东北地区地质构造演化

1、东北地区地质构造基本特征摘 要：东北地区属于古亚洲洋与滨太平洋两大构造域的构造作用叠加区。前中生代时期，其地质构造格局以南北分异为主，南部为华北陆块区，北部为兴蒙造山区，总体上以古亚洲洋构造域东部的华北与西伯利亚两大古陆、中间地块与造山褶皱带交织分布为特征。中生代以来，由于受洋陆体制相互作用引起的地幔上隆和大陆边缘地壳减薄影响，形成北东向分布的山脉和盆地构造格局。古亚洲洋与滨太平洋构造域的发展、演化、相互作用与叠加，不但对我国大陆边缘北部地区的地壳结构构造产生重大影响，造就并控制了本区矿产资源的形成与时空配置；新构造运动制约着本区山、水和土地资源的分布，以及现代地质环境与灾害的发生与发展。关键

2、词：区域地质 东北地区东北地区包括辽宁省、吉林省、黑龙江省及内蒙古自治区东部四盟（市）地区。该区属于古亚洲洋与滨太平洋两大构造域的构造作用叠加区，其地质构造极为复杂。前中生代南部为华北陆块（华北克拉通）区，北部为兴蒙造山区。中生代以来（主要是晚中生代以来）发育和叠加了东亚大陆边缘与太平洋板块相互作用，形成了呈北东北北东向展布的巨型陆缘断裂系统、岩浆岩带和盆山体系。 1华北陆块区东北地区南部的陆块区属于华北陆块区的东段，其主体分布于辽宁和吉林省的南部。根据目前的调查研究成果，可将该区进一步划分为鞍山本溪龙岗、辽南及辽西（晋冀古陆块）等不同的块体；鞍山本溪龙岗地区是我国最古老岩石出露区，具有38亿

3、年的地质发展历史，除发育少量中太古代花岗岩以外，其主体岩石为形成于新太古代的TTG杂岩，表壳岩也较为发育。南部的辽南地块主要为新太古代的石英闪长岩花岗闪长岩岩石组合。在龙岗和辽南地块之间为近东西向延伸，并伴有早元古代花岗岩侵位的元古代辽河群集安群老岭群分布区。南部地区新元古代地层发育，显示了其在年代、岩石组合与大地构造发展历史上与北部鞍山本溪龙岗地块的差异。古生代地质建造主要分布在太子河浑江一带，其地层层序与华北地块的其它地区大体可比。突出的特点是辽吉东部地区的中生代花岗岩岩浆活动极为发育，分布面积达数万平方千米，各种岩石类型齐全，并伴有大量不同规模的内生金属矿床产出。中生代火山岩局部发育，形

4、成规模不等、展布方向不同的火山沉积盆地。1.1 区域地层本区属于华北地层大区（）的晋、冀、鲁、豫地层区。 太古宇（Ar）始太古界（>3600Ma）的地质记录仅见于冀东黄柏峪和辽宁鞍山附近白家坟地区，代表着华北陆块最古老的硅铝质地壳，但未见具有确切依据的始太古代地层。古太古界（3600Ma3200Ma）零星出露于辽宁鞍山地区，岩性为片麻状斜长角闪岩类、片麻状条纹状镁铁闪石石英岩类和糜棱岩化长英质片麻岩，条带状磁铁石英岩等。中太古界（3200Ma2800Ma）主要分布于辽西、辽东和吉南，以大小不等的残留体分布于中、晚太古代变质深成侵入体中。岩石组合以斜长角闪岩、黑云角闪变粒岩、磁铁石英岩为主

5、，有时出现麻粒岩和含特殊变质矿物的各种片岩；在辽西还出现大理岩。新太古界（2800Ma2500Ma）包括辽宁北部的红透山岩组、金风铃岩组、沈家堡子岩组以及吉林南部的夹皮沟岩群、辽西零星出露的红旗营子岩群、崇礼岩群及遵化岩群。新太古代岩石经历了绿片岩相到角闪岩相的变质作用及其相关的TTG岩套的侵入，形成了我国较为典型的花岗岩绿岩带。 元古宇（Pt）古元古界（2500Ma1800Ma）广泛分布于吉林的通化（集安群、老岭群）、辽宁的营口宽甸（辽河群）等地，主要为大陆边缘裂谷或大陆边缘的盆地沉积建造，其原岩为陆源碎屑岩碳酸岩建造，遭受了绿片岩相低角闪岩相区域变质作用和不同程度的韧性剪切变形作用影响。尽

