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第一节 新构造运动特征

  黑龙江省新构造活动踪迹遍布各地。层状地貌、沉积物变形、湖盆岸线变迁、水系改道、 断裂新活动和火山活动、地震活动等均是新构造活动的表现形式。
    一、大地貌形态与新构造的一般关系
    综观黑龙江省地貌形态发现,大致以嫩江断裂带,依兰——依通断裂带(部分)勃利神树 ——南北河断裂带,讷谟尔河断裂带为界勾画出周边山地与松嫩盆地的界线。断裂带之内是 海拔130~240米的大型盆地,其外侧是分布着多级夷平面的山地。夷平面是新构造活动的直 接反映。很多学者都研究过黑龙江省夷平面,并取得大致相同的观点,认为存在着三期夷平 面,即北台期(早白垩世)、兴安期(始新世)、布西期(相当于唐县期上新世)夷平面。
    北台期夷平面。它实际上是燕山运动前大陆地形的原始准平原面,燕山期断裂运动和断 块分异运动使其分崩瓦解为零星存在的最高岭脊面。主要分布在松嫩盆地两侧的山地,西部 大兴安岭、东部张广才岭等地均存在海拔1 700米左右,大致沿北东方向排列的最高山顶面, 而作为松嫩盆地基底的北台期夷平面其海拔为-5 000~-6 000米。白垩纪以来的最大差异幅 度达7 000~8 000米。上升与下降的界线,西侧为嫩江断裂带,东侧为依兰——伊通断裂带, 主要是在早白垩世产生的。
    兴安期夷平面。早第三纪古新世地壳相对稳定,断裂活动减弱,从而使解体的北台期夷 平面以及燕山运动形成的褶皱,大量的火山岩又普遍遭受到夷平,形成准平原面,即兴安期 夷平面。其高度在大兴安岭为500~1 000米,小兴安岭东部为500~700米,东部山地为800~1 100 米。与此同时,在依兰——伊通地堑的沉积厚度为l 000~2 000米,其最大变形幅度为 1 500~3 000米。小兴安岭此级夷平面的出现标志着北北西向的基底断裂的活动已比较明显, 但其幅度略小于北北东向依兰——伊通断裂和嫩江断裂。
    布西期夷平面。渐新世末到中新世初,本区地壳运动又趋于稳定,处于大面积拱曲和剥 蚀夷平,形成了海拔高度400~500米的布西期夷平面,这级夷平面受各地构造活动背景和地 形高度的控制更为明显,其变形幅度最大可达500~600米。
    第四纪初,松嫩盆地在大范围内沉积了早更新世白土山组砾石层,东部厚度较薄,约为 20~40米,西部最厚可达80~100米。此外大庆市西部从林甸西侧向南至松花江边有一大片低 于周围地区约50米的低洼带,这也是松辽平原内地势最低的地区,它表明嫩江断裂带和孙吴 ——大安断裂在这一段第四纪以来是有一定程度活动的。但这种活动是以拗陷为主体伴有多 条规模不大的小断层活动为其特征的。
    二、河流阶地所显示的第四纪构造活动
    黑龙江省水系网较为密集,河流的地貌形态和类型受到第四纪以来构造活动的控制。因 此在第四系复盖严重的情况,通过对河流地貌的研究,既可能提供断层活动的某些信息,又 便于从整体上掌握新构造活动特征及地震地质标志。因此在收集整理前人关于河谷地貌的成 果又补充了某些阶地的调查资料,在此基础上讨论新构造运动特征。
    省内的松花江及其支流汤旺河、梧桐河、都鲁河,嫩江及其支流讷谟尔河、乌裕尔河、 双阳河,牡丹江及其支流倭肯河,黑龙江等河流都测有阶地。尽管各河流测得的阶地的级数 和高度不尽一致,但较为可信的是1~4级阶地是可以对比的。其时代分别是全新世、晚更新 世晚期、中更新世——晚更新世早期、早更新世。根据各地阶地的数据,分别做出各地阶地 相对高度分布图。这些图等于把各地侵蚀基准面拉平了,从而排除了第四纪以前构造运动的 地形影响。因而能较明显地反映出第四纪以来的区域性相对升降运动量。
