第三节 主要断裂及主要褶皱
黑龙江省由于地处古亚洲构造域与滨太平洋两大构造域交接复合的特殊构造部位,形变
构造颇为发育,主要表现是褶皱构造具有多期性、形态类型多、规模大小不等、分布不均衡
等特征;断裂构造是错综复杂、纵横交切,许多不同时期、不同方向、不同规模、不同性质
的断裂往往在同一地区发育,而形成极为复杂的复合关系,而对各时期的沉积建造、岩浆侵
入、火山喷发、变质作用和成矿作用等有着分级层层控制关系。
一、断裂构造
省内断裂构造极为发育,在地壳发展演化的各个不同阶段都有活动,对省内地质构造的
发展演化、沉积建造、岩浆活动、变质及成矿作用有着极其重要的影响。
黄汲清(1962年、1977年)将深断裂按深度分为壳断裂和超壳断裂。其中将切割地壳并
不明显进入上地幔的断裂称为壳断裂,一般没有超基性岩分布,壳断裂可进一步分为硅铝层
断裂及硅镁层断裂。
硅铝层断裂系切穿硅铝层,但并不明显地进入硅镁层的断裂。一般没有基性、超基性岩
活动,以中、酸性岩浆活动为特点。硅镁层断裂切穿整个地壳,但并不明显地进入上地幔,
往往伴有玄武岩流的喷溢。
超壳断裂包括岩石圈断裂和超岩石圈断裂。超岩石圈断裂是指切穿岩石圈,并深入软流
圈的断裂,它是地球构造圈中规模最大的第一级断裂,一般构成大陆与大洋之间的分界。
岩石圈断裂系切穿岩石圈,但并不明显地进入软流圈的断裂,一般都有超基性岩等深部
物质沿断裂呈线状分布,但缺乏良好的、大规模的蛇绿岩套。
张文佑(1974年)根据断裂深度与岩浆物质来源和成分的关系,以及地球物理场特征和
地震活动等现象,把岩石圈的各种断裂按切割地球各层圈的深度,由深到浅分为:岩石圈断
裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂。
岩石圈断裂这里指的是切割整个岩石圈到达软流圈的断裂,它是已知切割最深的断裂,
现代大洋地壳的大洋中脊断裂,沿海沟的断裂带,巨大的转换断层皆为岩石圈断裂(相当于
板块边缘断裂)。
地壳断裂是切穿地壳达到莫霍面的断裂。
基底断裂系切穿花岗质岩层基底,到达玄武岩层顶面的断裂。
盖层断裂是地壳表面出露的、切穿沉积盖层达到结晶基底顶部的断裂。
综合黄汲清、张文佑关于断裂的分类方案并结合省内地质资料、莫霍面形态、重磁场的
分布特征等,将断裂构造划分为:深断裂(相当于超壳断裂,包括张文佑的岩石圈断裂)、
大断裂(相当于壳断裂,包括张文佑的地壳断裂及部分基底断裂)、一般性断裂(相当于硅
铝层断裂及盖层断裂)。
(一)深断裂(岩石圈断裂)
1.得尔布干深断裂
位于黑龙江省的最北部,由内蒙古进入经碧水、依西肯向北东延入苏联境内。走向北东
60——70°,省内长度约240公里。
断裂北西侧多为陡峻的高山;南东侧为平缓丘陵。航卫片上为一清晰的线性构造带,在
区域航磁异常图上为两种不同磁场的分界线,北西侧为强烈升高的线性磁异常带,南东侧磁
场强度明显降低且无明显走向;重力场沿断裂产生强烈的向南西方向的扭曲。
断裂北西盘相对下降,沉积了巨厚的中侏罗统火山——碎屑岩——含煤建造;南东盘相
对上升,出露早元古代地层及元古代、古生代侵入岩,长期还受风化剥蚀,局部见有角砾岩
化岩石、显示压剪性;沿断裂有小的基性岩体分布。
该断裂是蒙古弧东延主干断裂之一,其在蒙古、苏联仍有显示,并发育有蛇绿岩,形成
