中國東北晚中生代—新生代盆山體系構造演化及成因探討

王五力，付俊彧，楊雅軍

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

中國東北晚中生代—新生代盆山體系構造演化及成因探討

王五力，付俊彧，楊雅軍

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

中國東北盆山體系主要形成和發展于晚侏羅世晚期—新近紀，經歷了晚侏羅世晚期—早白堊世小盆山（盆嶺）和晚白堊世—新近紀大盆山（盆山）兩個階段的構造發展過程.盆嶺階段起始于東北高原向盆嶺體系轉換的張家口期，全盛于義縣—九佛堂期，萎縮于盆嶺向盆山體系構造轉換的沙海—阜新期，結束于張老公屯期（東山期）.盆山階段經歷了晚白堊世早期大規模拗陷、晚白堊世晚期拗陷萎縮、古近紀大規模裂谷和新近紀后裂谷拗陷.認為太平洋板塊對盆山體系形成和發展有巨大的影響，但無論是板塊、地幔柱和超級地幔柱均不太可能形成如此規模，又具北北東向的中—新生代巖漿巖帶和盆山體系，更可能是超級地幔熱帶、地幔柱和東亞多向板塊匯聚背景下，西太平洋板塊俯沖共同作用的結果.

盆山體系；構造演化；超級地幔熱帶；地幔柱；太平洋板塊；中國東北

中國東北在早中生代，特別是中—晚侏羅世形成板內造山和東北高原［1-6］，雖然是擠壓和伸展交替出現，但主導性的是收縮和擠壓.局部地區形成收縮（擠壓）型盆山構造，但并未形成盆山體系，與后期大規模伸展構造背景下的盆山體系有著本質上的不同.中國東北盆山體系主要形成和發展于晚侏羅世晚期—新近紀，經歷了晚侏羅世晚期—早白堊世小盆山（下稱盆嶺）和晚白堊世—新近紀大盆山（下稱盆山）2個階段的構造發展過程.

1 盆嶺體系構造階段（晚侏羅世晚期—早白堊世）

盆嶺構造階段起始于張家口期的火山活動，全盛于大規模火山作用的義縣—九佛堂期，萎縮于沙海—阜新期，結束于張老公屯期（東山期）.義縣期及其后所形成的東北亞巨大面型展布的盆嶺群，大多數是義縣期火山活動后續所形成的斷陷盆地，自義縣期開始發育，至孫家灣期出現類磨拉石沉積建造為止.因此盆嶺（小盆山）階段（135～96 Ma）為張家口期—張老公屯期.盆嶺構造階段經歷了3個次級演化階段.

1.1 東北高原向盆嶺體系的轉換

早中生代東北高原向晚中生代盆嶺體系的轉換期，是構造背景從總體擠壓到總體伸展的過渡期，是伸展與擠壓的并存期，也是從前期東西向構造和近南北向構造并存向構造線以北北東向為主體的構造轉換期.該時期為晚侏羅世晚期張家口期—大北溝期，也是燕山運動第二幕（B幕）的持續期.

伸展型張家口期火山作用局限于額爾古納-大興安嶺-燕遼一帶，伸展作用處于有限的起始階段.大興安嶺是主要伸展區，張家口期所形成的斷陷-拗陷伸展型火山盆地遍布整個大興安嶺區域.但盆地構造線方向在大興安嶺主脊及東坡，受濱太平洋構造域的影響，為北北東向.而在大興安嶺西部，受古亞洲構造域的制約，沿蒙古弧東緣方向分布，為北東東—北東向.

前期的擠壓格局繼續發展的表現為，大興安嶺外東北其余地區，除三江地區外，基本未發現沉積與火山活動，而是持續隆起.因此擠壓作用在持續，前陸推覆構造繼續和基本結束，鄂霍次克造山帶已開始形成，并形成漠河盆地的左行推覆構造體系［7］.同時，在佳木斯地塊上東榮組與滴道組之間的角度不整合代表了鄂霍次克造山帶與佳木斯地塊的擠壓，以斷塊抬升為主，形成平緩開闊的褶皺，主要構造線方向為東西和北東向.總體反映出南北向擠壓所形成的推覆構造和塊斷造山.燕遼地區在土城子期末發生的最主要逆沖推覆構造基礎上，在遼西地區張家口期沉積不發育，遼吉東部普遍缺失，代表了燕山運動第二幕的持續影響.因此該時期是伸展作用開始，前期擠壓造山作用高潮繼續和基本結束的承前啟后的轉換期.

