉積早期背斜的隆升速率大于沉積速率被剝蝕，其他絕大多數(shù)時期背斜的隆升速率都小于沉積速率，接受沉積，但在背斜構(gòu)造高部位地層的沉積厚度較小，在背斜兩側(cè)的構(gòu)造低部位地層的沉積厚度較大，且背斜前翼較后翼的沉積厚度大，泉頭組為一套與斷層傳播褶皺的隆升相伴沉積的生長地層(Liuetal., 2009; Songetal., 2019)。青山口組(T2之上)沉積早期，在大型斷層傳播褶皺背斜(萬金塔背斜)上部形成多個由近NS向陡傾正斷層控制的小型斷陷，斷層穿切了地震反射層T2，控制了青山口組下部地層的沉積(圖2、圖3、圖4)，其形成可能與青山口組沉積時期近NS向離散型走滑作用有關(guān)。

2.1.2 地震剖面B-B′

該剖面位于松遼盆地東南隆起區(qū)的伏龍泉斷陷(圖1)。由地震剖面(圖4)可知，營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)在早期控陷正斷層Ff1(表2)上盤的向斜部位沉積厚度較大、靠近斷層Ff1方向沉積厚度逐漸減小，并呈現(xiàn)上超的沉積特征(圖4)，說明斷層Ff1上盤在沉積過程中處于隆升狀態(tài)，此時斷層Ff1轉(zhuǎn)變?yōu)槟鏇_斷層，由其控制的伸展斷陷發(fā)生反轉(zhuǎn)作用。由于斷層Ff1上盤的隆升速率小于沉積速率，營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)連續(xù)沉積，為一套與擠壓作用相伴沉積的生長地層，由斷陷較深部位逐漸向邊部較淺部位超覆于斷層Ff1之上。此外，由于斷層Ff1的逆沖作用，在其上盤靠近斷層的部位還形成了呈NE向展布的小型背斜和向斜構(gòu)造，組成向斜的營城組上部碎屑巖段(T4c-T4)也表現(xiàn)為靠近斷層Ff1方向地層的厚度逐漸減??；登婁庫組(T4-T3)在向斜中的厚度最大，向北西側(cè)的背斜和南東側(cè)的斷層Ff1方向地層厚度逐漸減小，并呈現(xiàn)出向兩側(cè)逐漸上超的沉積特征，說明上述背斜和向斜形成于登婁庫組沉積時期，其形成可能與早期控陷正斷層Ff1在反轉(zhuǎn)作用過程中深部的逆沖滑移在淺部受阻而發(fā)生的旋轉(zhuǎn)式隆升有關(guān)(劉志宏等，2011)。

剖面中還發(fā)育由逆沖斷層Ff3(表2)和與之相關(guān)的斷層傳播褶皺(圖4)。在褶皺頂部的較高部位營城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)的厚度最小，向背斜兩翼的較低部位地層厚度逐漸增大，在背斜前、后翼的向斜部位地層厚度最大；另外在斷層傳播褶皺頂部的登婁庫組上部地層中還發(fā)現(xiàn)削截不整合現(xiàn)象，說明在登婁庫組沉積的中晚期曾經(jīng)出現(xiàn)該背斜的隆升速率大于沉積速率，下伏地層被剝蝕?？梢姞I城組上部碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)是與該背斜的形成相伴沉積的生長地層，反映了該斷層傳播褶皺在上述地層沉積過程中一直處于隆升狀態(tài)。

在剖面東南部斷層Ff1下盤發(fā)育NE向逆沖斷層Ff4和與之相關(guān)的斷層轉(zhuǎn)折褶皺，斷層Ff4上盤的火石嶺組-營城組(T5-T4)厚度相等且被褶皺，其上部的登婁庫組(T4-T3)在背斜頂部的沉積厚度較小，向兩側(cè)逐漸增大，登婁庫組之上(T3之上)的地層在背斜各個部位的沉積厚度相等，說明該褶皺形成于登婁庫組沉積時期。

