黑龍江省二十三站林場—二十二站林場地區(qū)地層特征及時代探討

董立嵬

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心黑龍江總隊，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 區(qū)域位置

工作區(qū)中生代區(qū)域大地構(gòu)造位置位于西伯利亞板塊（Ⅰ級）、額爾古納地塊（Ⅱ級）；新生代區(qū)域大地構(gòu)造位置位于大興安嶺疊加造山系—裂谷系（Ⅰ級）、大興安嶺疊加巖漿?。á蚣墸?；

按《黑龍江省巖石地層》（1997年）的劃分，測區(qū)地層屬濱太平洋地層大區(qū)（5），大興安嶺—燕山地層分區(qū)（51）、漠河地層小區(qū)（515）。

測區(qū)地質(zhì)構(gòu)造歷史復雜，中生代構(gòu)造層最為發(fā)育，上黑龍江中生代前陸盆地由中侏羅世沉積巖組成，早期盆地基底及盆緣拉張后隨著自身沉積物重力的增加，開始了盆地的發(fā)展歷史，晚期拉張活動減弱，盆地萎縮；至晚侏羅世由于盆緣斷裂活動加劇，拉開了火山活動序幕，之后，由于NE-NNE向應(yīng)力場的疊加，導致深大斷裂帶的強烈活動，大規(guī)模火山噴發(fā)，在區(qū)域上形成了北東向大興安嶺火山巖帶的主體。早白堊世之后的脆性斷裂構(gòu)造活動表現(xiàn)為對包括前述構(gòu)造形跡在內(nèi)的所有先成地質(zhì)體和地質(zhì)構(gòu)造的破壞、改造和繼承。

新生代構(gòu)造層在中生代構(gòu)造的基礎(chǔ)上進一步發(fā)生斷塊運動，最終形成現(xiàn)今構(gòu)造格局。

空間上斷裂構(gòu)造的主要展布方向有兩個：北東向及北西向斷裂，嚴格控制了斷陷盆地的形成和發(fā)展，制約了繡峰組（J2-3x）、二十二站組（J2-3er）、漠河組（J2-3m）地層的巖性、巖相分布、產(chǎn)狀特征等。

2 地層特征

區(qū)內(nèi)出露的地層主要為中生界中—上侏羅統(tǒng)繡峰組（J2-3x）、二十二站組（J2-3er）、漠河組（J2-3m）地層，出露面積約占總面積的83.75%。新生界主要為第四系上更新統(tǒng)一級階地及第四系低河漫灘堆積層，出露面積極小。

2.1 侏羅系中—上統(tǒng)繡峰組（J2-3x）

在工作區(qū)大面積出露，面積約399.19km2，約占全區(qū)面積的64.2%。巖層產(chǎn)狀140°～330°∠30°～80°。呈北東向帶狀分布。該組主要巖性為一套河流相至濱湖相粗碎巖沉積。在工作區(qū)內(nèi)巖性組合以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、砂礫巖、礫巖、卵石礫巖等粗碎屑巖、夾粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、細砂巖等，上部層序巖石鐵質(zhì)含量偏高，據(jù)巖石組合、粒度、成分等特征，該組可概分為五種巖石組合相：礫巖相、砂礫巖相、巖屑砂巖相、長石砂巖相、泥質(zhì)粉砂巖相。單層一般為中至厚層狀，層面往往見微凸鏡狀砂體，頂部發(fā)育水平微細層理、紊亂層理。沉積構(gòu)造如槽狀、板狀交錯層理，沖刷構(gòu)造等較發(fā)育。以植物化石為主且多為保存不佳的殘碎片，局部植物化石莖干化石發(fā)育。基本層序以河流相向上變細基本層序為主，局部為向上變粗的基本層序。產(chǎn)Coniopteris-Phoenicopsis植物群分子和Margaritifera-Ferganoconcha雙殼類組合分子，夾薄煤層。

厚度在二十三站林場359高地一帶大于2602.34m，在工作區(qū)內(nèi)巖性組合以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖、砂礫巖、礫巖、卵石礫巖等粗碎屑巖為主，夾粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、細砂巖等代表性剖面。

2.1.1 區(qū)域延展情況

區(qū)域上繡峰組呈SEE向分布于上黑龍江盆地的南緣。在西部的老溝至棲林集一帶，本組出露較全，底部發(fā)育風化殼型沉積，頂部以厚層礫巖與漠河組分界，夾凝灰?guī)r及煤線，產(chǎn)植物化石，控制厚度約1586m；在中東部的勝利林場至二十一站一帶，本組下部出露不好，中上部為礫巖與砂巖組成的韻律沉積，產(chǎn)豐富的動、植物化石，與二十二站組呈橫向變化關(guān)系，控制厚度1484m；在東部的繡峰至桂花站一帶，本組厚度可達2750m，下部以礫巖為主，上部以含礫砂巖為主。