1.2 盆嶺體系的形成與分布

早白堊世義縣—張老公屯期，全面形成盆嶺構造體系，并在東北亞廣泛地分布，呈面形展布于中國東北、俄羅斯南濱海，往北達到鄂霍次克造山帶，往西至外貝加爾、蒙古東北部，往南到冀北-遼西、遼東-朝鮮北部地區.李思田［8］稱之為“東北亞斷陷盆地系”，并進一步分為4個帶.第1帶：外貝加爾帶；第2帶：大興安嶺以西帶，東界為大興安嶺，西界到蒙古國喬巴山市以西；第3帶：松遼帶，位于大興安嶺以東，其寬度相當現今松遼平原的寬度，本帶出露較好的部分在遼寧省和內蒙昭烏達盟地區，向北延伸并被松遼盆地晚中生代末期的沉積和新生代沉積所掩蓋；第4帶：遼吉東部帶，此帶的盆地主要分布于遼寧、吉林兩省東部和黑龍江省部分地區，僅有少數小型斷陷盆地稀疏分布.

中國東北斷陷盆地群既分布于前期的造山帶上，如燕山、大興安嶺，也分布于前期地塊之上，如松遼地塊、遼東地塊等.當時盆嶺構造發育典型地區是在大興安嶺、遼西-松南區和松遼中心區（圖1）.以下分別論述.

（1）大興安嶺義縣—張老公屯期的盆嶺體系形成于滿克頭鄂博—白音高老期，發展于龍江—南屯期，萎縮于大磨拐—伊敏期，結束于伊敏晚期（張老公屯期、東山期）.同時形成了大興安嶺地區隆起帶和沉降帶相間的構造格局.西部為古亞洲構造域與濱太平洋構造域過渡區，自北向南分布有額爾古納-滿洲里、東烏旗、蘇尼特-西烏旗、溫都爾廟-固陽-多倫4條大致平行于蒙古弧走向的隆起帶.其間分別為海拉爾-根河、二連-烏拉蓋-霍林格勒、騰格爾-霍善達克3條沉降帶.在上黑龍江地區發育有鄂霍次克山前沉降帶.東部為濱太平洋構造域，發育有北北東向的大興安嶺中央隆起帶（林西-大石寨-加格達奇隆起帶）和大興安嶺東坡裂陷帶.

大興安嶺區西部的盆嶺體系是在前期造山帶基礎上產生的，是在古生代額爾古納地塊、海拉爾弧后盆地、東烏旗島弧、西烏旗弧后盆地、林西島弧和華北板塊北緣造山帶基礎上形成的.東部的盆嶺體系雖有多寶山島弧和烏蘭浩特島弧的部分基礎，但基本上是新生的.

大興安嶺中央隆起帶是侏羅紀火山巖盆地的主要分布區，但集中于中部和南部.侏羅紀—白堊紀火山巖盆地則廣泛分布于大興安嶺的東西兩側.白堊紀火山巖盆地集中在大興安嶺東坡北部的盆地中.可以劃分出大興安嶺主脊中部侏羅紀火山巖帶、大興安嶺主脊南部侏羅紀火山巖帶、大興安嶺西北坡侏羅—白堊紀火山巖帶、大興安嶺西南坡侏羅—白堊紀火山巖帶、大興安嶺東南坡侏羅—白堊紀火山巖帶、大興安嶺東北坡白堊紀火山巖帶（圖2）.

（2）遼西-松南地區盆地也分布在一系列的沉降帶和隆起帶之上.走向主要為北北東、北東和近南北向，個別有近東西向，從而使全區成為南北分塊、東西分帶的構造格局.自西向東有承德－赤峰－大興安嶺東坡帶、下遼河－鐵法－雙遼（包括東、西帶）帶和鐵法－開原－梨樹帶.由赤峰－開原、西倫木拉河和凌源－北票等大斷裂所控制的近東西向隆起帶有舊廟－建平、哲南和鐵法隆起.另外，由分支斷裂控制了次一級的隆起，例如在遼西有凌源－叨爾登、鳳凰山－瓦房子、松嶺－南票和醫巫閭山等4條隆起，在開魯區有哲中盆地內東明、東蘇日吐、哲東和三刀吐－大四家子等4條隆起.上述隆起帶控制了區內主要沉降帶和盆地的分布（圖 3）.