在剖面中還發(fā)育多個近NS向陡傾正斷層，穿切了地震反射層T2，其形成可能與泉頭組沉積之后的走滑作用有關(guān)。

2.1.3 地震剖面C-C′

該剖面較長，跨越了松遼盆地東南隆起區(qū)和中央坳陷區(qū)兩個一級構(gòu)造單元(圖1)。

營城組碎屑巖段-泉頭組(T4c-T2)在全區(qū)都有分布，地層厚度的變化主要受早期NE向伸展斷陷(以斷層Ff1、Ff1-1(表2)等控制的伸展斷陷為代表)在擠壓作用過程中形成的反轉(zhuǎn)背斜和NE向斷層傳播褶皺所控制(圖5)。由于研究區(qū)構(gòu)造的隆升速率始終小于沉積速率，剖面中的營城組碎屑巖段-泉頭組(T4c-T2)是連續(xù)沉積，在構(gòu)造隆升較高的背斜頂部地層的沉積厚度較小，向背斜兩側(cè)構(gòu)造低部位地層的沉積厚度逐漸增大，反映了這套地層是與NW-SE向擠壓作用相伴沉積的一套生長地層。其中，營城組碎屑巖段-登婁庫組(T4c-T3)的厚度在空間上變化較大，其沉積作用受反轉(zhuǎn)背斜和逆沖斷層Ff5、Ff7、Ff8及與之相關(guān)的斷層傳播褶皺共同控制；泉頭組(T3-T2)的厚度在空間上變化較小，主要受泉頭組沉積過程中處于活動狀態(tài)的逆沖斷層Ff5-Ff8和與之相關(guān)的斷層傳播褶皺控制(圖5)。

圖5 松遼盆地南部C-C′地震剖面解釋圖

在青山口組-嫩江組(T2-T03)及下伏地層中還發(fā)育一系列由近NS向陡傾正斷層控制的小型斷陷，有的斷層在剖面上還構(gòu)成負花狀構(gòu)造(圖5)，其形成可能與近NS向離散型走滑作用有關(guān)(劉志宏等，2015)。由于上述控陷斷層規(guī)模較小、對同構(gòu)造沉積作用的影響也很小，僅在靠近控陷斷層的上盤部位青山口組-嫩江組的厚度略有增加，反映了上述走滑構(gòu)造主要形成于青山口組-嫩江組(T2-T03)沉積時期。青山口組-嫩江組(T2-T03)的厚度整體上比較穩(wěn)定，這一時期的沉積作用可能受更高級別的構(gòu)造活動所控制。

2.2 第二期擠壓構(gòu)造

松遼盆地東南隆起區(qū)在第二期擠壓作用過程中發(fā)生強烈隆升，記錄構(gòu)造形成時間的生長地層大部分被剝蝕，只在中央坳陷中有所保留。中央坳陷區(qū)的四方臺組-明水組較好地記錄了第二期擠壓作用的變形過程。

研究區(qū)東部發(fā)育一軸向近NS的背斜構(gòu)造(伏龍泉背斜)(圖4)，其形成主要受近NS向逆沖斷層Ff1-2和NE向反轉(zhuǎn)逆沖斷層Ff1、Ff1-1共同控制(表2)，為一大型斷層傳播褶皺(劉志宏等，2015)。在圖3、圖4中可以發(fā)現(xiàn)伏龍泉背斜的轉(zhuǎn)折端較窄，前翼(東翼)較短，后翼(西翼)較長(60余千米)，在后翼(西翼)上還發(fā)育一寬達12.5km的平臺，從構(gòu)造變形的幾何學特征可以推斷背斜下伏近NS向逆沖斷層Ff1-2對伏龍泉背斜的形成與隆升起到關(guān)鍵性作用，背斜西翼和轉(zhuǎn)折端幾何形態(tài)的變化主要與逆沖斷層Ff1-2深部產(chǎn)狀變化有關(guān)。嫩江組-古近系(T1之上)在背斜轉(zhuǎn)折端被剝蝕殆盡，主要分布于斷層傳播褶皺后翼的中央坳陷區(qū)，并且四方臺組、明水組分布的分布范圍更加局限。在靠近伏龍泉背斜的區(qū)域四方臺組-古近系的沉積厚度較小、遠離伏龍泉背斜向中央坳陷區(qū)地層的沉積厚度逐漸增大，說明這套地層為與伏龍泉背斜的隆升作用相伴沉積的一套生長地層。由于在明水組沉積晚期伏龍泉背斜構(gòu)造高部位的隆升速率遠大于該區(qū)域的沉積速率，使早期沉積于伏龍泉背斜上部的大部分嫩江組、四方臺組、明水組被剝蝕，僅在背斜西翼的中央坳陷區(qū)部分地層得以保留，此時明水組的沉積范圍向西萎縮到中央坳陷區(qū)的核心區(qū)域(相當于伏龍泉斷層傳播褶皺后翼向斜部位)。古近系在絕大部分區(qū)域與四方臺組和明水組為角度不整合接觸，在剖面C-C′最西側(cè)的中央坳陷區(qū)與明水組為整合-平行不整合接觸，并且古近系也呈現(xiàn)向靠近伏龍泉背斜構(gòu)造高方向地層的沉積厚度較小、被剝蝕或沒沉積，向遠離伏龍泉背斜構(gòu)造高方向地層的沉積厚度逐漸增大，說明古近系也是與伏龍泉背斜隆升相伴沉積的一套生長地層，只不過在這一時期伏龍泉背斜的大部分區(qū)域隆升速率小于地層沉積速率，僅在伏龍泉背斜的頂部區(qū)域隆升速率大于沉積速率，盆地接受沉積的范圍顯著大于明水組沉積晚期，但隨著伏龍泉背斜的隆升，盆地接受沉積的范圍又開始向西萎縮。由此可見，松遼盆地南部區(qū)域在四方臺組-古近系沉積時期主要受到近E-W向擠壓作用，形成了以NS向伏龍泉背斜為代表的大型斷層相關(guān)褶皺，并且使剖面西北部早期形成的負花狀構(gòu)造受到改造呈現(xiàn)正花狀構(gòu)造的部分特征(圖4)。由伏龍泉背斜上部的四方臺組-古近系這套生長地層的沉積特征可以判斷自四方臺組沉積時期開始變形強度由弱逐漸增強，在明水組二段沉積時期變形強度最大，在古近系沉積時期變形強度有所減弱。上述研究表明，松遼盆地南部自白堊紀以來經(jīng)歷了兩期較長時間的擠壓作用(表1)：