據(jù)剖面測制與1985年張文才等在塔河縣繡峰公社建立的正層型對比的情況看，本組在區(qū)域上的變化不大，與正層型較吻合。不同地域的繡峰組沉積組合、沉積環(huán)境差異較大，工作區(qū)西部359高地一帶繡峰組底部為礫巖，中部為巖屑長石砂巖夾粉砂巖，上部為長石砂巖與粉砂互層，表現(xiàn)為山麓洪沖積沉積特征；橫向?qū)Ρ龋瑓^(qū)內(nèi)從西至東，沉積環(huán)境存在差異性。西部磨圓差，分選性差，顯示了盆地形成初期，沉降速率大于沉積速率，沉積物快速沉積，具有山前磨拉石建造特征；東部沉降高差相對較小，盆地沉降速率略大于沉積速率，表現(xiàn)為辮狀河沉積，隨著盆地的繼續(xù)演化，盆緣洼地被沉積物補給充填，沉積物可隨水流搬運較遠的地方，沉積了一套以粗砂巖、砂巖為主的碎屑巖。縱向?qū)Ρ?，沉積碎屑有逐漸變細的特征。底部主要以向上變細為主的進積型沉積，中部為向上變細再變粗基本層序，表現(xiàn)為進積型沉積，上部主要為互層韻律型基本層序，表現(xiàn)為盆地穩(wěn)定沉積或沉降率約等于沉積速率的沉積過程。

2.1.2 時代討論

繡峰組內(nèi)含有豐富的Coniopteris-Phoenicopsis植物群化石及殘片，局部見有雙殼及腹足類動物化石，多發(fā)育在繡峰組中上部層位中。主要見有植物Ginkgoites sp.、Equiswertes sp.、Poniopteris sp.、Podozamites sp.、Podozamites、Lan-Ceolalus（L.et H）Braun、Cladophlebis cf.、Shansiensis sze.、Cladophlebis sp.、Coniopteris lunejensis（zal）sew.、Czekanowskia rigida Heer.、Sphenopteris sp.。孢子組合Cyathidites-stereisporites-Osmundites，花粉組合Cycadopites-Perinopollenites-Taxodiaceae-Pollenites，雙殼Fergancconcha sp.、Unio sp.、腹 足 類Viviparus cf.、onogoensis、Kobayashiat、Suguki等。

地層下部主要以植物Coninopteris、Cladophlebis、Equiseites、Podozamites為主，說明盆地當時處于溫暖的亞熱帶—溫帶氣候區(qū)，從時代意義上講該幾種化石相當于我國北方早—中侏羅世Coniopteris-Phoenicopsis植物群中期化石組合，時代趨于中侏羅世早期。地層層序自底向上，上述幾種化石數(shù)量減少，Ginkgoites、Czekanowskia相應(yīng)增多，表明氣候逐漸由暖變冷，顯示了Coniopteris-Phoenicopsis植物群中晚期組合特征，時代為中侏羅世中晚期。繡峰組內(nèi)動物化石較少見，僅發(fā)育Ferganoconoha、Unio、Viviparus，說明盆地內(nèi)水體較局限，水動力較強，保存狀態(tài)不佳，該種類化石組合橫向上與二十站組雙殼及腹足類相似，其時代屬中侏羅世中晚期。

本組在P1剖面采集了一個二長花崗巖礫巖U-Pb年齡樣品，測得其年齡為401Ma±2.8Ma，說明該二長花崗巖礫巖可能來源于早泥盆世侵入巖。另據(jù)1∶25萬開庫康幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告中繡峰組U-Pb年齡151Ma±1Ma、167Ma±2Ma及生物化石時代，以及區(qū)域?qū)Ρ扰c繡峰組相當。本組時代置中—晚侏羅世。

2.2 侏羅系中—上統(tǒng)二十二站組（J2-3er）

在工作區(qū)南部小面積出露，面積約55.08km2，約占全區(qū)面積的8.9%。巖層產(chǎn)狀210°～215°∠15°～41°，呈北西向帶狀分布。該組主要巖性為一套濱湖至淺湖相砂泥質(zhì)沉積，在本次工作區(qū)內(nèi)巖性組合為灰綠色、灰色巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖與灰黑色細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等。具韻律沉積特征，發(fā)育大—中型斜層理、交錯層理、包卷層理等，見有沖痕、流痕、波痕、溝模等層面構(gòu)造。產(chǎn)豐富的淡水雙殼類、腹足類、介形蟲等動物及植物化石，并具蟲跡構(gòu)造，具有濱湖—湖相沉積環(huán)境。粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖層面具有似龜裂風化，說明粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖曾暴露于水面之上。