（3）松遼中部區為松遼盆地主體區，具有50多個斷陷類盆地.可以孫吳-雙遼斷裂帶為界，西部為西坡盆地群，東部為松遼區裂谷斷陷區.松遼中央隆起東、西兩側形成兩條裂谷帶，以西側的大慶、古龍、長嶺等盆地和東側的杏山、鶯山、榆樹、德惠等盆地為代表.在早白堊世晚期—登樓庫期，安達-扶余中央隆起兩側的裂谷進一步發展，形成統一的裂谷，其中長嶺-大慶裂谷帶區最為發育.中央隆起和裂谷帶很可能與前述的下遼河－鐵法－雙遼（包括東、西帶）帶相連，控制性斷裂帶是郯廬和孫吳-雙遼斷裂帶.

在遼吉東部區，因受古太平洋板塊斜向俯沖作用的影響，郯廬斷裂帶走滑平移，依蘭-伊通和敦化-密山地塹開始形成.所形成的盆地為多種方向的拗陷和斷陷盆地.盆地類型主要有擠壓型的延吉、蛟河盆地，拉分伸展型的遼東區盆地，弱伸展的吉中遼源等盆地和先拉伸后擠壓的吉南柳河、渾江、通化等盆地.

1.3 盆嶺向盆山體系構造轉換

在早白堊世義縣—張老公屯期全面形成的盆嶺構造體系中，沙海—張老公屯期（或伊敏期、穆棱—東山期）為盆嶺構造階段發展的晚期，是盆嶺體系向盆山體系構造轉換的過渡期.之后從孫家灣期（或猴石溝期、泉頭期）開始進入盆山體系發展演化階段.

沙海—張老公屯期伸展與擠壓并存.一方面，松遼盆地登樓庫期裂谷進一步發展，是松遼盆地基底裂谷高峰期，并延續到青山口組沉積期.泉頭組和青山口組有近南北向展布的同沉積生長斷層.表明后期局部地區繼續伸展.120～100 Ma發生引張裂陷形成沂沭或伊蘭-伊通裂谷帶，沿敦化-密山斷裂發育拉分盆地和火山活動，以及遼西張老公屯組、黑龍江東部東山組、泉水村組等火山作用.另一方面，總體表現為擠壓和隆起.大興安嶺東緣山前嫩江斷裂逆沖推覆構造進一步發展.海拉爾盆地在大磨拐—伊敏期早期出現構造反轉.伊敏末期，一些前期凹陷發生強烈的擠壓變形.拉布達林盆地在大磨拐河組沉積時期受到擠壓作用，原來控陷正斷層大多發生正反轉作用，并且在盆地中形成斷層傳播褶皺和斷層轉折褶皺.在遼西地區，沙海組和孫家灣組沉積期普遍隆起.沙海組、孫家灣組紅雜色類磨拉石沉積，代表了隆起后的剝蝕沉積.同時產生以北票南天門斷裂為代表的逆沖斷裂系.早白堊世末期100～90 Ma，郯廬斷裂發生重要的左行走滑活動，使敦化-密山和伊蘭-伊通裂谷帶發生構造反轉.松遼盆地以東的許多控盆正斷層均發生構造反轉，形成壓扭性逆斷層和逆沖斷層，敦密斷裂還切割了蘇子河盆地的北端.黑龍江東部東山組與穆棱組之間的角度不整合，可能代表穆棱組沉積之后曾發生過一次以擠壓逆沖為主的構造運動.在三江盆地、雞西盆地和勃利盆地，在穆棱組沉積之后均產生構造反轉構造.因此，阜新組與孫家灣組及相當的層位之間產生的燕山運動第三幕所形成的不整合遍及全區，表明該時期全區擠壓隆起，結束了盆嶺期的發展，是一次重要的盆山轉換運動.

2 盆山體系構造階段（晚白堊世—新近紀）

圖2 大興安嶺中新生代盆地分布示意圖Fig.2 Distribution of the Meso-Cenozoic basins in Daxinganling region

晚白堊世和新生代古近紀、新近紀（96～2.6 Ma）形成了盆山體系.中國東北西部有大興安嶺，東部有張廣才嶺-遼吉東部高地，中間夾持有大型松遼盆地，張廣才嶺以東和遼吉東部高地以北有三江-中阿穆爾盆地、渤海灣-下遼河裂谷盆地、敦化-密山和伊蘭-伊通裂谷等（圖4）.