于早寒武世以后,华力西及燕山构造运动曾有强烈的活动,至新生代渐趋稳定。断裂两侧具
钼、铜、金、银、铅、锌及铁矿化。
2.兴华——塔源深断裂
该断裂位于得尔布干深断裂以南,走向北东。由内蒙古进入黑龙江省,经塔源林场、兴
华向北东延入苏联境内。黑龙江省内分布长度约180公里。
断裂与内倭勒根河河谷一致,在航磁图上位于北东向的升高磁场带内,在一系列的局部
负异常断续分布,重力场表现为在大面积的区域负场中相对高值带与相对低值带交界处的重
力梯级带。
该断裂是额尔古纳地块,与大兴安岭中华力西再生地槽褶皱带的分区断裂,北西侧为隆
起地块,是一个古生代的长期隆起区,仅在漠河、塔源等地见有下泥盆统和下石炭统零星沉
积;南东侧为地槽褶皱带,发育有从奥陶纪——早石炭世巨厚的优冒地槽型沉积建造。是一
相对的活动区。
据沿断裂两侧分布的岩体及其对早古生代地槽型沉积的控制作用分析,断裂生成于中—
—晚寒武世,主要活动于晚古生代。
3.新开岭深断裂
该断裂位于黑龙江省的北部,走向北东东经黑河、北师河、嫩北农场等地向南西延入内
蒙古境内,是蒙古深断裂的东延部分,省内分布长度约180公里。
断裂在地貌上表现为法别拉河与公别拉河的分水岭,在航卫片上反映清晰,呈浅灰色线
性影象带。航磁以强烈线性延伸的磁异常为特征,区域重力场则表现为大面积区域正背景场
中的狭长负异常带。
该断裂是重要分界断裂,沿断裂有华力西早期花岗岩分布,其北西侧为地槽褶皱带;南
东侧早古生代处于隆起抬升。元古代地层零星裸露,晚石炭世至二迭世,有火山熔岩——碎
屑岩沉积。该断裂对两侧地质构造的发展具有明显的分割作用。沿断裂有超基性岩分布和玄
武岩喷出,属岩石圈断裂。最初形成于晚元古代晚期,古生代活动强烈,中生代岩浆侵入和
火山喷发频繁,新生代仍有继续性活动。
4.嫩江深断裂
该断裂位于黑龙江省西部,北起塔溪,向南经齐齐哈尔,白城东部延入吉林省境内,走
向北北东,省内分布长度约300公里。属隐伏断裂,卫片上显示为多条相互平行断续分布的线
状影象带;东侧重力场宽缓低平,走向多为近南北向及北东向;西侧局部重力异常的数量明
显增多,强度较大,单个异常的面积缩小,轴向多变,反映基底向上抬升的特点。区域磁场
在断裂以东以平缓的负场为主;断裂以西侧表现为一系列强烈变化的南北向线性磁异常。据
重磁场确定的断裂西侧向上抬升,东侧下降,属断阶式断裂。该断裂是松嫩幔隆区深部斜坡
区与中央幔凹区的分界线,对松嫩盆地的形成具有明显的控制作用。
断裂切割白垩纪以前的地质体,沿断裂分布有古生代、中生代中酸性侵入岩及新生代玄
武岩。推测其生成时代为华力西中期,主要活动于燕山期,喜山期仍有继承性活动,是一条
切割深达上地幔的张性断裂。
5.德都——大安深断裂
位于黑龙江省松嫩盆地的中部,走向北北东,北起盆地北部的德都,向南西经大庆、大
安延入吉林省境内,省内分布长度约350公里。是一条隐伏的深断裂。在区域重磁场图上为重
力低值带,航磁为北东向的正异常带,该断裂是深部构造分区中央上地幔凹陷带与东部——
地幔隆起区的分界断裂,莫霍面等深线的分布方向与断裂分布一致并形成明显的深度陡变带
,其生成时代在中生代以前,是控制松嫩中断陷内中央坳陷带形成的主要深断裂之一。
6.逊河——铁力——尚志深断裂
该断裂位于黑龙江省中部,走向为南北向,北起逊河,向南经铁力至尚志附近,长度约
500公里。其在地貌上为平原与山区的分界线,航磁图上沿断裂及其两侧分布的一系列南北向
