中国在地球科学领域让你最引以为豪的成果是什么?


松辽盆地研究体系。这个体系最近最出名的成就之一就是“松科二井”完井(当然这个只能算是工程上的成就)。这个体系博大精深,包含许多方面,凝结了许多老一辈学者几十年甚至一辈子的心血。你说这个体系孕育了什么轰动当世的理论,目前可能很少甚至没有。但是我不会按成就大小去引以为豪,这未免太功利了。松辽体系,体现着我母校几十年追赶国际地学潮流的发展变迁史,这几十年里学院多次改制、并校,尽管遭受地质大萧条和经济衰退的冲击,但仍然坚持着把研究进行下去,并开创了一个体系。没有这些前辈们的积淀,白垩纪钻探工程无从谈起。我为这种执着地、朴实地做好力所能及之事的精神而自豪。这是松辽盆地精神,也是真正的东北精神。

有了松辽盆地,才有了大庆油田和铁人王进喜,这个国家才没有了贫油的帽子。

才有了我父辈和我父辈的父辈、我的老师和我老师的老师所从事的事业。

才有了中国地球物理最质朴的童年,和它注定迎来的巨变。

它是绝美的风景,而松辽体系是我们拙劣而真诚的意象。

松辽体系有家的味道,无论你是本科生还是院士、工人还是高级工程师、基层公务员还是部级官员、身居海外还是深耕国内,只要和松辽体系打过交道,这些差异巨大的人都会成为一家,相遇时有了共同的话题。人与人之间的隔阂消退了、戴着颜色的眼镜摘掉了,在东北老饭馆齐聚一堂,点上一桌硬菜,围着冒着热气的白肉血肠探讨松辽问题,然后推杯换盏,逐渐改变话题,直到大笑、大哭、称兄道弟、不醉不归。没有人会在意你能不能按时毕业,能不能写够文章,能不能申到基金,能不能做好项目,能不能站好队。没有人在意你是从哪来的,是南方还是北方,是漠河还是新疆。大家都是松辽人。一家人。在世界的学术舞台上,松辽盆地体系是我们共同的阵地、中国人的阵地。你看不懂这个回答在写什么,真的不要紧。这是一个精神家园。我也不是很懂。可是你能因为这个回答记住松辽盆地四个字,这就足矣。


要谈体系,必须先谈支撑体系的基础。所以要先从松辽盆地综合地球物理研究这一支出发,归纳一下比较重要的项目。

(这个回答预计很长,而且我也不是研究这个方向的,只能慢慢来。我尽可能地把前人的文献都列出来,感兴趣的朋友可以自行追索参考)


问题:为什么要关注松辽盆地?

一、松辽盆地蕴含丰富的油气、油页岩资源:

  • 石油地质资源量:

可采资源量:

  • 天然气地质资源量:

可采资源量:

[1][2]

  • 松辽盆地在“全国油页岩资源评价”中的储量: ,占全国的 %,

其中油页岩潜在资源:

查明资源:

(总储量 - 潜在 = 查明)

折合页岩油资源:

[3]

吉林省地调院在松辽盆地南部几个大型油页岩矿床查明的基础上,累积提交油页岩资源总储量高达

[2](大约是“全国油页岩资源评价”的储量的三分之一)

松辽盆地是中国最大的陆相含油气盆地。

二、松辽盆地地热资源(尤其是干热岩地热资源(EGS))丰富

  • 李野根据体积法,计算出松辽盆地干热岩资源量为: [4]
  • 朱焕来根据热储法,对松辽盆地北部地热异常区进行资源量预测。[5]

地热资源总量:

,折合标准煤:

地热水资源量:

,折合标准煤:

地热水可采资源量:

,折合标准煤:


一、满洲里——绥芬河地学断面

要谈满洲里——绥芬河地学断面,就要先谈全球地学断面(Global Geoscience Transect,简称 GGT)计划。

GGT 计划是国际岩石圈委员会(ICL)推崇的、20 世纪 80 年代后期(1986-1990 年)国际岩石圈计划的主要项目之一。由于其辉煌的成就,90 年代(1991-1995 年)重新列为国际岩石圈计划的一项重要任务。[6]