盆山體系發展始于晚白堊世初期（燕山運動三幕），經晚白堊世、古近紀，直至新近紀.整個演化過程在前期盆嶺向盆山構造轉換（早白堊世晚期擠壓隆起及郯廬斷裂大規模左行平移階段）的基礎上，又經歷了2個階段（Ⅰ、Ⅱ），4個小階段（1）～（4）.I.晚白堊世大規模拗陷階段：（1）大規模拗陷（）；（2）大規模拗陷萎縮（）.Ⅱ.新生代大規模裂谷階段 ：（3）大規模裂谷（E）；（4）后裂谷拗陷（N）.

2.1 晚白堊世大規模拗陷

燕山運動第三幕以后，由強烈擠壓轉向晚白堊世早期強烈伸展，松遼盆地在裂谷斷陷基礎上產生大規模疊覆拗陷，嘉蔭-結雅-布列亞盆地與松遼盆地同步發展，是同一伸展構造背景下，中等規模的斷陷-拗陷.同時松遼盆地周邊的延吉、方正、大三江等盆地也進入沉積拗陷階段.在大興安嶺西坡海拉爾和二連盆地由前期沉降帶斷陷轉變為晚期伸展型非造山拗陷，東坡大楊樹盆地已結束沉降，但受松遼盆地湖侵的影響，有松遼型的少量沉積.

2.2 晚白堊世晚期大規模拗陷萎縮

晚白堊世晚期四方臺-明水期，以燕山運動第四幕的強擠壓運動所造成的區域性不整合面為代表，標志著前一個伸展構造階段結束.之后，大規模拗陷萎縮，松遼等盆地準平原化.至古新世喜馬拉雅運動第一幕，結束了盆山第一階段的發展.

2.3 古近紀大規模裂谷盆地階段

在喜馬拉雅運動第一幕使全區隆起基礎上，松遼等盆地進一步萎縮和準平原化.小興安嶺、延邊和三江地區，有松遼平原富峰山組和依安組等同期沉積，部分地區有玄武巖噴發，也存在前期大型拗陷萎縮晚期準平原化的內陸湖泊－沼澤沉積的產物.但是全區盆山體系格局猶存，進入盆山體系第二階段.與此同時，古近紀的渤海灣-下遼河和伊蘭-伊通、敦化－密山等前期裂谷發展成大規模裂谷盆地.裂谷盆地主要為基性玄武巖噴發和類磨拉石夾有濱湖-湖沼相的含煤、油頁巖、黏土沉積，而在黑龍江省東部的雞西-綏濱一帶也有基性火山巖的噴發活動.

2.4 新近紀后裂谷拗陷階段

新近紀期間，喜馬拉雅運動已進入第二幕，松遼等盆地平原化，殘留平原碎屑沉積.遼吉東部和三江平原主要為后裂谷拗陷型暗色或紅雜色碎屑沉積－大陸玄武巖沉積.渤海灣-下遼河等裂谷盆地進入后裂谷期，玄武巖進一步擴大分布，后期玄武巖進一步擴展到大興安嶺及小興安嶺區.

3 盆山體系成因探討

上述盆山體系形成與演化的成因是什么？本文簡要探討之.

對于中國東部盆山體系成因，目前有如下一些認識：由于巖石圈巨量減薄、大規模巖漿作用、高原垮塌和大規模伸展作用；巖石圈大幅度減薄、超級地幔柱的活動［4］；將中國東部巖石圈巨量減薄視作燕山期陸內造山和陸內變形的后效［5，9］；認為與潘基亞聯合大陸的裂解同步，中國東部裂谷開始出現［10］等.其中地幔底侵-拆沉-交代-轉型產生的巖石圈巨量減薄被認為是主要的成因.