线性正异常和负异常。在铁力以北地区重力场显示为强烈的南北向,等值线分布平直。
该断裂是小兴安岭——松嫩地块与伊春——延寿地槽褶皱带的分界断裂,断裂东侧为古
生代地层发育区,大面积的华力西期及加里东期花岗岩形成巨大的南北向分布的花岗岩岩带
;西侧为宽阔的中生代松嫩盆地,基底主要为古生代地层及元古代地层,断裂在其北段库尔
滨河、沾河——带发育有喷溢玄武岩,绥棱北部有基性深成岩出露,表明其切割深度较大,
为深达上地幔的岩石圈断裂,生成时代为元古代末,古生代仍有活动,而在中、新生代的活
动最为强烈。
7.依兰——舒兰深断裂
是黑龙江省境内重要的北东向断裂,由吉林省境内的伊通、舒兰向北东进入本省经尚志
、依兰、萝北延入苏联境内;向南西经吉林、沈阳与郯城——庐江断裂相连,省内长度约56
0公里,走向北东40°——50°。断裂由两条平行的主干断裂组成,两侧相对抬升,中间沉降
的“地堑式”断裂带,宽度8——20公里,断裂带的中段与蚂蚁河、松花江河谷相吻合,河谷
两侧多处见有断层三角面。在航卫片上断裂反映为条带状构造影象;区域重力场图上断裂显
示为大面积正场与负场的分界线,沿断裂分布有一系列串珠状局部重力异常和负异常,具明
显的“地堑式”断裂带特点。省内斜切了3个Ⅱ级构造单元及南北向的张广才岭花岗岩带,断
裂两侧的两条主干断裂呈高角度外倾,倾角70°——80°,断裂带内主要分布白垩系及第三
系,最大厚度可达3000米以上。沿断裂有元古代及古生代超基性、基性岩体分布(依兰、龙
凤山等地)。此外在尚志高丽山,方正得莫利、大罗密一带沿断裂有多期新生代玄武岩喷溢
。玄武岩内富含深源橄榄石包体,表明断裂切割深达上地幔,断裂带分布地区也是地震多发
带。
依兰——舒兰断裂是郯——庐断裂的重要分枝断裂,由东北地区航磁及重力图分析可能
其最终即终止于沈阳南部的东西向断裂带附近,后期的活动使其向东北延伸进入本省境内。
由断裂对煤盆地及油页岩、硅藻土等矿产明显的控制作用及切割早古生代褶皱带推测其生成
时代为晚古生代,是一条规模大,切割深,活动时间长,力学性质复杂的深大断裂,主要活
动时期为中新生代。断裂在不同时期,不同地段的力学性质也不尽相同,古生代以来以水平
扭动为主,中、新生代以挤压和引张为主。
8.大罗密——长汀深断裂
位于黑龙江省的中部,断裂由北部的大罗密向南经横道河子与北东向的长汀断裂相接,
向南西经长汀延出省外,省内分布长度约190公里。断裂南西段沿海浪河上游支流河谷发育,
河谷狭窄平直。断裂的大罗密——横道河子段在航磁图上呈南北向斜切了依兰——伊通深断
裂东侧北东向的升高磁场带,形成异常带在断裂分布方向的明显不连续及相对低磁异常带,
断裂向南与长汀断裂复合后在航磁图上表现为北东向的负磁异常带。断裂的北段反映为南北
向负重力异常的梯级带;南西段则表现为局部重力负异常呈断续的北东向线性分布。
断裂为内蒙古——大兴安岭地槽褶皱区与兴凯湖——布列亚山地块的拼合带。断裂以西
为下古生界,是一个加里东期优地槽褶皱带,其上为上古生界盖层,并叠覆有加里东期和华
力西期花岗岩带是一个地壳的长期活动带。断裂以东广泛分布有元古界、古生界,其上中生
代火山岩盖层发育,属老爷岭地块西部边缘隆起带。
沿断裂有晚元古代、中加里东期和华力西期花岗岩分布,其中辉长岩及正长花岗岩活动