    从第四纪阶地相对高度的分布来看,仅分布于北东向依兰——伊通断裂以东和北西向勃 利——神树断裂以南地区,表明松嫩平原和三江平原受这两条断裂控制处于下降状态还没有 阶地形成。因此这二条断裂在早更新世是活动的。三江平原没有第三阶地存在,依然处于沉 降状态,因此中更新世——晚更新世早期北西向断层的活动显著增强,嫩江断裂东侧存在着 第三级阶地。从第二级阶地相对高度及阶地分布显示出,阶地高度均在20~25米左右,全省 处于相对平稳状态。第一级阶地相对高度分布显示了依兰——伊通断裂带北段相对活动较强, 嫩江断裂带东西两侧也存在一定的差异性。
    综上所述,河流阶地显示出下列断裂第四纪以来有所活动:
    (一)依兰——伊通断裂带,早更新世活动较强烈,其中此段差异性活动略强一些,至全 新世北段仍有差异活动的显示。
    (二)嫩江断裂带在第四纪以来也有所活动。
    (三)北西向勃利——神树断裂在早更新世——晚更新世早期显著活动,晚更新世晚期以 来差异性活动不明显。
    三、地貌信息熵与晚第四纪构造运动
    熵属于热力学的范围,是对系统状态的描述。随着科学的发展已远远突破了其原来的范 畴,而迅速扩展到其它自然科学和社会科学领域。在侵蚀作用下形成的地表形态也是一种状 态,因此可用熵来描述。
    H=S-1-LnS
    式中H为熵值,S为流域的斯特拉勒积分值。
    在开放系统中,熵值表示内外营力的对抗作用强度。就长期和全球范围而言,内外营力 作用是同时的,是大致相等的。因而熵H值可以表示内营力作用的强度。地貌信息熵可以研究 断层的第四纪活动状况和新构造活动状况。其具体作法是在1/100 000地形图上选取大约10 公里左右的小流域内三级或四级支流求取,因此其熵值反映了晚第四纪以来的内营力强度的 分布状态。通常熵值低的区域构造营力强,往往是近期抬升较强烈的地区,熵值高的区域构 造营力弱,常常是古老的隆起区。
    (一)小兴安岭地区
    小兴安岭地区是指依兰——伊通断裂以西、勃利——神树断裂以北的区域。熵值普通较 低,通河为0.2~0.3,最高仅达0.5,等值线稀疏,说明本区构造抬升作用较新、较强。 东西段又有区别,西段熵值通常为0.1~0.3,而东段则为0.2~0.4,这与小兴安岭的构 造发育史是吻合的。在此区不存在北台期夷平面,以后的夷平面高度也较低,说明其隆升比 较晚,一般认为小兴安岭的抬升是第四纪初期才逐渐完成的,其中西段在晚第三纪和早更新 世时有些地方曾是沉积面,而东南段在新生代以来一直是处于隆起状态。
    (二)大兴安岭地区
    熵值高低变化幅度大,可从0.05~0.85,往往出现熵值区(≥0.5)与低值区(≤0.3) 互相穿插彼此镶嵌的特征,这似乎反映了该区夷平面解体后的块断升降差异。高值区代表着 抬升不强烈或基本停止的古老夷平面,而低值区可能是目前抬升较强的地块。
    (三)深震区
    熵值普遍低,为0.1~0.4,一般为0.2~0.4,图高于小兴安岭,表现出年轻隆起状 态,内部差异不大,结构相对比较简单,总体走向呈北北东向分布。
    (四)依兰——伊通地区
    包括依兰——伊通地堑及其周围地区,熵值普通较高,显示出壮年至老年期的地貌特征, 由于等值线一般较密集,梯度较大,仍具有一定的差异性运动特征,其等值线总体方向与依 兰——伊通断裂带一致。但值得注意的是北北东向的等值线往往被北西向的穿插分割,在尚 志至依兰一带,优势方向则表现为北西西向,表明这一段北西西向的断层比北北东向主断裂 的活动性要强得多。