歷來，中國東部中新生代大陸邊緣的地球動力學背景存在多種意見，如認為中國東部在燕山期存在類似安第斯型的主動大陸邊緣，也是歐亞板塊與太平洋板塊的邊界碰撞帶，盆地均為弧后拉張或擠壓條件下形成［11-12］.另有意見則強調了西伯利亞板塊、特提斯-印度板塊和太平洋板塊之間的相互作用，認為中國東部中新生代盆地形成的地球動力學背景與三大板塊間相互作用及其間的復雜演化過程有密切的關系［13-14］.又如認為由Izanagi（伊佐奈岐）板塊近北向運動，與中國東部大陸呈小角度相交而不發育島弧型巖漿作用［15］.李思田［8］指出巨大的東北亞斷陷盆地系，因范圍太大而無法用弧后拉張體制來解釋成因.邵濟安等［16-17］則采用地幔熱柱和底侵來解釋東北區前晚白堊時期中生代的巖漿作用，認為無論底侵、拆沉還是地幔柱作用，與太平洋板塊無直接關系.與此同時，可能開始于180～155 Ma，高潮于145～120 Ma的中國東部的巖石圈減薄問題，成為研究熱點［18-20］.鄧晉福等［19］提出，燕遼地區燕山期時，在厚150～200km的印支期巖石圈基礎上，通過拆沉-去根作用，減薄了50km厚度.其成因于地幔的底侵、拆沉、交代和轉型［21］.吳福元等［22］認為中國東部新生代巖石圈地幔的轉型實質上是中生代巖石圈地幔轉型的一個不可分割的組成部分，是中生代巖石圈減薄過程的繼續.路鳳香等［23］認為白堊紀晚期—新生代中國東部主要是地幔物質呈“蘑菇云”狀上涌，同時巖石圈伸展導致巖石圈減薄.董樹文等［5，24］認為晚中生代早期的巖漿活動與巖石圈的拆沉作用有關，在中國東部印支期形成高原后，于160～150 Ma前后發生巖石圈的巨量減薄，導致軟流圈地幔上涌，形成巨量火山巖和花崗巖；冷超級地幔柱下沉導致的拆沉作用是中國周邊多向板塊匯聚（“東亞匯聚”）運動的動因；而后的伸展作用引起早白堊世巖石圈大幅度減薄以及強烈的巖漿活動，形成了大規模的火山巖省.張旗等［4，25］據埃達克巖的研究認為中國東部高原主要發生在中晚侏羅世，中國東部大規模巖漿活動與巖石圈減薄有關，巖石圈減薄是下地殼拆沉，與太平洋板塊沒有關系；最大減薄的時間在燕山期，在這之前和之后，巖石圈是厚的；大規模巖漿活動可能與超級地幔柱的活動有關，是一種新的大火成巖省類型.

因此對中國東部大陸邊緣地球動力學背景的認識并未統一.其中有4種代表性的觀點值得關注，一是以吳福元等［20，26］為代表提出與太平洋板塊俯沖有關說；二是以邵濟安等［17，27-28］為代表提出的與太平洋板塊俯沖無直接關系的底侵或軟流圈底辟說；三是張旗等［4］為代表提出的與太平洋板塊俯沖無關的超級地幔柱說；四是董樹文等［5，24］為代表提出的冷超級地幔柱導致“東亞多向板塊匯聚”和其后軟流圈地幔上涌的伸展作用說.問題涉及到地幔柱、超級地幔柱和周邊板塊，特別是太平洋板塊俯沖作用影響兩個方面.

筆者認為大規模巖漿作用和盆山體系的成因，固然與巖石圈-下地殼減薄有關，但根本的成因應從板塊作用、板塊及古地塊之間俯沖形成的冷板片可能激發形成地幔柱以及超級地幔熱帶3個方面來探討.

3.1 太平洋板塊巨大的影響

在周邊板塊，尤其是太平洋板塊方面，首先要區分古太平洋板塊和今太平洋板塊作用的區別.古太平洋主要存在于泥盆世—晚侏羅世，其板塊的俯沖作用，已由中國東北存在不同時期含蛇綠巖和深海沉積的混雜巖的那丹哈達地體拼合帶、延邊、牡丹江、嫩江等縫合帶所證明.特別是松嫩、佳木斯和興凱地塊拼合帶上分布的黑龍江群具有拼貼增生雜巖的性質，其中松嫩與佳木斯地塊拼合帶時代有500 Ma和190 Ma兩個年齡，但至少表明早侏羅世期間因古太平洋板塊作用，佳木斯地塊已經俯沖拼貼到東北大陸邊緣或重新活動［29-37］.

今太平洋從現有記錄太平洋板塊開裂的140～135 Ma至今，開始時間為晚侏羅世晚期—早白堊世早期［38-40］.這與盆山體系形成開始時間相同.Hilde et al.［38］的研究表明，在 135～100 Ma 期間，作用于中國東部的主要是庫拉板塊，100～65 Ma是庫拉-太平洋板塊，65～25 Ma是太平洋板塊.3個階段板塊均向北北西方向運動，與東亞大陸成斜交，太平洋板塊與印度-特提斯板塊之間由一系列的近南北、北北西向轉換斷層交界.可以認為135 Ma在華南、印支，100～25 Ma在中國東部有主動大陸邊緣.因此135～100 Ma間東北和華北是一個與主動大陸邊緣有所不同的斜向俯沖地體拼貼邊緣；100～25 Ma有主動大陸邊緣.Moore的研究表明［40］，135 Ma作用于中國大陸邊緣的是伊佐奈岐（Izanagi）板塊，其向北西西方向，具有主動大陸邊緣.66 Ma以后，主要是太平洋板塊由北北西逐漸轉向北西西向運動.中國大陸邊緣經歷了由斜向至正向主動邊緣的過程.Koppers等［39］的研究表明，西太平洋板塊在 140～125 Ma向北東東移動，125～110 Ma 向北西西移動，110～100 Ma向南西西移動，100～43 Ma向北北西移動，43 Ma至今向北西西移動.因此140 Ma以來大部分時間為斜向和少部分時間正向俯沖.但在140～125 Ma的中國東部大規模巖漿活動主要時期，為北東東移動，西太平洋大陸邊緣為非俯沖.

