黑龙江省二十三站林场—二十二站林场地区地层特征及时代探讨

董立嵬

（中国建筑材料工业地质勘查中心黑龙江总队，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 区域位置

工作区中生代区域大地构造位置位于西伯利亚板块（Ⅰ级）、额尔古纳地块（Ⅱ级）；新生代区域大地构造位置位于大兴安岭叠加造山系—裂谷系（Ⅰ级）、大兴安岭叠加岩浆弧（Ⅱ级）；

按《黑龙江省岩石地层》（1997年）的划分，测区地层属滨太平洋地层大区（5），大兴安岭—燕山地层分区（51）、漠河地层小区（515）。

测区地质构造历史复杂，中生代构造层最为发育，上黑龙江中生代前陆盆地由中侏罗世沉积岩组成，早期盆地基底及盆缘拉张后随着自身沉积物重力的增加，开始了盆地的发展历史，晚期拉张活动减弱，盆地萎缩；至晚侏罗世由于盆缘断裂活动加剧，拉开了火山活动序幕，之后，由于NE-NNE向应力场的叠加，导致深大断裂带的强烈活动，大规模火山喷发，在区域上形成了北东向大兴安岭火山岩带的主体。早白垩世之后的脆性断裂构造活动表现为对包括前述构造形迹在内的所有先成地质体和地质构造的破坏、改造和继承。

新生代构造层在中生代构造的基础上进一步发生断块运动，最终形成现今构造格局。

空间上断裂构造的主要展布方向有两个：北东向及北西向断裂，严格控制了断陷盆地的形成和发展，制约了绣峰组（J2-3x）、二十二站组（J2-3er）、漠河组（J2-3m）地层的岩性、岩相分布、产状特征等。

2 地层特征

区内出露的地层主要为中生界中—上侏罗统绣峰组（J2-3x）、二十二站组（J2-3er）、漠河组（J2-3m）地层，出露面积约占总面积的83.75%。新生界主要为第四系上更新统一级阶地及第四系低河漫滩堆积层，出露面积极小。

2.1 侏罗系中—上统绣峰组（J2-3x）

在工作区大面积出露，面积约399.19km2，约占全区面积的64.2%。岩层产状140°～330°∠30°～80°。呈北东向带状分布。该组主要岩性为一套河流相至滨湖相粗碎岩沉积。在工作区内岩性组合以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩、砂砾岩、砾岩、卵石砾岩等粗碎屑岩、夹粉砂岩、凝灰质砂岩、细砂岩等，上部层序岩石铁质含量偏高，据岩石组合、粒度、成分等特征，该组可概分为五种岩石组合相：砾岩相、砂砾岩相、岩屑砂岩相、长石砂岩相、泥质粉砂岩相。单层一般为中至厚层状，层面往往见微凸镜状砂体，顶部发育水平微细层理、紊乱层理。沉积构造如槽状、板状交错层理，冲刷构造等较发育。以植物化石为主且多为保存不佳的残碎片，局部植物化石茎干化石发育。基本层序以河流相向上变细基本层序为主，局部为向上变粗的基本层序。产Coniopteris-Phoenicopsis植物群分子和Margaritifera-Ferganoconcha双壳类组合分子，夹薄煤层。

厚度在二十三站林场359高地一带大于2602.34m，在工作区内岩性组合以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩、砂砾岩、砾岩、卵石砾岩等粗碎屑岩为主，夹粉砂岩、凝灰质砂岩、细砂岩等代表性剖面。

2.1.1 区域延展情况

区域上绣峰组呈SEE向分布于上黑龙江盆地的南缘。在西部的老沟至栖林集一带，本组出露较全，底部发育风化壳型沉积，顶部以厚层砾岩与漠河组分界，夹凝灰岩及煤线，产植物化石，控制厚度约1586m；在中东部的胜利林场至二十一站一带，本组下部出露不好，中上部为砾岩与砂岩组成的韵律沉积，产丰富的动、植物化石，与二十二站组呈横向变化关系，控制厚度1484m；在东部的绣峰至桂花站一带，本组厚度可达2750m，下部以砾岩为主，上部以含砾砂岩为主。