    (五)松嫩盆地
    松嫩盆地内取得的数据很少,仅沿盆地边缘获得一些,从周边情况来看,熵值一般很低, 等值线稀疏,反映盆地地块在第四纪处于年轻的整体隆起状态。盆地中仅存有的2~3级阶地 和高平原面都说明这种认识是符合实际的。家子火山群、地下森林火山群、高丽山火山群、 得莫力火山等。火山的分布明显地受大地构造控制。断块差异运动明显的褶皱带或隆起带与 沉降带交接地带是火山分布的主要地带。各时期的火山活动都受断裂活动的控制。东部山区 的火山主要受密山——敦化断裂带控制,大兴安岭中南部的火山群受北东向断裂控制,大兴 安岭东坡的火山群和小兴安岭南侧的火山群主要受北西向断裂控制。时代较新的火山受北西 方向断裂控制明显。五大连池火山群受北东向、北西向断裂汇交形成的棋盘格式构造控制。
    四、断裂新活动——活断层
    断裂的新活动是新构造活动的重要标志之一。近二十年来国内外对活断层 的研究有了长足的进步。目前对活断层的定义尚有分歧,从黑龙江省的实际情 况出发,以新生代活断层和第四纪活断层两类来划分是较为合适的。从目前已 掌握的资料来看,依兰——伊通断裂,特别是依兰以北的北段,尚志——方正 段,密山——敦化断裂带的密山地堑段,嫩江断裂带南段,讷谟尔河断裂,勃 利——神树断裂,第二呼兰河断裂等为第四纪活断层,其活动总体行为表现为 北东向断裂以压扭性为主兼有水平右旋滑移,北西向断层以左旋滑移为特征。
    五、火山活动
    东北大陆是中国新生代火山分布较多的地区,其中以黑龙江省较集中,喷 出物质为玄武岩。从喷发时间上来看,大体可分为早第三纪,晚第三纪和第四 纪三个大的喷发时期。早第三纪仅见于东部山区的局部拗(断)陷盆地中,玄 武岩以夹层出现。晚第三纪主要为沿断裂的裂隙式喷发,玄武岩呈大面积分 布,厚度比较大,属宁静式喷发。主要分布在老爷岭、太平岭和大兴安岭山 区,形成各种熔岩地貌景观。第四纪火山多为中心式喷发。主要分布在大型盆 地周围,以及张广才岭和小兴安岭山区,多为火山锥,如五大连池火山群和科 洛火山群。在一些山区宽阔的河谷冲积平原上,也可见到火山锥,如牡丹江团 山子火山群等。在山区熔岩流的流动距离较远,如从“地下森林”火山群溢出 的熔岩,可流动60一70公里,而平原地区的熔岩流流动距离较近,如五大连 池火山群熔岩流最大的流动距离仅为15公里,除五大连池火山群的部分火山 和镜泊湖火山为休眠火山外,其余多为死火山。
    从空间分布上,第四纪火山可以分为中部火山带,包括科洛火山群,五大 连池火山群、二克山火山群,尖山火山、阁山火山、疙瘩山火山等;东部火山 带,包括松花江下游火山群(富锦、同江)、马鞍山火山、团山子火山群、三
    火山喷出物为碱性玄武岩,其中多含深源包体。
    六、新构造运动基本特征
    (一)黑龙江省新构造运动的类型是多样的,但其主要表现形式是地壳的升降运动,没有 明显的褶皱和强烈的逆掩断层。现代活动特征处于全面普遍上升阶段。
    (二)新构造上升隆起与大断裂伴生,并具有翘起性质。不同的隆起区上升时间有先有后, 有早有晚,上升的幅度也有所差异,这可以反映出断裂带活动性的差异。
    (三)新构造的上升与下降具有间歇性。
    (四)新构造运动具有明显的继承性,这主要表现在周围山地的隆起和断层活动都是沿着 古老的构造单元和断层线进行的。
    (五)断裂活动与火山活动、地震活动相伴生。
    (六)黑龙江省新构造运动具有断块运动性质,但断块之间的差异性不是很强烈,或许就 是地震活动水平中等的原因。