表明地球超壳深源物质沿断裂溢出,属深断裂。推测其生成于晚元古代末,古生代及中生代
有继承性活动,属逆断层。
9.牡丹江深断裂
位于黑龙江省东部,由牡丹江市向北经依兰、汤源、嘉荫过黑龙江进入苏联境内,省内
分布长度约500公里。
断裂在依兰附近明显被北东向的依兰——舒兰断裂及东西向的呼兰——虎林断裂错切。
南段主要沿牡丹江河谷分布,局部见连续的断层三角面。航、卫片上断裂显示为线性影像带
,断裂的南段区域重力场表现为南北向狭长负异常带;通河以北则表现为重力正场与负场的
接合带。断裂在航磁图上表现为南北向分布的负磁异常带,东侧以平缓的正场为特征,西侧
为强裂性延伸的正磁异常带。断裂以东为正相关区;断裂以西为反相关区。
断裂为佳木斯隆起与张广才岭边缘隆起带的分界断裂,对沉积作用和花岗岩带具有明显
的控制作用。沿断裂带两侧岩石破碎,片理、片麻理发育,局部产有挤压带,显示断裂具压
扭性。沿断裂分布有依兰超基性岩及多期新生代玄武岩喷溢,表明断裂的切割深度很大,为
深达地幔的岩石圈断裂。推测其在早元古代业已形成,从其对两侧规模巨大的南北向华力西
期花岗岩带明显的阻隔而未波及断裂东侧的佳木斯地块分布,其在华力西期对两侧的地质构
造发展仍有着极大的控制作用。
10.塔溪——林口深断裂
该断裂位于黑龙江省中部,北起嫩江县三站向南东经塔溪南部,通河至林口附近,呈北
西向延伸,其在海伦北部明显被近东西向分布的拜泉——小佳河断裂错切,北段明显东移,
长度约760公里,是省内重要的北西向断裂,断裂在通河以北表现为松嫩平原与小兴安岭山区
的分界线。莫霍面图上断裂表现为北西向的鸡西——塔溪深度陡变带,在海伦、德都一带由
于受东西向构造带的影响莫霍面深度陡变带产生东西向的扭曲。断裂两侧的磁场明显不同,
北段为松嫩盆地负背景场与小兴安岭褶皱山区强裂升高磁场的分界线;南段为老爷岭地块平
缓正场与张广才岭、太平岭升高磁场区的分界线,断裂两侧重力场的对比尤为强裂,小兴安
岭、张广才岭、太平岭地区为很强的负重力背景场,松嫩及佳木斯地区则为稳定的升高重力
正场区。断裂在不同窗口面积的平均重力图上均有反映,但其位置明显向南西方向偏移,反
映其向南西倾斜的特点。
该断裂切割了白垩纪以前的所有地层,对松嫩盆地中生代沉积具有明显的控制作用,沿
断裂有小的基性岩体及喷溢玄武岩分布,推测其生成时代为早白垩世以前,为切割达上地幔
的深断裂。
11.敦化——密山深断裂
位于黑龙江省东南部,走向北东,由吉林省境内的敦化延入本省经鸡西、密山、虎林北
部过乌苏里江进入苏联境内,省内长度约500公里。该断裂是郯——庐断裂在东北的重要分枝
断裂。
断裂带由两条高角度(30°——80°)相对逆冲的主干断裂构成,为“逆地堑式”断裂
,两侧相对抬升,中间沉降。地貌上表现为开阔的谷地,北段与穆棱河谷的分布基本一致。
在航、卫片上显示为条带状影像,航磁特征为线性延伸的负磁异常带。在鸡西、牡丹江一带
显示为两种不同磁场的分界线,在区域重力场图上北段显示为带状重力低,南段则表现为局
部带状重力高。据鹿道玄武岩深源包体测深,玄武岩的来源深度为67.5公里,吉林省汪清二
辉橄榄岩包体测深其来源深度为117——172公里,表明断裂为切割深达上地幔的深断裂,沿
断裂带有多次浅源及深源地震发生断裂带两侧岩石破碎,片理发育,局部见牵引构造,挤压