GGT 计划内容是什么呢?鼓励世界各国的地质学家编制长度可达几千公里、深延至地壳基部甚至更深处(如果资料允许)的剖面。应用全部现有地质、地球物理学信息,地质学家们用规范的比例尺和格式描绘断面,使世界不同地区的地壳可以用来直接对比。[7]

GGT 计划的特点:

  • 科学思路新颖,综合了研究区的地质、地球物理和地球化学资料
  • 表达形式独特,解释和追踪了地壳断面的构造演化
  • 合作研究方式廉价,吸引了众多国家的地球科学家参加该项计划,以图加深认识和对比全球构造
  • 以丰富的研究成果揭示出岩石圈研究的生长点

该计划起源于欧美 80 年代初期编制地质解释大剖面的工作,后来演变成全球计划。

1985 年,加拿大地质调查所的 J.W.H.Monger 等人编制了横穿北美陆洋的地学断面:胡德富卡 - 阿尔伯塔平原,大陆 - 大洋断面,即

剖面。这个成果的思路和表达形式非常独到,马上就得到国际岩石圈委员会的推崇,然后在日本东京经过两次会议讨论,委员会正式提出把 GGT 计划列为 1986-1990 年国际岩石圈计划的重要项目。[6]

Monger 是地学大断面的先行者,拥有宝贵的经验,因此在全球计划中,他要组织一个委员会做协调工作,在技术上提供指导,并大力宣扬鼓励世界范围内的地学断面测制。而且,他要从各国的 ICL 委员会、政府地学机构、大学和科学家们寻求建议。于是就编成了一个地学断面提案的目录,包括:

非洲:11 条

南美:30 条

中国:18 条

苏联:12 条

美国:12 条

欧洲:12 条

澳大利亚和新西兰:3 条

东南亚:1 条

但是实际规划的地学断面还有更多,到 1991 年已经规划了 190 条全地学断面。

H.J.Gotze,J.W.H.Monger,孙忠实.全球地学断面计划:成就与未来目标[J].世界地质,1992(01):1-9.

GGT 计划一出,很快就得到各国岩石圈研究机构和地球科学家的积极响应。到 1991 年时,北美、欧洲、东亚、澳大利亚及南极洲都相继编制出数十条地学断面。已先后进行过三次全球地学断面展示。

在第 28 届地质大会上,中国共展出 11 条 GGT 断面;

  • 国家地震局系统:6 条
  • 地质矿产部系统:5 条

这些断面的制作水平很高,其中以中国地质科学院岩石圈研究中心等 8 个单位 60 余位专家编制的青藏高原“亚东 - 格尔木地学断面”,作为我国 GGT 代表性成果特别展出。

满洲里 - 绥芬河地学断面(简称满绥地学断面)就是 GGT 计划中的一条,作为地质矿产部“八五”重点地质项目的课题。主要由长春地质学院地球物理系(今吉林大学地球探测科学与技术学院)承担,合作单位有俄罗斯科学院新西伯利亚科学分院地质地球物理研究所、日本九州大学工学部资源工学科、辽宁省地震局地震大队和大庆油田地球物理勘探公司。

断面西起满洲里,东至绥芬河,全长 1300km,断面穿越了中国东北的大兴安岭岩浆岩带和张广才岭岩浆岩带,松辽盆地和海拉尔盆地,以及郯庐断裂北延部分的敦化——密山断裂和佳木斯——伊通断裂。断面西端与西西伯利亚——贝加尔深地震剖面相连,东端与日本海——东北日本断面相连。[8]断面处于西伯利亚板块、华北板块所挟持的东西向构造带东端,断面东部是太平洋板块。

杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

断面地球物理研究工作包括重力、磁力、大地电磁(MT)、地震(广角地震测深、垂直反射地震与天然地震)、地热、古地磁以及综合解释。

以下是相关论文,感兴趣可以参考:

  • 【地球物理学】满绥地学断面——地球动力学模型:吴福元等(1995)[9]
  • 【地球物理学】满绥地学断面——热流断面:金旭等(1995)[10]
  • 【地质学】满绥地学断面——古生代构造单元及地质演化:叶茂等(1994)[11]
  • 【地球物理学】满绥地学断面——地震学:傅维洲等(1998)[12]
  • 【地球物理学】满绥地学断面——放射性元素与岩石圈热结构及温度分布:李双林(1996)[13]
  • 【地球化学】满绥地学断面——构造地球化学层与构造演化、地壳 - 上地幔化学组成及垂向地球化学分带、地球化学分区及其形成的构造过程、地球化学研究:李双林等[14][15][16][17]

二、松辽盆地深部反射地震探查

深地震反射技术,已被国际地学界公认为揭示岩石圈精细结构的有效手段。松辽盆地深部反射地震探查,是国土资源部“十五”重点科技攻关项目之一。在“十五”立项之前,前人也有在松辽盆地进行过深反射地震探查。

吉林大学地球物理系与大庆石油管理局合作,在松辽盆地进行了两次深反射地震探查,1992 年完成了一条 130km 的长剖面[18][8],业内称为“92 探查”;1996-1999 年完成了约 1300km 的长剖面,业内称为“96 探查”。文献参考杨宝俊等(2001)[19]

杨宝俊,唐建人,李勤学,刘财,刘振彪,邓世玉,李青仁,王洪志,李占林,王功先,董世学,冯晅,郑海山,王世煜.松辽盆地深部反射地震探查[J].地球物理学进展,2001(04):11-17.

基于探查成果,许多学者在各方面进行了研究:

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——莫霍面的形态、三瞬处理结果及其地质解释:杨宝俊等(2003)[20]

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——裂谷盆地下的壳 - 幔结构及其成因机制讨论:孙加鹏等(2004)[21]

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——松辽盆地深部地震剖面解释与深部地质研究:杨光等(2001)[22]

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——深部地质特征及其盆地动力学演化:云金表等(2003)[23]

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——X~2 分布处理及其深部地质特征:陈志德等(2003)[24]

【地质学 - 地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——松辽盆地北部深部地壳结构及盆地成因机制:高君等(2002)[25]

(还有诸多文献不再一一列举)

但是,受资料品质(60 次覆盖)和接收时间(TWT,15s 接收)的限制,前人并未对松辽盆地岩石圈上地幔反射特征及结构作出详细描述与解释。[26]


三、中国白垩纪松辽盆地大陆科学钻探工程

谈这个工程及其成果“松科一井”和“松科二井”之前,必须先谈国际大陆科学钻探(ICDP)工程。

“上九天揽月,下五洋捉鳖”这种浪漫主义的豪情如今已变成现实,但是想深入地下,要比这困难百倍千倍。我们可以用地表的地质研究成果和地球物理方法去研究地球,提出各种学说,但是想要对地球内部实现直接观察,苦难重重,目前唯有依靠科学钻探方法,向地球内部进军,获取深部物质。大陆科学钻探,对于大陆地壳研究具有重要意义,被誉为“伸入地球内部的望远镜”。

1957 年,美国国家基金地球科学部的 Walter Munk 倡议,利用深海钻探在地壳最薄的地方打穿莫霍面,以研究地球年龄、地幔物质组成和内部作用,这就是“莫霍计划”。该计划首先于 1961 年 3-4 月在墨西哥西岸瓜达卢佩海湾实施 5 口钻井,最深的一口从水深 3566m 的洋底向下钻井 183m,其中前 170m 为中新世沉积物,向下为玄武岩。第一期工作取得了史无前例的成果,但由于技术、经费及管理问题,整个计划于 1966 年终止。[27][28]

1966 年,美国科学基金等机构资助实施了一项意义深远的深海钻探计划(DSDP)。1968 年 8 月,“格洛马·挑战者”号船首航墨西哥,标志着 DSDP 正式开始。从 1968 年 8 月 11 日到 1983 年 11 月计划结束,完成了 96 个航次,钻探站位 624 个,钻井超过千口,累积在海底之下钻进 320km,最深海底钻井 1741m,获取岩芯 97056m。DSDP 是地球科学史上最大规模的国际合作,其结果证实了海底扩张,建立了板块学说,同时导致古海洋学新学科的建立,为地球科学带来了一场革命。[27]