据剖面测制与1985年张文才等在塔河县绣峰公社建立的正层型对比的情况看，本组在区域上的变化不大，与正层型较吻合。不同地域的绣峰组沉积组合、沉积环境差异较大，工作区西部359高地一带绣峰组底部为砾岩，中部为岩屑长石砂岩夹粉砂岩，上部为长石砂岩与粉砂互层，表现为山麓洪冲积沉积特征；横向对比，区内从西至东，沉积环境存在差异性。西部磨圆差，分选性差，显示了盆地形成初期，沉降速率大于沉积速率，沉积物快速沉积，具有山前磨拉石建造特征；东部沉降高差相对较小，盆地沉降速率略大于沉积速率，表现为辫状河沉积，随着盆地的继续演化，盆缘洼地被沉积物补给充填，沉积物可随水流搬运较远的地方，沉积了一套以粗砂岩、砂岩为主的碎屑岩。纵向对比，沉积碎屑有逐渐变细的特征。底部主要以向上变细为主的进积型沉积，中部为向上变细再变粗基本层序，表现为进积型沉积，上部主要为互层韵律型基本层序，表现为盆地稳定沉积或沉降率约等于沉积速率的沉积过程。

2.1.2 时代讨论

绣峰组内含有丰富的Coniopteris-Phoenicopsis植物群化石及残片，局部见有双壳及腹足类动物化石，多发育在绣峰组中上部层位中。主要见有植物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.。孢子组合Cyathidites-stereisporites-Osmundites，花粉组合Cycadopites-Perinopollenites-Taxodiaceae-Pollenites，双壳Fergancconcha sp.、Unio sp.、腹 足 类Viviparus cf.、onogoensis、Kobayashiat、Suguki等。

地层下部主要以植物Coninopteris、Cladophlebis、Equiseites、Podozamites为主，说明盆地当时处于温暖的亚热带—温带气候区，从时代意义上讲该几种化石相当于我国北方早—中侏罗世Coniopteris-Phoenicopsis植物群中期化石组合，时代趋于中侏罗世早期。地层层序自底向上，上述几种化石数量减少，Ginkgoites、Czekanowskia相应增多，表明气候逐渐由暖变冷，显示了Coniopteris-Phoenicopsis植物群中晚期组合特征，时代为中侏罗世中晚期。绣峰组内动物化石较少见，仅发育Ferganoconoha、Unio、Viviparus，说明盆地内水体较局限，水动力较强，保存状态不佳，该种类化石组合横向上与二十站组双壳及腹足类相似，其时代属中侏罗世中晚期。

本组在P1剖面采集了一个二长花岗岩砾岩U-Pb年龄样品，测得其年龄为401Ma±2.8Ma，说明该二长花岗岩砾岩可能来源于早泥盆世侵入岩。另据1∶25万开库康幅区域地质调查报告中绣峰组U-Pb年龄151Ma±1Ma、167Ma±2Ma及生物化石时代，以及区域对比与绣峰组相当。本组时代置中—晚侏罗世。

2.2 侏罗系中—上统二十二站组（J2-3er）

在工作区南部小面积出露，面积约55.08km2，约占全区面积的8.9%。岩层产状210°～215°∠15°～41°，呈北西向带状分布。该组主要岩性为一套滨湖至浅湖相砂泥质沉积，在本次工作区内岩性组合为灰绿色、灰色岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩与灰黑色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等。具韵律沉积特征，发育大—中型斜层理、交错层理、包卷层理等，见有冲痕、流痕、波痕、沟模等层面构造。产丰富的淡水双壳类、腹足类、介形虫等动物及植物化石，并具虫迹构造，具有滨湖—湖相沉积环境。粉砂岩、泥质粉砂岩层面具有似龟裂风化，说明粉砂岩及泥质粉砂岩曾暴露于水面之上。