破碎带走向北东50°,倾向南东,倾角50°。沿断裂有不同时期的花岗岩及火山岩分布,尚
见超基性岩、基性、中基性岩体在三梭通一带沿断裂分布。
断裂对两侧古生代以前的地层及岩体几乎没有明显的控制作用,古生代以后,对两侧沉
积建造的控制作用渐趋明显。断裂在不同的地质发展时期,其活动方式、力学性质有所不同
,中生代前以挤压剪切活动为主。进入侏罗纪后,断裂的北西侧沉积了龙爪沟群海陆交互相
的含煤碎屑岩系,而东侧未见分布;西侧稳定下沉为含煤、油页岩的内陆碎屑岩建造,白垩
纪有中酸性火山岩及侵入岩活动,南东侧未见分布。晚侏罗世断裂活动由左旋水平运动转为
右旋,使断裂拉张形成地堑构造,并沉积了巨厚的陆源碎屑岩。中生代末,断裂再度转为挤
压环境,使地堑内的地层褶皱。新生代以后断裂以升降运动为主,两侧差异消失,沿断裂两
侧均有大面积新生代喷溢玄武岩及松散沉积,第四纪时断裂又一次转为挤压环境使第三纪沉
积地层形成宽缓的微褶皱构造。
断裂生成时期为早古生代,主要活动时期在中生代,是一条切割深度大,力学性质复杂
的深断裂,其在中生代以后的活动主要是受太平洋板块与欧亚大陆之间相对运动所制约。
12.大和镇深断裂
该断裂位于黑龙江省东部,北起抚远经创业农场的东部向南延伸,在东方红一带被东西
向的肇东——虎头断裂截切,长度约260公里。断裂在区域重力场图上显示为大面积高值重力
背景中的相对低值带,莫霍面图上为三江凸起与饶河变异带的分界线。该断裂是完达山山区
与三江平原的接壤线,东侧山区显著抬升,广泛出露在中三迭统——下中侏罗统硅质页岩。
跃进山地区见有动力变质带,早燕山期花岗岩呈小岩体沿断裂分布。西侧平原区大幅度下降
,新生代沉积发育,沿断裂有多处第三纪玄武岩分布,属岩石圈断裂。生成于早古生代,中
、新生代的活动最为强烈并控制了第三纪地层及玄武岩的分布。
(二)区域性大断裂及一般断裂
黑龙江省大地构造位置位于天山——兴蒙地槽褶皱带东端,并包括了滨太平洋地槽褶皱
区的一部分,因此,形成了东西向构造被北东向构造改造,迭加截切的复杂分布特点。省内
的区域性断裂一般断裂有数百乃至上千条之多,就其分布方向可以分为东西向、南北向、北
东向、北西向、北北东向和北北西向等6组。
东西向断裂是省内规模最大的一组断裂,主要分布于黑龙江省的北部,一般生成时间早
,继承性活动强,因而往往切割其他方向的断裂,常显示逆断层的特征,个别控制中新生代
凹陷盆地或呈隐伏断裂。
北东向断裂的分布密度最大,数量众多,主要分布于小兴安岭,张广才岭及黑河一带,
多生成于古生代,常为平行地层走向的逆断层或压性兼剪性断层,多数断层在中生代在继续
性活动,与岩浆活动和内生金属矿化关系密切。
南北向断裂在黑龙江省境内不发育,主要分布于黑龙江省中部及东部,生成时间一般较
早,显示为逆断层或走向断层,中新生代的继承性活动远不如东西向断裂强烈。与各期岩浆
活动的关系密切。
黑龙江省内的北西向断裂多发育在古生界地层中,中生界地层中也有分布,其生成时代
一般晚于北东向断裂,常常表现为北西向断裂切割北东向断裂。断裂性质多张性兼剪性。
北北东向断裂主要分布于松嫩盆地两侧,伊春、嫩江等地。主要形成于中生代,控制中
生代坳陷盆地及火山岩分布,断裂性质多为压性兼具剪性。对燕山期岩浆活动也有控制作用
。
北北西向断裂常与北北东向断裂相伴出现,或成断层束成群出现,生成时间较晚,往往
追踪现代河谷或在中生代坳陷中发育,断层性质一般为张性或张性兼剪性。