1983 年,DSDP 计划之后,又开始新一轮的大洋钻探计划(ODP)。该计划主要由美国科学基金资助,参加国家和地区有澳大利亚、加拿大、中国、中国台湾、韩国、比利时、丹麦、芬兰、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、荷兰、土耳其、法国、德国、日本、英国和俄罗斯等。[28][29]历经 20 年的大洋科学钻探(ODP)在地球环境动力学和地球内部动力学等方面取得了一系列重要成果。[30]

1998 年 4 月,我国作为“参与成员”正式加入大洋钻探计划。

2003 年,在 DSDP 和 ODP 基础上,开始了规模更大、参与更加广泛的综合大洋钻探计划(IODP),目标是地球系统(地球、海洋与生命)的综合研究。[28]

与大洋钻探相比,大陆钻探起步较晚,始于 20 世纪 70 年代的前苏联。

1970 年,前苏联地质部在科拉半岛等地先后施工了若干科学钻探,其中最深的也是最著名的是 SG-3 井,终孔深度达到 12261m。

1984 年,第 27 届国际地质大会在莫斯科召开,SG-3 井的成果陆续发表。

1987 年 -1994 年,德国在德国中部的 Windischeschenbach 进行了科学钻探,即举世闻名的KTB 钻探项目。原设计孔深 14000m,实际主孔的终孔孔深 9101m。

1992 年 11 月,在经济合作与发展组织(OECD)的大科学论坛上,鉴于当时地学领域大量的国际合作项目广泛成功,建议成立国际大陆科学钻探组织(ICDP)。当时,德国 KTB 钻探项目已经取得了令人鼓舞的成果,所以建议德国负责组建这一组织。

1993 年 8 月 30 日至 9 月 1 日,德国地学研究中心(GFZ)在波茨坦召开了关于科学钻探的国际会议,来自 28 个国家的 250 余名代表出席会议,会后,15 个国家的科学家考察了 KTB 钻井现场,并正式讨论成立国际大陆科学钻探计划(ICDP)。代表们一致认为,大陆科学钻探对固体地球科学起着至关重要的作用,需要进行综合性、国际性的研究计划,成立 ICDP 组织的世纪已经成熟。[28]

1996 年 2 月 26 日,在东京德国驻日本使馆、中国地质矿产部、美国自然科学基金和德国联邦教育科技部的代表分别代表各国政府正式签署合作备忘录(MOU),ICDP 宣告成立,中国、美国和德国亦成为 ICDP 的 3 个发起国。

目前,ICDP 已经有 21 个成员,其中 19 个为国家成员,另外两个分别为联合国教科文组织斯伦贝谢公司

到 2010 年,在中国已经实施的 ICDP 项目有 3 项,分别是中国大陆科学钻探工程科钻(CCSD)一井青海湖环境钻探项目(CESD)白垩纪松辽盆地大陆科学钻探项目。前两个项目已经实施完毕,第三个项目正式钻探工作正在准备之中。

2007 年,在松辽盆地实施了全球第一口陆相白垩纪科学钻井松科一井(SK-1),归属全球“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”项目(国家重点基础研究发展计划(973 计划)之一)。钻井工程由中国地质大学(北京)承担,与河南地质工程公司协作。该井于 2007 年 10 月 22 日顺利完钻。[31]

2014 年 4 月 13 日,由中国地质科学院勘探技术研究所组织、大庆钻探工程公司地质录井一公司实施的松科二井(SK-2)正式开钻,历时 4 年多时间,完钻井深 7018m。松科二井是亚洲最深的大陆科学钻井,也是国际大陆科学钻探计划实施以来的最深钻井,还是全球第一口钻穿距今约 6.5Ma 至 0.145Ga 的白垩纪陆相地层的科学井,刷新了 311mm 大口径连续取芯最长、三种不同口径单回次取芯最长等四项世界纪录。松科二井取得的系列重要成果,受到国际地学界的高度赞誉。[32]