中國東部中新生代構造應力場研究［41］的結果表明，三疊紀（250～208 Ma）為北向擠壓；侏羅紀（208～135 Ma）為北西西-南東東向擠亞；白堊紀—始新世早期（135～52 Ma）為北北東向擠壓；始—漸新世（52～23.3 Ma）為北西西向擠壓.由上可認為，在135～52 Ma，太平洋板塊沒有產生向西的擠壓力.

綜合這些研究成果，可以認為太平洋板塊的俯沖方向還未定論.但總體上晚侏羅世晚期—早白堊世早期以來，今太平洋在中國大陸邊緣于中生代主要為斜向俯沖或140～125 Ma短時期內可能為非俯沖大陸邊緣，新生代主要為正向俯沖.

太平洋東部美洲的大陸邊緣是科迪勒拉型和安第斯型，總體為聚斂型大陸邊緣，似已公認［1］.但是，在140～135 Ma至今的太平洋板塊向美洲大陸俯沖方向的上述研究中，同樣認識不同，不能定論.有的也是斜向俯沖和非俯沖.因此在此問題上，主要依據地質事實，上述研究僅為參考.

事實是中國大陸上，古亞洲、特提斯和濱太平洋構造域內的構造線方向，與西伯利亞、特提斯和太平洋板塊方向是一致和協調的，說明周邊三大板塊對中國大陸無疑是有巨大的影響.王鴻禎等［14］指出：印支期后大階段的特征是泛大陸裂解和大西洋擴張導致了環太平洋域的出現，這一新的構造型式使中國由南北部之間的差異轉變為東西部之間的差異.大體上，自晚中生代以后，中國東部主要處于伸展體制之下，中國西部的特提斯構造域則主要表現為各個親岡瓦納地塊不斷北移并拼貼到歐亞大陸之上.中國新的構造體制和動力學過程主要受北方的西伯利亞板塊、東方的太平洋板塊和西南方的印度板塊相互作用的控制.

亞洲大陸東部邊緣發育的白堊紀拼貼增生雜巖地體為今太平洋發展期間板塊的俯沖提供了證據.因為如果沒有俯沖，地體不能拼貼于大陸，也不可能形成混雜堆積.中國東北在140～100 Ma期間廣泛分布的北北東向火山巖帶平行于大陸邊緣，應為環太平洋火山巖帶的一部分.同時據年代學研究，晚侏羅世晚期—早白堊世張家口組、義縣組、張老公屯組及新生代的玄武巖帶幾個主要火山巖層位分布，具有自西向東逐漸年輕的趨勢，證明在東亞多向板塊匯聚背景下，今太平洋中西太平洋板塊俯沖作用有相當的影響.

3.2 板塊及古地塊之間俯沖形成的冷板片可能激發形成地幔柱

邵濟安等［17］所提出的垂直日本海溝穿過日本海、長白山到四平附近，以及從四平橫穿大興安嶺至蒙古額爾德尼查干的地震層析（ST）剖面表明，中國東北100 Ma以來，西太平洋板塊的冷板片俯沖至長春—四平一線.同時松遼盆地之下有地幔熱柱.大興安嶺地區亦存在冷板片和地幔熱柱.說明板塊和地幔熱柱作用同時存在.

中國東北西伯利亞板塊與華北板塊南北向擠壓，導致蒙古-鄂霍次克洋的封閉，后續板內作用繼續.而特提斯洋印度-澳大利亞板塊與西伯利亞板塊擠壓產生的向東推擠力加強，太平洋板塊的斜向俯沖起到了推擋的作用.中—晚侏羅世為主的“東亞多向板塊匯聚”在晚中生代持續.如果100 Ma以來的板片可以俯沖至長春—四平一線，那么在早白堊世太平洋板片應可俯沖至大興安嶺山前，因為當時日本海未開裂，日本外帶地體亦未到位.地球物理資料表明，中國東部存在一個明顯但是橫向上不均一的地震波速異常帶，并且其西部邊界與大興安嶺-太行山重力異常帶相吻合，反映了冷的高密度物質，通常被認為是俯沖板片或拆沉進入軟流圈地幔的下地殼物質.