二、褶皱构造
黑龙江省内褶皱构造较为发育,由于省域内某些地区被大片花岗岩占据,使之古生界及
以前的岩层支离破碎,原始褶皱形态不易恢复完整。
1.麻山复背斜:分布于西麻山——密山一带,轴部由麻山群西麻山组组成,翼部由麻山
群余庆组组成。轴向北东东,穹窿状。
2.古莲复背斜:位于西林吉南,轴部下元古界兴华渡口群兴华组组成,翼部有兴华组、
兴安桥组。轴向东西,穹窿状。
3.十五站复背斜:位于兴隆沟附近,轴部由兴华渡口群兴安桥组组成,翼部由奥陶系和
泥盆系组成。轴向东西,褶皱紧密,两翼不对称。
4.四方林场背斜:位于萝北地区,由兴东群组成。轴向北北东,复式紧密褶皱。
5.大盘道背斜:位于林口县,由兴东群组成。轴向南北向,穹窿状。
6.落马湖背斜:位于罕达气一带,由落马湖群组成。轴向北北西,褶皱不对称。
7.白卡鲁山向斜:位于额尔木河南,由下寒武统兴隆沟群褶皱形成。轴向东西。
8.五营背斜:分布于伊春,轴部由上元古界东风山群组成,翼部由寒武系组成。轴向北
北东,线形紧密褶皱。
9.晨明向斜:分布于伊春地区。由泥盆系组成。轴向近南北向。
10.小西林向斜:分布于伊春地区,核部由泥盆系组成,翼部由上元古界东风山群组成
。轴向北北西向,褶皱紧密不对称。
11.兴隆沟复向斜:分布于五道沟、三分处一带,核部由泥盆系组成,翼部由奥陶系组
成。轴向北东,核部宽、翼部窄,复式、隔槽式褶皱。
12.罕达气复向斜:由核部泥盆系陆源碎屑岩及翼部奥陶——志留系碎屑岩、火山碎屑
岩组成。轴向北东。复式褶皱,翼部次级背向斜发育。
13.塔溪向斜:位于嫩江县,由二迭系组成。轴向北东,褶皱对称。
14.卧牛河——大岭背斜:位于嫩江县,由石炭——二迭系构成。轴向北东,褶皱对称
。
15.洪湖吐河背斜:位于公别拉河上游,由下石炭统洪湖吐河组及库纳尔河组火山碎屑
岩组成。轴向北西,褶皱宽缓。
16.富源向斜:位于密山县北,由泥盆系老秃顶子组及黑台组构成。轴向北东,不对称
褶皱。
17.玉泉背斜:由石炭——二迭系组成。轴向北东,对称褶皱。
18.红旗岭复背斜:位于饶河县,由中三迭统十八垧地组及上三迭统大坝北山组、大佳
河组等组成。轴向北北东或北北西,断裂造成位移。褶皱紧密。
19.漠河向斜:分布于漠河——连崟一带,核部由中侏罗统额木尔河组;翼部由中侏罗
统二十二站组组成。轴向北东东,褶皱舒缓开阔。
20.育英镇——廿五站向斜:分布于西林吉——廿五站,核部由下白垩统上库力组、龙
江组及中侏罗统额木尔河组,翼部由中侏罗统二十二站组、绣峰组组成。轴向北东东。
21.清溪向斜:分布于长清河下游,核部由第三系孙吴组组成,翼部由下白垩统嫩江组
组成。轴向北东,分布于孙吴地堑中。
22.嘉荫向斜:分布于嘉荫县境,核部由第三系孙吴组组成,翼部由下白垩统淘淇河组
和上侏罗统宁远村组组成。轴向北北东。
23.双鸭山向斜:由侏罗系组成。轴向北西,属向斜盆地,产工业煤。
24.七台河向斜:核部由下白垩统猴石沟组组成,翼部由上侏罗统穆棱组、城子河组组
成。轴向北东东,褶皱舒缓开阔。
25.恒山向斜:位于鸡西市南,核部由下白垩统猴石沟组组成,翼部由下白垩统东山组
及上侏罗统穆棱组、城子河组组成。轴向近东西,舒缓开阔。
26.宁安向斜:位于牡丹江市南,核部由上白垩统海浪组组成,翼部由下白垩统东山组
组成。轴向北东,褶皱宽阔。