松辽盆地层序地层学研究进展梳理

  • 1994:王东坡等[33][34]
  • 1995:王东坡等[35]
  • 1997:魏魁生等[36]
  • 1998:郭少斌等[37][38]、郭少斌[39]
  • 2001:朱建伟等[40]
  • 2002:刘招君等[41][42]、李群[43]、魏志平等[44]
  • 2003:刘鸿友等[45]
  • 2004:郭巍等[46]、柏涛等[47]、邹才能等[48]、沈安江等[49]
  • 2005:王颖等[50][51]、杨会东等[52]
  • 2006:孙钰等[53]
  • 2007:李树青等[54]、王晓州等[55]
  • 2008:张庆国等[56]、张永旺等[57]、辛仁臣等[58]
  • 2009:唐振兴等[59]、蒋凌志等[60]、禚喜准等[61]
  • 2010:孙雨[62]

松辽盆地形成机制与性质进展梳理[63]

  • 1963:唐智、穆之、王大赉等——地台(坳陷)盆地
  • 1977:

钟其权等——认为松辽盆地是在东北地槽系华力西期褶皱带拼合基底地壳上发展起来的一个中新生代大型断坳型盆地。

程学儒等——通过对区域重磁场、基底岩性、结构、盆地深层地质特征的深入研究,提出裂谷成因的认识

郭成凯——结合东亚中新生代板块演化,认为松辽盆地为弧后盆地

  • 1978:

朱夏——提出松辽盆地是中国板块内部中生代受太平洋板块的“峰线”控制的断陷—坳陷转换型盆地

赵重远——中国型板块侧缘盆地(扭性)

  • 1979:

程学儒——提出松辽盆地早期具有大陆裂谷性质。

高名修——认为松辽盆地是弧后盆地,属古亚洲大陆安第斯式板块碰撞带的弧后盆地

  • 1980:

杨万里、杨继良、高瑞琪等——认为松辽盆地属克拉通内复合盆地

H. D. Klemme——将松辽盆地归于克拉通内裂谷盆地

  • 1982:

程学儒——松辽盆地为新克拉通内复合盆地的见解

李德生[64]——认为古生代地台在侏罗纪和白垩纪时期由于拉张作用而破裂,局部地幔上涌,形成一系列板内断陷—坳陷盆地。

陈发景——克拉通内坳陷盆地

  • 1983:

张恺——认为松辽盆地是一个日本岛弧和锡霍岛弧之后的双弧后盆地

杨祖序——提出松辽盆地属于弧后内陆裂谷盆地

  • 1985:

高瑞琪等——进一步提出松辽盆地为克拉通内转化型盆地。

童崇光提出松辽盆地是裂谷盆地,属于中国东部裂谷系的一部分,其特征与北海裂谷盆地有很多相似性。刘和甫等(1985,1992,1996)等学者均持这种观点。

段忠中——认为弧后裂谷盆地

  • 1986:

徐旺——缝合带型盆地


松辽盆地测井研究进展梳理[65]

  • 2006:贺君玲等——对松辽盆地南部嫩江组二段油页岩进行了测井响应特征的研究。
  • 2010:高有峰等——研究了松辽盆地科探井沉积岩地层中不同级别的层序界面的测井响应特征。
  • 2011:黄玉龙等——研究了松辽盆地营城组玄武岩的流动单元的测井响应特征,将岩心与测井资料相结合建立了单元分带模式,并研究了不同分带的测井曲线响应特征并通过元素测井数据的交会图划分了玄武岩的不同流动单元。
  • 2014:周金昱等——通过建立支持向量机岩性识别模型,选取对火山岩响应特征明显的测井方法,运用交会图法建立火山岩岩性识别模板。

李霞等——对松辽盆地南部嫩江组二段油页岩进行了测井响应特征的研究。

  • 2015:闫伟林等——研究了松辽盆地北部火山岩岩性、岩相及喷发期次识别的方法,总结了复杂岩性成分和孔隙结构特征的储层参数精细解释方法和不同测井相的流体识别方法。