基本层序有互层韵律型和向上变粗再变细型两种。互层韵律型一般由两种粒度相差不大的岩石，垂向上频繁互层组成，沉积构造以水平层理或平行层理为主，小型波状纹层、交错层理少见。局部发育包卷及变形构造，动植物化石常见，保存较好，主要构成二十二站组的泥质粉砂岩相。向上变粗再变细型基本层序相当于三角洲相沉积层序，岩石粒度变化范围较宽，宏观上粒度由下向上的变化趋势为细—粗—细。发育完整的层序有粉砂岩—细砂岩—中细砂岩—中粗砂岩—细砂岩—粉砂岩组成。发育不完整的可变化为向上变粗、向上变细等层序。该层序的沉积构造主要平行层理，斜层理层面可见波痕，动物化石稀少，植物化石破碎，二十二站组砂岩相主要由此组成。上述基本层序的规律性相互叠置形成了二十二站组的垂向沉积序列。宏观上由下向上由泥质粉砂岩相到砂岩相组成旋回性基本层序组合—旋回岩系。厚度在二十三站林场幅464高地一带大于3771.26m。在本次工作区内岩性组合为灰绿色、灰色岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩与灰黑色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等代表性剖面。

2.2.1 区域延展情况

区域上二十二站组呈EW向带状分布于上黑龙江盆地东部，主要见于二十二站、伊里莫亚山以东、腰站、桂花站等。由西向东，粗碎屑含量增加，地层厚度增大。在二十二站一带，本组与绣峰组中上部层位呈同时异相关系，不仅岩层产状可以连过去，而且含有相同的英安岩夹层和相同的生物组合。

据剖面测制与1985年其和日格等在塔河县二十二站建立的正层型对比的情况，从区域上看，不同的地理位置，存在着不同的沉积环境，区内二十二站后山一带为滨湖—湖相沉积环境。二十二站组横向上具有由西至东逐渐变细的特征，表现为稳定的深湖盆环境。纵向上，底部主要为向上变粗再变细的进积—退积型沉积过程，中部互层韵律型基本层序主要体现了盆地处于平稳的沉积环境，上部为向上变粗的进积沉积环境，代表了盆地萎缩的一个阶段。

2.2.2 时代讨论

二十二站组产丰富的动物、植物化石，产我国北方中侏罗世Coniopteris-Phoenicopsis植物化石群晚期组合，双壳类Margaritifera-Ferganoconcha动物组合及叶肢介Euestheria。

本次工作在该组的粉砂岩中所采集的植物化石经南京古生物研究所鉴定为锥叶蕨（未定种）Coniopteris sp.、拟刺葵（未定种）Phoenicopsis sp.。在粉砂质泥岩中所采集的孢粉样品鉴定结果为：海金沙孢（未定种）Lygodiumsporites sp.、阿赛勒特孢（未定种）Asseretospora sp.、石松孢（未定种）Lycopodiumsporites sp.、环圈孢（未定种）Annulispora sp.、克拉梭粉（未定种）Classopollis sp.、拟云杉粉（未定种）Piceites sp.、双束松粉（未定多种）Pinuspollenites spp.、罗汉松粉（未定种）?Podocarpidites sp.。由于化石保存不好，鉴定相当困难，大多存有疑问。所见化石的时代分布都很长，只有阿赛勒特孢（Asseretospora）、克拉梭粉（Classopollis）属中生代分子。