表2 研究區(qū)主要斷層要素統(tǒng)計表

第一期擠壓作用發(fā)生在下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組(T4c-T2)沉積時期，主要受NW-SE向擠壓作用。根據(jù)前人的研究，下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段之下的火山巖段頂界的同位素年齡為110Ma(賈軍濤等，2008)，上白堊統(tǒng)泉頭組頂界的同位素年齡為92Ma(Wangetal., 2016)，擠壓作用持續(xù)了18Myr。這期擠壓作用不僅使研究區(qū)形成于下白堊統(tǒng)火石嶺組-營城組火山巖段(T5-T4c)沉積時期形成的NE向、近NS控陷正斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且在研究區(qū)形成了多個NE向逆沖斷層和斷層相關(guān)褶皺，控制了下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組(T4c-T2)的沉積作用。東南隆起區(qū)德惠斷陷的變形強度較西部伏龍泉斷陷和中央坳陷區(qū)大得多，特別是在上白堊統(tǒng)泉頭組沉積時期，德惠斷陷中呈NE向展布的萬金塔背斜出現(xiàn)強烈隆升，泉頭組沉積早期該背斜的隆升速率曾一度大于背斜上部地層的沉積速率，導致萬金塔背斜上部的部分營城組碎屑巖段和登婁庫組被剝蝕，在研究區(qū)較大范圍內(nèi)形成了上覆泉頭組與下伏登婁庫組的不整合接觸。

第二期擠壓作用發(fā)生在上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期，主要受近E-W向擠壓作用。根據(jù)前人的研究，上白堊統(tǒng)四方臺組底界的同位素年齡為79.1Ma(Wangetal., 2016)，古近系依安組頂界的同位素年齡為40Ma(王璞珺等，2015)，擠壓作用至少持續(xù)了39.1Myr。這期擠壓作用不僅使研究區(qū)早期形成的控陷正斷層再次發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且在研究區(qū)形成了近NS向大型逆沖斷層Ff1-2和伏龍泉斷層傳播褶皺背斜，由于該背斜的強烈隆升，背斜較高部位的上白堊統(tǒng)青山口組-明水組被剝蝕或從未沉積，記錄伏龍泉斷層傳播褶皺變形過程的四方臺組-古近系僅分布于背斜西翼的中央坳陷區(qū)。根據(jù)生長地層四方臺組-明水組的沉積厚度變化、分布特征以及與上覆地層的接觸關(guān)系在空間上的變化，可以確定這期擠壓作用開始于四方臺組沉積時期，在明水組沉積晚期變形強度最大，在古近系沉積時期變形強度又有所減弱。