衣健等——通过测井孔隙度资料研究了不同类型火山地层界面的储层意义。


松辽盆地地球物理学研究进展梳理【重点】

2018

  • 韩江涛等[66]——在获得过松辽盆地的 106 个宽频和 30 个长周期大地电磁测深数据的基础上,完成测点数据二维偏离度、构造走向等计算与分析,进一步采用非线性共轭梯度算法,对 TE 和 TM 模式数据进行二维联合反演,获得了沿剖面的壳-幔电性结构,并依此构建了松辽盆地壳-幔结构模型。

【部分结论】

韩江涛,郭振宇,刘文玉,侯贺晟,刘国兴,韩松,刘立家,王天琪.松辽盆地岩石圈减薄的深部动力学过程[J].地球物理学报,2018,61(06):2265-2279.
  1. 软流圈整体表现为中、低阻异常,电阻率值在 30Ωm左右,其形态呈西倾约 30°的蘑菇状异常,指示了软流圈物质上涌的形式,有别于软流圈垂直上涌的传统认识。
  2. 松辽盆地深部存在双层高导异常(电阻率小于 5Ωm),上层为壳内高导层,呈“蛇”状分布,推断为岩浆底侵区,下层为幔内高导层,呈“哑铃”状,为软流圈上涌区。软流圈内存在两个“哑铃”状中、高阻异常,推断为拆沉的岩石圈地幔。具有冷的、高密度的下降物质流的堆积以及拆沉块体下插到两侧山岭是促使大兴安岭与张广才岭在中生代伸展环境中快速隆升重要原因。
韩江涛,郭振宇,刘文玉,侯贺晟,刘国兴,韩松,刘立家,王天琪.松辽盆地岩石圈减薄的深部动力学过程[J].地球物理学报,2018,61(06):2265-2279.

3.松辽盆地经历了岩石圈减薄事件,其经历了岩石圈伸展期、裂解期、拆沉期和增长期的动力学过程。 [66]

2017

  • 曹金华[67]——使用了高阻边缘盆地模型和低阻边缘盆地模型分别与水平层状模型的正演模拟对比,来检验松辽盆地的低阻特征是否受盆地边缘电阻的影响;对于重磁反演剖面的研究,进行了低密度与高密度异常体同时存在的二维重力异常正演模拟,然后研究了块状异常体、层状介质和阶梯状模型的理论试算,以检验正则化平滑约束反演方法的可靠性;做了重力、磁力和大地电磁测深数据的二维反演工作,分别获得了密度、磁化率和电阻率的反演剖面,将它们与地震剖面进行综合研究

【部分结论】

1.松辽盆地地层视电阻率低并不是因为盆地边缘地层电阻的影响,推断其主要是受到盆地地下岩性与地质构造的影响

曹金华. 松辽盆地综合地球物理剖面地质解释[D].吉林大学,2017.

2.松辽盆地重力异常、磁性异常与电性异常呈现良好的对应关系

3.西伯利亚板块与华北板块相互挤压,导致地幔东流,岩浆运移拖拽岩石圈移动,在减薄、裂缝区域,底部变质核杂岩上拱,顶部在岩浆移动的拖拽作用下发育为一系列高导性的糜棱岩为特征的韧性剪切带,从而导致电阻降低。这与盆地呈现出的西断东超特征以及广泛分布的箕状盆地相符合。[67]

1996

  • 杨宝俊等[8]——结合地质资料,解释了断面多种地球物理方法的资料,包括重力、磁力、大地电磁(MT)、地震(广角地震测深、垂直反射地震与天然地震)、地热、古地磁以及综合解释,给出了断面岩石层构造的地球物理解释模型。讨论了松辽盆地基底的性质、莫霍界面的性质、大兴安岭重力梯级带的特征与成因,以及断面域地块拼合过程。

【部分结论】

杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.
  1. 由地球物理资料得到的浅部变质基底比由地质资料提供的范围向盆地中部延伸,以至在纵向上与深部深变质基底有重叠。原因可能是盆地两侧的古生代沉积向盆地中部延伸,因晚古生代时盆地的残余海槽而实现;在晚二叠世,松辽地块与小兴安岭一张广才岭地块对接,形成海西晚期的褶皱造山带。
杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