同時要考慮的是中-晚侏羅世因“東亞匯聚”而產生的地塊之間，或新產生的地塊之間的俯沖作用也在繼續.大興安嶺東側和松遼盆地西緣，在晚古生代黑河-嫩江-白城西傾俯沖帶和縫合帶的基礎上，中生代松嫩地塊向大興安嶺可能持續下插俯沖.黑河-嫩江-白城是北北東向串珠狀強磁異常帶區及西部巖石圈厚度和Moho面突變帶區［42］.同時深部地球物理也證明存在下插俯沖帶［43］.同樣，相對固結的東北地塊在蒙古-鄂霍次克縫合帶的北西向俯沖作用也可能持續.王鴻禎等［14］就認為中國東部內陸區兼有俯沖型和陸內碰撞型兩種巖漿活動.

因此，中國東北及鄰區在晚侏羅世晚期—早白堊世，主要的地幔活動中心在松遼-遼西、大興安嶺-冀北區以及蒙古-鄂霍次克縫合帶的北西區.3個區域是有區別的.松遼區為太平洋板塊B型俯沖和可能激發的地幔柱活動區；大興安嶺區為松嫩地塊向大興安嶺A型（或C型）俯沖和可能激發的地幔柱活動區；蒙古-鄂霍次克縫合帶北西區，可能為東北固結地塊向該區A型俯沖和可能激發的地幔柱活動區.巨大面狀分布的東北亞斷陷盆地系，因范圍太大而無法用弧后拉張體制來解釋［8］，但上述模式可能是產生的原因之一.

3.3 超級地幔熱帶

東、西太平洋大陸邊緣有巨大的差異，主要是中國東部為伸展型大陸邊緣，而美洲是科迪勒拉和安第斯聚斂型大陸邊緣.地球物理分析證明，中國東部存在中生代中晚期以來的“東亞大陸巨型裂谷體系”，是伸展型大陸邊緣的主要表現［10］.

但如此大規模的北北東向條帶狀巖漿巖帶和伸展型盆山體系，完全用板塊作用來解釋是有問題的，因為東亞多向板塊匯聚和太平洋板塊的作用，在早中生代表現為擠壓、推覆和板內造山，在晚中生代雖然可以產生類似后造山期的伸展，但也不太可能產生極大超越前期造山帶范圍的如此大規模的伸展作用，那種將大規模巖漿活動和伸展盆地形成，視為板內造山晚期產物的觀點，有待商酌.而下插板塊、地塊形成的冷板片可能激發形成的熱地幔柱，也不足以形成如此大規模分布的火山巖和花崗巖帶，只能起補充和促進作用，特別在東北地區.

但是用超級地幔柱解釋也是有問題的，因為柱形的地幔柱無法形成有定向分布的帶狀構造，更可能形成環狀構造.

中國東部伸展，與潘基亞大陸大規模裂解、大洋拉張基本是同步的，應視為一種全球性的構造活動.在地球聚合固結的總趨勢下，層圈分異和調整是層圈耦合至非耦合循環螺旋發展和地球演化內在動力.地殼-巖石圈的構造巖漿作用一般也是地球能量擴散的表現.以熱能為主的全球性能量擴散，受逐漸加強固化的地殼-巖石圈阻礙，一方面在固化圈薄弱環節形成能量擴散帶，可以形成熱點、熱線（裂谷）、熱面（地幔柱）、熱帶（全球性大洋中脊裂谷帶、環太平洋和古特提斯構造巖漿帶，區域性裂谷帶和構造巖漿帶等），因此成為高熱流區；另一方面在固化圈穩定區形成底侵-交代或熱能聚集區，可以形成穩定區熱力場，當熱能衰減后，也是地殼-巖石圈固化加強和增厚的主要區域.與此相反，當底侵、拆沉、交代和轉型作用加強時，在穩定區的薄弱帶，也可以形成點、線、面的構造巖漿活動帶，并在一定條件下，穩定區可以轉換為活動區.在全球潘基亞大陸形成后，以熱能為主的全球性能量擴散在東亞東部形成超級地幔熱帶是完全可能的，因為這里是環太平洋板塊結合帶，同時是中小地塊分布區，是固結地殼-巖石圈的薄弱帶.