在兩期擠壓作用中，松遼盆地東部發(fā)育的逆沖斷層的規(guī)模和斷層相關(guān)褶皺的隆升幅度都顯著大于中央坳陷區(qū)，東部構(gòu)造的隆升速率有時大于沉積速率而被剝蝕，特別是自四方臺組沉積時期開始，盆地東南隆起區(qū)的變形強度顯著大于中央坳陷區(qū)，伏龍泉背斜構(gòu)造高部位的隆升速率遠遠大于沉積速率，背斜構(gòu)造高部位出現(xiàn)大面積剝蝕而成為物源區(qū)，由于伏龍泉背斜的持續(xù)隆升，松遼盆地接受沉積的區(qū)域持續(xù)向西萎縮，在明水組沉積末期松遼盆地接受沉積的區(qū)域萎縮到最小，僅位于中央坳陷區(qū)的核心區(qū)域。在古近系沉積時期，盡管伏龍泉背斜仍然處于隆升狀態(tài)，但背斜上部的大部分區(qū)域的隆升速率都小于沉積速率而接受沉積，松遼盆地接受沉積的范圍明顯增大，形成了古近系與下伏四方臺組-明水組的不整合接觸，此時供給物源的剝蝕區(qū)向東明顯萎縮，僅限于伏龍泉背斜隆起最高的頂部區(qū)域。盆地的中央坳陷區(qū)在擠壓作用過程中形成了多個逆沖斷層和斷層相關(guān)褶皺，由于斷層規(guī)模小、斷層相關(guān)褶皺的隆升速率小于同構(gòu)造沉積速率，始終接受沉積，盆地的沉積范圍隨著盆地東部構(gòu)造隆升速率與沉積速率比值的變化而變化。

3 松遼盆地性質(zhì)探討

松遼盆地構(gòu)造屬性及其盆地類型研究已經(jīng)有幾十年的歷史，但至今尚未取得業(yè)內(nèi)廣為接受的趨于客觀的認識(王璞珺等，2015)，有關(guān)松遼盆地構(gòu)造特征、構(gòu)造演化的認識更是各抒己見(陳發(fā)景等，1996；李娟和舒良樹，2002；胡望水等，2005；楊明達，2005；葛榮峰等，2010；康永尚等，2012；劉志宏等，2015)，主要原因是對盆地的變形特征、變形過程的認識存在問題。

3.1 下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組沉積時期

松遼盆地在早白堊世火石嶺期-營城期為與區(qū)域性伸展作用有關(guān)的斷陷盆地，在早白堊世登婁庫期-晚白堊世嫩江期為陸內(nèi)坳陷盆地演化階段，上述觀點得到了大多數(shù)地質(zhì)學家的認同，關(guān)于其成因則有不同看法(陳發(fā)景等，1996；張岳橋等，2004；王璞珺等，2015)，特別是有關(guān)坳陷盆地的成因更是眾說紛紜。陳發(fā)景等(1996)認為登婁庫期-嫩江期松遼盆地地殼伸展作用弱，主要由于巖石圈熱冷卻轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定大陸內(nèi)坳陷。劉德來等(1996)認為太平洋板塊俯沖引起熱流上升，熱沉降使早期斷陷轉(zhuǎn)化為坳陷；云金表等(2003)認為早期的熱幔隆“冷卻”下沉形成了具有統(tǒng)一沉降格局的坳陷盆地；王璞珺等(2015)提出坳陷沉降機制主要為火石嶺組-營城組和青山口組火山作用導致的火山期后熱撓曲沉降。上述有關(guān)坳陷盆地的沉降機制的認識主要與“熱”有關(guān)，但到底是否是“熱”的變化引起坳陷盆地的形成都缺乏有利的證據(jù)，只是一種推斷。本次研究發(fā)現(xiàn)自下白堊統(tǒng)營城組上部碎屑巖段沉積時期開始松遼盆地就受到NW-SE向擠壓作用，并且一直持續(xù)到上白堊統(tǒng)泉頭組沉積末期。這期擠壓作用不僅使松遼盆地東南部形成于下白堊統(tǒng)火石嶺組-營城組下部火山巖段(T5-T4c)沉積時期的NE向、近NS向伸展斷陷發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且在研究區(qū)形成了以萬金塔背斜為代表的NE向反轉(zhuǎn)構(gòu)造和斷層相關(guān)褶皺，導致松遼盆地東南隆起區(qū)的強烈抬升和中央坳陷區(qū)的整體下降，松遼盆地呈現(xiàn)了NE向坳陷盆地的特征。由此可見，松遼盆地不是前人認為的自登婁庫組沉積時期開始進入坳陷盆地演化階段，而是自下白堊統(tǒng)營城組上部碎屑巖段沉積時期開始就進入坳陷盆地演化階段；結(jié)束坳陷盆地演化的時間也不是上白堊統(tǒng)嫩江組沉積時期，而是上白堊統(tǒng)泉頭組沉積末期。盡管上述擠壓構(gòu)造的形成時間不完全相同，但多數(shù)在這一地質(zhì)時期的隆升速率都小于沉積速率，研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域都連續(xù)接受沉積，盆地中出現(xiàn)了多個沉降中心，不同時期地層的沉積厚度也隨著擠壓構(gòu)造的形成和構(gòu)造高點在空間上的遷移而變化。松遼盆地的這一演化階段處于活動大陸邊緣的陸內(nèi)區(qū)域，盆地的性質(zhì)應(yīng)屬于陸內(nèi)擠壓坳陷盆地。