2. 松辽盆地以大庆附近为界,存在拼合的基底。松辽盆地是一个热的低阻块体。两部分基底相应的地球物理场性质各不相同,如前述包括位场与反射地震结构。这种拼合性质形成较早,并且未因为中生代早期(

,约 215-152Ma)的伊泽那吉一库拉板块活动的加强以及中生代晚期(

,约 152 一 67Ma)太平洋板块斜向俯冲的下插滞留影响而发生变化,尽管板块的向西俯冲形成一系列低角度断裂,甚至浅部应力前缘至少在大庆西侧对松辽盆地的演化起重要的作用。

3.莫霍界面的横向特征:(1)局部隆起,在 130km 长的垂直反射段内, 局部隆起幅度为 1-4km,隆起坡度自 0.084 至 0.167;(2)厚度,莫霍界面厚度在 1.5 一 5.0km 之间变化;(3)深度,按莫霍界面顶面讨论, 在 29 一 35km 之间变化;(4)连续性与断裂,在 130km 长的剖面中,连续性变化很大,莫霍界面内部可能含有断裂,不排除岩性侧向变化的可能;(5)内部结构,用较好连续性的相位变化刻画莫霍界面的内部结构,大致呈现五种状态,即层状结构、似层状结构、类透镜体状结构、错断结构及无反射结构。在这些状态中,层状与似层状结构是主要的。此外,莫霍界面的底面呈现明显的不规则起伏。

4.大兴安岭重力梯级带的特征与成因:该梯级带与岩浆活动有一定关系。在大兴安岭一带, 分布有大量侏罗、白垩系的火山岩; 在该梯级带的中、南段,是中生代火山岩浆活动的西界;该带以东岩浆活动频繁,岩性从酸性、基性到碱性都有分布,个别地段还见有超基性岩分布。

梯级带是晚侏罗纪以来形成的深部构造线。大兴安岭重力梯级带不只是深大断裂的产物,也不同如美洲西海岸的重力异常带的地块边界性质。若说构造边界也只能是深部构造分界线。我们认为这里是中生代以来大陆岩石层受挤压,继而强烈上隆影响的西界,也是今太平洋体系的西界;在西太平洋贝尼奥夫带与大兴安岭重力梯级带之间是亚洲东缘构造活动带。

大兴安岭重力梯级带是地幔对流、板块俯冲、均衡调整的共同产物。

5.地块拼合

杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

(1)【重要结论】东北地区应为几个不同运动特征的古生代地块所组成。从古地磁学角度支持东北地块群这一概念,并且各地块在赤道附近拼合为一个整体的时间不晚于二叠纪末

(2)各地块二叠纪到三叠纪末的古地磁数据表明,这段地史时期各地块都有快速向北运移的过程,一般在

左右的纬度范围内,向北运移约 3300km。

(3)侏罗纪期间,各地块表现为持续的快速北向运动。

(4)从古纬度变化曲线可见,东北地块群中的佳木斯地区、绥芬河地区和延边地区在晚侏罗世——早白垩世以后存在一个向南运移的过程。这一特征可能说明整个中国大陆板块与西伯利亚板块碰撞拼合的过程。向南位移的动力机制可能与两大板块碰撞后的“反弹”和西伯利亚甚至整个欧亚大陆的南移有关。

(5)兴安地块缺少石炭、二叠纪古地磁资料,据现有资料分析,可能与前述几个地块不同,早古生代开始向北运移,可能较其他几个地块先越过赤道,古地理位置北于其他几个地块。

【重要结论】二叠纪东北地块群(参考点 )位于赤道附近;西伯利亚板块(参考点 )位于 ;华北板块(参考点 )位于 表明二叠纪东北地块群应为不同于两者的独立地块群。东北地块群与华北板块的纬向差于三叠纪末消失,与西伯利亚板块的纬向差于晚侏罗世——早白垩世消失。说明东北地块群与华北板块于三叠纪拼合,与西伯利亚板块拼合于较晚的晚侏罗世至早白垩世。

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