6、管变形和变质作用使辽吉地区的古元古界地层对比较为困难，但其物质组成总体上表现为下部岩组含硼、中部含石墨、上部富铝的相似特点。中元古界（1800Ma1000Ma）长城系、蓟县系主要发育于辽西和辽北地区，岩石组合以海相碳酸盐岩为主，碎屑岩、粘土岩次之；产微古植物化石和叠层石等，属稳定陆台型沉积。新元古界（1000Ma543Ma）青白口系主要分布在辽西、辽东太子河和旅大地区，主要由碎屑岩和含泥质碳酸盐岩组成。南华系分布于辽南大连、复州地区，为浅变质碎屑岩及少量泥质碳酸盐岩，产微古植物、宏观藻、蠕虫化石和叠层石等。震旦系主要分布于辽南和吉林浑江等地，为浅变质泥质碳酸盐岩和碎屑岩，产微古植物化石、叠层石

7、和藻类化石。 显生宇（Ph）下古生界寒武奥陶系在区内分布广泛，但其特点各地略有差异。辽西地区寒武系下部为白云质灰岩，中部为钙质细碎屑岩，上部以细碎屑岩和不纯碳酸盐岩为主，局部含锰；辽东吉南地区的寒武系下部为细碎屑岩，中部为厚巨厚层灰岩，上部为细碎屑岩和不纯的碳酸盐岩。早中奥陶世地层分布于辽东本溪太子河、样子哨、吉林八道江、长白和辽西喀左、女儿河等地。主要为厚层、中厚层状灰岩和白云岩。自晚奥陶世开始直到早石炭世时期，华北陆块为隆升区，沉积地层缺失。中石炭统二叠纪地层在区内断续出露。中、上石炭统下二叠统主要为含煤和铝土的海陆交互相沉积建造；中二叠统为近海平原的河湖相沉积岩系，由砂岩、粉砂质泥岩、页

8、岩组成，夹黑色页岩、煤（层）线；上二叠统为内陆干旱盆地河湖相沉积岩系，主要为粗碎屑岩，并含有火山物质。中生界主要为陆内盆地型沉积。其中三叠系不甚发育，局部地段出现（类）磨拉石建造，在吉林长白临江一带出现晚三叠世中酸性火山岩。侏罗系广泛发育在孤立的内陆盆地，多以底砾岩不整合在先前的地层之上，主要为陆相火山沉积岩系，夹有煤系地层，化石丰富。白垩系与侏罗系在空间分布上颇为相似，主要为陆相火山沉积岩系，夹有煤层、油页岩及含油砂岩，化石极为丰富。新生界古近系、新近系和第四系分布广泛。辽河平原主要是湖相、河流冲积，部分为海相沉积，东西两侧山地主要是内陆湖盆山麓堆积及风成黄土等。1.2 区域岩浆岩 火山岩太

9、古宙火山岩以五台期（鞍山期）基性中酸性火山岩为主，恢复原岩主要为拉斑玄武岩、科马提岩、英安岩等，反映地壳早期演化特征。晚前寒武纪火山活动主要在大陆边缘裂谷（或大陆边缘的盆地），出现古元古代偏碱性、基性、中性、酸性火山岩。区内中生代火山活动强烈。晚三叠世见有火山碎屑岩。侏罗纪岩石组合主要为安山岩、玄武安山岩和英安岩类；既有高钾钙碱系列，亦有钙碱系列和安粗岩系列。早白垩世主要为高钾钙碱系列和安粗岩系列，钙碱系列次之；下部岩石组合主要为流纹岩、英安岩、粗面岩；上部主要为粗安岩、安山岩、粗面玄武岩、流纹岩、粗面岩，基性和中基性岩石较发育。晚白垩世主要为粗安岩、粗面岩、玄武粗安岩及流纹岩，主要为安粗岩系

10、列和高钾钙碱系列的偏碱性岩石组合。新生代火山活动形成于拉张作用环境，以幔源玄武岩浆喷溢为主，岩石类型有玄武岩、碱性玄武岩、橄榄玄武岩、碱性橄榄玄武岩等，属拉斑玄武系列。 侵入岩华北陆块区侵入岩岩石类型齐全，分布广泛，且多见复式岩体。依据已有地质调查研究成果资料，可大致划分出5个侵入岩带（区）。赤峰阜新铁法侵入岩带主要分布在内蒙古与辽宁交界附近，沿着赤峰开源断裂带呈东西向展布，为一巨大的多旋回、多期次的复式侵入岩带。其中太古宙闪长质侵入杂岩、晚古生代三叠纪的花岗质侵入岩和侏罗白垩纪花岗质侵入岩占主体，其次为元古代辉长辉绿质侵入岩。绥中北镇侵入岩带位于辽宁西部的绥中、兴城、锦州和北镇一线，跨越绥中