基本層序有互層韻律型和向上變粗再變細型兩種?；禹嵚尚鸵话阌蓛煞N粒度相差不大的巖石，垂向上頻繁互層組成，沉積構(gòu)造以水平層理或平行層理為主，小型波狀紋層、交錯層理少見。局部發(fā)育包卷及變形構(gòu)造，動植物化石常見，保存較好，主要構(gòu)成二十二站組的泥質(zhì)粉砂巖相。向上變粗再變細型基本層序相當于三角洲相沉積層序，巖石粒度變化范圍較寬，宏觀上粒度由下向上的變化趨勢為細—粗—細。發(fā)育完整的層序有粉砂巖—細砂巖—中細砂巖—中粗砂巖—細砂巖—粉砂巖組成。發(fā)育不完整的可變化為向上變粗、向上變細等層序。該層序的沉積構(gòu)造主要平行層理，斜層理層面可見波痕，動物化石稀少，植物化石破碎，二十二站組砂巖相主要由此組成。上述基本層序的規(guī)律性相互疊置形成了二十二站組的垂向沉積序列。宏觀上由下向上由泥質(zhì)粉砂巖相到砂巖相組成旋回性基本層序組合—旋回巖系。厚度在二十三站林場幅464高地一帶大于3771.26m。在本次工作區(qū)內(nèi)巖性組合為灰綠色、灰色巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖與灰黑色細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等代表性剖面。

2.2.1 區(qū)域延展情況

區(qū)域上二十二站組呈EW向帶狀分布于上黑龍江盆地東部，主要見于二十二站、伊里莫亞山以東、腰站、桂花站等。由西向東，粗碎屑含量增加，地層厚度增大。在二十二站一帶，本組與繡峰組中上部層位呈同時異相關(guān)系，不僅巖層產(chǎn)狀可以連過去，而且含有相同的英安巖夾層和相同的生物組合。

據(jù)剖面測制與1985年其和日格等在塔河縣二十二站建立的正層型對比的情況，從區(qū)域上看，不同的地理位置，存在著不同的沉積環(huán)境，區(qū)內(nèi)二十二站后山一帶為濱湖—湖相沉積環(huán)境。二十二站組橫向上具有由西至東逐漸變細的特征，表現(xiàn)為穩(wěn)定的深湖盆環(huán)境?？v向上，底部主要為向上變粗再變細的進積—退積型沉積過程，中部互層韻律型基本層序主要體現(xiàn)了盆地處于平穩(wěn)的沉積環(huán)境，上部為向上變粗的進積沉積環(huán)境，代表了盆地萎縮的一個階段。

2.2.2 時代討論

二十二站組產(chǎn)豐富的動物、植物化石，產(chǎn)我國北方中侏羅世Coniopteris-Phoenicopsis植物化石群晚期組合，雙殼類Margaritifera-Ferganoconcha動物組合及葉肢介Euestheria。

本次工作在該組的粉砂巖中所采集的植物化石經(jīng)南京古生物研究所鑒定為錐葉蕨（未定種）Coniopteris sp.、擬刺葵（未定種）Phoenicopsis sp.。在粉砂質(zhì)泥巖中所采集的孢粉樣品鑒定結(jié)果為：海金沙孢（未定種）Lygodiumsporites sp.、阿賽勒特孢（未定種）Asseretospora sp.、石松孢（未定種）Lycopodiumsporites sp.、環(huán)圈孢（未定種）Annulispora sp.、克拉梭粉（未定種）Classopollis sp.、擬云杉粉（未定種）Piceites sp.、雙束松粉（未定多種）Pinuspollenites spp.、羅漢松粉（未定種）?Podocarpidites sp.。由于化石保存不好，鑒定相當困難，大多存有疑問。所見化石的時代分布都很長，只有阿賽勒特孢（Asseretospora）、克拉梭粉（Classopollis）屬中生代分子。

其與侏羅系中—上統(tǒng)漠河組接觸關(guān)系是平行不整合接觸，本次工作綜合前人生物化石資料，及與下伏繡峰組、上覆漠河組關(guān)系，將二十二站組時代歸為中—晚侏羅世。