3.2 上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期

前人對上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期盆地性質(zhì)的認識也存在差異，但多數(shù)學者都傾向于在這一地質(zhì)時期盆地的演化主要受到擠壓構(gòu)造體制控制，盆地進入了反轉(zhuǎn)構(gòu)造演化階段(高瑞祺和蔡希源，1997；云金表等，2003；葛榮峰等，2010；孫永和等，2013；王璞珺等，2015；Wangetal., 2016)。部分學者認為擠壓作用往往是短暫的，提出松遼盆地在上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期的反轉(zhuǎn)作用主要集中在明水組沉積末期和古近系沉積末期。本次研究發(fā)現(xiàn)自上白堊統(tǒng)四方臺組沉積開始松遼盆地進入近E-W向擠壓作用階段，一直持續(xù)到古近系沉積時期或更晚。這期擠壓作用不僅使松遼盆地南部早期形成的部分伸展斷陷再次發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且在研究區(qū)形成了軸向近NS的伏龍泉大型斷層傳播褶皺背斜，由于該背斜及其以東區(qū)域的強烈隆升，西部中央坳陷區(qū)則相對下降，盆地也呈現(xiàn)了坳陷盆地的特征。與早期坳陷盆地對比，這期坳陷盆地的展布方向由NE向轉(zhuǎn)化為近NS向。由于研究區(qū)東部始終處于隆升狀態(tài)，盆地的沉降中心始終由東向西遷移，遷移的速率與東部構(gòu)造的隆升速率有關(guān)。在上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期，松遼盆地的構(gòu)造演化特征及所處的大地構(gòu)造背景與第一期擠壓作用十分相似，盆地性質(zhì)也應(yīng)屬于陸內(nèi)擠壓坳陷盆地。

4 結(jié)論

(1)松遼盆地南部自白堊紀以來經(jīng)歷主要經(jīng)歷兩期較長時間的擠壓作用：第一期為NW-SE向擠壓作用，發(fā)生在下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組(T4c-T2)沉積時期，不僅使部分形成于下白堊統(tǒng)火石嶺組-營城組火山巖段(T5-T4c)沉積時期的NE向、近NS向伸展斷陷發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且在研究區(qū)形成了以萬金塔背斜為代表的多個NE向斷層相關(guān)褶皺；第二期為近E-W向擠壓作用，發(fā)生在四方臺組-古近系沉積時期，不僅使早期形成的伸展斷陷再次發(fā)生反轉(zhuǎn)作用，而且還形成了近NS向展布的伏龍泉大型斷層傳播褶皺背斜。兩期擠壓作用都表現(xiàn)出東強西部弱的特點，第二期擠壓作用的變形強度遠大于第一期，并且在明水組沉積晚期變形強度最大，這期變形作用奠定了松遼盆地現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

(2)松遼盆地南部下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組(T4c-T2)和四方臺組-古近系的沉積作用分別記錄了第一期、第二期擠壓作用形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造和斷層相關(guān)褶皺的變形過程，上述構(gòu)造在不同時期隆升速率與沉積速率之間的關(guān)系，控制了盆地接受沉積的范圍、沉積地層的厚度和接觸關(guān)系在空間上的變化。

(3)在下白堊統(tǒng)營城組碎屑巖段-上白堊統(tǒng)泉頭組、上白堊統(tǒng)四方臺組-古近系沉積時期，松遼盆地南部分別受到NW-SE向、近E-W向擠壓作用，盆地東南部、東部區(qū)域由于反轉(zhuǎn)構(gòu)造和斷層相關(guān)褶皺的形成而發(fā)生強烈隆升，盆地西南部、西部的中央坳陷區(qū)出現(xiàn)整體下降，分別呈現(xiàn)NE向、近NS向坳陷型盆地的特征。松遼盆地在上述兩個構(gòu)造演化階段都處于活動大陸邊緣的陸內(nèi)區(qū)域，盆地性質(zhì)都應(yīng)屬于陸內(nèi)擠壓坳陷盆地。

致謝感謝兩位審稿專家認真審閱本文并提出了許多寶貴的修改建議！

在本文第一作者導師楊振升教授90壽辰之際，謹以此文對多年來給予指導與幫助的先生表示誠摯的感謝，衷心祝愿先生健康長壽！