在此背景下，東亞東部板塊、地塊俯沖下沉冷板片可能激發的地幔柱活動，加強了超級地幔熱帶的活動和層圈調整的進程.而全球性的超級地幔熱帶的活動又促進了板塊、地塊運動，相互轉換，在一定程度上互為因果.因此，板塊、地塊運動和超級地幔熱帶的作用是一個問題的兩個方面.在中國東部，一方面，東亞多向板塊匯聚作用在繼續，表現為燕山運動第三、四幕和喜馬拉雅運動一、二幕仍然有重要的影響，形成伸展型盆地和裂谷的構造反轉和新生代始新世后的近代西太平洋溝-弧-盆體系.其中燕山運動第三幕是由小盆山（盆嶺）構造轉變為大盆山（盆山）構造的轉折性運動.另一方面，板塊、地塊俯沖下沉冷板片可能激發地幔柱和超級地幔熱帶的共同作用也在繼續和發展，因此中國東部巖石圈減薄，更可能是超級地幔熱帶配合以地幔柱、板塊作用，主動調整層圈結構的過程.伸展型盆山構造得以不斷發展.

超級地幔熱帶、地幔柱和板塊的共同作用，不僅有階段性，而且有自西向東的遷移性.在東北主體大陸是晚侏羅世晚期—白堊紀主要共同活動區，在此區內盆山體系的發展分為2個階段，其中晚侏羅世晚期—早白堊世大規模巖漿活動、伸展作用形成小盆山（盆嶺）格局，而晚白堊世在大規模巖漿活動趨于平靜后形成大盆山（盆山）格局.這是巖石圈大規模減薄、大規模巖漿活動后，熱量釋放，地幔柱以及超級地幔熱帶開始縮減，地幔上隆而地殼拗陷，形成以松遼盆地為代表的大型拗陷.在主體大陸地殼相對固結后，晚白堊世開始，特別是古近紀開始，超級地幔熱帶、地幔柱和板塊共同活動區轉移至松遼盆地以東及西太平洋島弧、邊緣海地區，形成東北東部100 Ma的火山活動、裂谷和新生代大型裂谷系和溝-弧-盆體系.

總之，盆山體系形成和發展更可能是超級地幔熱帶、地幔柱和東亞多向板塊匯聚背景下，西太平洋板塊俯沖共同作用的結果.

最后值得指出，超級地幔熱帶、地幔柱和板塊共同作用中的相互關系和作用細節有待進一步探討.

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TECTONIC EVOLUTION AND GENESIS OF THE LATE MESOZOIC-CENOZOIC BASIN-AND-MOUNTAIN SYSTEM OF NORTHEAST CHINA

WANG Wu-li，FU Jun-yu，YANG Ya-jun

（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Shenyang 110034，China）

The basin-and-mountain system of Northeast China formed and developed mainly in the late stage of Late Jurassic-Neogene，involved two processes of tectonic development:the late Late Jurassic-Early Cretaceous small basinand-mountain （basin-and-range）stage and the Late Cretaceous-Neogene big basin-and-mountain（basin-and-mountain）stage.The basin-and-range stage originated in the Zhangjiakou stage，when the Northeast Highland transformed into the basin-and-range system，developed in the Yixian-Jiufotang stage，withered in the Shahai-Fuxin stage，and finally ended in the Zhanglaogongtun stage（Dongshan stage）.The basin-and-mountain stage experienced the early Late Cretaceous huge depression，the late Late Cretaceous withering of depression，the Paleogene massive rift，and finally the Neogene post-rift sag.It seems that the Pacific plate remarkably effected the formation of the basin-and-mountain system.However，neither the plate，nor mantle plume and super plume are able to form such massive and NNE-striking Mesozoic-Cenozoic magmatic belt and basin-and-mountain system.It is more possibly the result of super mantle thermal zone and mantle plume action together with West Pacific plate subduction，under the background of East Asian multi-direction plate convergence.

basin-and-mountain system;tectonic evolution;super mantle thermal zone;mantle plume;Pacific plate;Northeast China

1671-1947（2012）01-0017-10

P547

A

2011－11－01.編輯：李蘭英.

中國地質調查局“大興安嶺成礦帶北段基礎地質綜合研究”項目（1212011121068）資助.

王五力（1941—），男，研究員，從事歷史大地構造和中生代地層古生物研究，通信地址沈陽市黃河北大街1號.