2.3 侏羅系中—上統(tǒng)漠河組（J2-3m）

在工作區(qū)中部小面積出露，面積約66.26km2，約占全區(qū)面積的10.66%。巖層產(chǎn)狀230°～270°∠30°～34°，呈北東向帶狀分布。該組主要巖性為一套以河流相為主間有沼澤相的碎屑沉積，具韻律沉積特征，含有多個正粒序、反粒序、正反粒序組成的韻律層。在本次工作區(qū)內(nèi)巖性組合為中粗—細粒長石砂巖、巖屑砂巖為主，夾礫質(zhì)砂巖、含礫中粗砂巖、粉砂巖。

厚度在西大溝幅436高地一帶大于2243.81m，在本次工作區(qū)內(nèi)巖性組合為中粗—細粒長石砂巖、巖屑砂巖為主，夾礫質(zhì)砂巖、含礫中粗砂巖、粉砂巖。代表性剖面P4。

2.3.1 區(qū)域延展情況

區(qū)域上漠河組呈近EW向帶狀分布于上黑龍江盆地中。在老溝至古站一帶，粒度較細，砂泥質(zhì)巖石所占比例較大，在其它地方則為礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)頁巖的韻律性互層，夾多層薄煤層或煤線，產(chǎn)植物化石。

據(jù)剖面測制與1958年俞建章、李廷棟等漠河縣烏蘇里沿江建立的正層型對比的情況，從區(qū)域上看，不同的地理位置，存在著不同的沉積環(huán)境，區(qū)內(nèi)漠河組以河流相為主間有沼澤相的碎屑沉積環(huán)境?？v向上，底部主要為向上變粗再變細的進積—退積型沉積過程，中部互層韻律型基本層序主要體現(xiàn)了盆地處于平穩(wěn)的沉積環(huán)境。

2.3.2 時代討論

漠河組產(chǎn)豐富的植物化石，屬Coniopters-Phoenicopsis植物群晚期組合。在工作區(qū)中部整合于繡峰組之上，在工作區(qū)東部整合于二十二站組之上。本組在P5剖面采集了一個U-Pb年齡樣品，巖性為泥質(zhì)粉砂巖，測得其鋯石U-Pb年齡為176.8Ma±3.9Ma，綜合該組生物化石時代、U-Pb年齡以及區(qū)域?qū)Ρ扰c漠河組相當，將本組時代置中—晚侏羅世。

2.4 第四系

區(qū)內(nèi)第四系主要分布于河流兩岸及支流的谷地當中。主要由沖積物、洪積物、坡積物的松散砂礫、亞粘土及沼澤淤泥組成，可分為上更新統(tǒng)一級階地（Qp3）和全新統(tǒng)低河漫灘堆積層(Qh2)。

2.4.1 上更新統(tǒng)一級階地（Q p3）呈弧島出露于工作區(qū)東北部黑龍江岸邊，面積極小。下伏為繡峰組砂巖，上覆全新統(tǒng)低河漫灘堆積層。主要為亞粘土、亞砂土、砂礫石等松散沉積物組成；橫向上階地前緣與低河漫灘堆積層之間存在高差2～5m的陡坎，界線較為明顯。

2.4.2 全新統(tǒng)低河漫灘堆積層(Q h2)

分布于東北部黑龍江、西北部盤古河河床內(nèi)的沉積物及其兩側(cè)低漫灘上，面積約82.61km2。本層在河床內(nèi)的沉積物以沖洪積成因的礫石、卵石為主，間夾灰黑色亞砂土層。在平緩的漫崗上與山麓地帶有殘坡積及沖洪積亞砂土、粘土、碎石等。

3 結(jié)論

測區(qū)內(nèi)繡峰組主要為一套粗礫巖、礫巖、含礫砂巖、中粗粒巖屑長石砂巖（或長石巖屑砂巖）、少量細砂巖、粉砂巖、局部夾煤線、泥巖，組成的沖積扇—河流沉積；二十二站組主要由粉砂巖、泥巖、細砂巖，少量中粗粒砂巖、含礫粗砂巖等組成的濱湖—湖相沉積，局部發(fā)育河流—三角洲相沉積；漠河組主要由細砂巖、中砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾煤線，少量粗砂巖、砂礫巖組成，以河流相沉積為主，局部發(fā)育濱湖沉積、沼澤相沉積。

巖石地層學結(jié)合鋯石U-Pb年齡及植物化石、孢粉鑒定結(jié)果將繡峰組、二十二站組、漠河組三組地層置于中—晚侏羅世。