其与侏罗系中—上统漠河组接触关系是平行不整合接触，本次工作综合前人生物化石资料，及与下伏绣峰组、上覆漠河组关系，将二十二站组时代归为中—晚侏罗世。

2.3 侏罗系中—上统漠河组（J2-3m）

在工作区中部小面积出露，面积约66.26km2，约占全区面积的10.66%。岩层产状230°～270°∠30°～34°，呈北东向带状分布。该组主要岩性为一套以河流相为主间有沼泽相的碎屑沉积，具韵律沉积特征，含有多个正粒序、反粒序、正反粒序组成的韵律层。在本次工作区内岩性组合为中粗—细粒长石砂岩、岩屑砂岩为主，夹砾质砂岩、含砾中粗砂岩、粉砂岩。

厚度在西大沟幅436高地一带大于2243.81m，在本次工作区内岩性组合为中粗—细粒长石砂岩、岩屑砂岩为主，夹砾质砂岩、含砾中粗砂岩、粉砂岩。代表性剖面P4。

2.3.1 区域延展情况

区域上漠河组呈近EW向带状分布于上黑龙江盆地中。在老沟至古站一带，粒度较细，砂泥质岩石所占比例较大，在其它地方则为砾岩、含砾砂岩、砂岩、泥质页岩的韵律性互层，夹多层薄煤层或煤线，产植物化石。

据剖面测制与1958年俞建章、李廷栋等漠河县乌苏里沿江建立的正层型对比的情况，从区域上看，不同的地理位置，存在着不同的沉积环境，区内漠河组以河流相为主间有沼泽相的碎屑沉积环境。纵向上，底部主要为向上变粗再变细的进积—退积型沉积过程，中部互层韵律型基本层序主要体现了盆地处于平稳的沉积环境。

2.3.2 时代讨论

漠河组产丰富的植物化石，属Coniopters-Phoenicopsis植物群晚期组合。在工作区中部整合于绣峰组之上，在工作区东部整合于二十二站组之上。本组在P5剖面采集了一个U-Pb年龄样品，岩性为泥质粉砂岩，测得其锆石U-Pb年龄为176.8Ma±3.9Ma，综合该组生物化石时代、U-Pb年龄以及区域对比与漠河组相当，将本组时代置中—晚侏罗世。

2.4 第四系

区内第四系主要分布于河流两岸及支流的谷地当中。主要由冲积物、洪积物、坡积物的松散砂砾、亚粘土及沼泽淤泥组成，可分为上更新统一级阶地（Qp3）和全新统低河漫滩堆积层(Qh2)。

2.4.1 上更新统一级阶地（Q p3）呈弧岛出露于工作区东北部黑龙江岸边，面积极小。下伏为绣峰组砂岩，上覆全新统低河漫滩堆积层。主要为亚粘土、亚砂土、砂砾石等松散沉积物组成；横向上阶地前缘与低河漫滩堆积层之间存在高差2～5m的陡坎，界线较为明显。

2.4.2 全新统低河漫滩堆积层(Q h2)

分布于东北部黑龙江、西北部盘古河河床内的沉积物及其两侧低漫滩上，面积约82.61km2。本层在河床内的沉积物以冲洪积成因的砾石、卵石为主，间夹灰黑色亚砂土层。在平缓的漫岗上与山麓地带有残坡积及冲洪积亚砂土、粘土、碎石等。

3 结论

测区内绣峰组主要为一套粗砾岩、砾岩、含砾砂岩、中粗粒岩屑长石砂岩（或长石岩屑砂岩）、少量细砂岩、粉砂岩、局部夹煤线、泥岩，组成的冲积扇—河流沉积；二十二站组主要由粉砂岩、泥岩、细砂岩，少量中粗粒砂岩、含砾粗砂岩等组成的滨湖—湖相沉积，局部发育河流—三角洲相沉积；漠河组主要由细砂岩、中砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹煤线，少量粗砂岩、砂砾岩组成，以河流相沉积为主，局部发育滨湖沉积、沼泽相沉积。

岩石地层学结合锆石U-Pb年龄及植物化石、孢粉鉴定结果将绣峰组、二十二站组、漠河组三组地层置于中—晚侏罗世。