11、、北镇两个凸起，呈北东向展布。其中太古宙闪长石英二长花岗质杂岩、晚古生代的花岗质侵入岩和中生代的花岗质侵入岩占主要地位，其次为中生代闪长质侵入岩。庄河宽甸侵入岩区位于胶辽陆核的太子河坳陷以南地区，呈北东东向展布，其中太古宙TTG岩系与钙碱性岩系的花岗质侵入岩、中生代早期中期花岗质侵入岩占主要地位，其次为元古代碱性花岗岩和辉绿岩。抚顺清原龙岗侵入岩区位于华北陆块铁岭靖宇隆起，呈北东东向展布，该侵入岩带以太古宙花岗质侵入岩为主体，主要由TTG岩系与钙碱性岩系构成。在吉林桦甸南部出露了区内时代最新（第三纪）的侵入岩霓霞正长岩。西丰辽源磐石侵入岩区位于辽北和吉林中西部的东西向三角形地带（西至铁岭，东至

12、桦甸，西北至四平长春一线，南至梅河口），主要由二叠纪的花岗闪长岩、二长花岗岩和三叠纪的二长花岗岩构成。在铁岭东侧有少量辉绿辉长岩侵入，在侵入岩区东侧和西北侧分别有北西向、北东向展布的侏罗白垩纪花岗岩和闪长岩。1.2.3 区域构造从总体看，华北陆块区经历了陆块基底形成、陆块稳定发展及陆内盆地发展三个大的演化阶段后，形成了现今的构造格局。本区太古宙岩石遭受了角闪岩相、部分麻粒岩相变质作用，主要由高级变质区和花岗岩绿岩带两种地质体组成。高级区主要为麻粒岩片麻岩，以出现卵形穹窿构造和韧性剪切带为特征。绿岩带则形成于古裂谷带和（或）古岛弧带，构造样式以紧闭的复合褶皱群以及韧性剪切带为特征。这些古老变质变

13、形地质体的主体构造方位不同，表明古华北陆台可能没有一个共同的基底，而是由多个古老的微陆核构成。绿岩带主要为铁镁质火山岩组成的表壳岩系。区域构造样式以大型褶皱及相伴随的韧性推覆构造为特征，出露在已形成的小陆核区周边。绿岩带可能是微陆块（陆核）之间的焊接带。值得注意的是在本区东部发育的早元古代地质体，通常将其作为辽吉裂谷加以描述。然而，辽东地区的辽河群（吉林的集安群、老岭群）属于极为复杂的地质体，简单地用群、组等概念来描述这些变质地层会产生歧义，甚至误导其构造意义，比如，这些地质体也可能是古大陆边缘盆地的沉积建造。华北陆块东段是在古元古代的造山作用后才形成了稳定陆块。中元古代早古生代地层在华北陆块

14、是以稳定升降运动为主所形成的沉积建造，主要为广覆盖式的沉积体系，其间以平行不整合接触为主，横向易于对比。晚古生代时期，由于兴蒙造山区复合造山作用的影响，在华北古陆上形成前陆盆地，其边缘形成构造前锋带。晚中生代时期，太平洋板块与欧亚板块之间的相互作用，使得大陆边缘地区地幔上隆和大陆地壳的向东蠕散，形成北东走向的巨型断裂构造带、构造岩浆带和盆山体系。新生代区域构造运动的基本特征是以断块的差异升降运动为主，表现为辽吉东部和辽西山地的上升，辽河平原的相对下降。本区断裂构造主要有东西向、北东向、北北东向和北西向等几组。东西向和北东向最为重要，如赤峰开源东西向断裂为华北陆块与兴蒙造山带的分界断裂，断裂带地

15、表宽达数百米。北东向展布的郯庐断裂纵贯本区东部，构成胶辽台隆的西部边界，鸭绿江断裂带控制了拉分型火山沉积盆地的形成与演化。这些深大断裂在地史发展中具有重要作用，控制了区内的基本构造格架和主要岩浆活动。华北陆块区的上述地质构造演化，控制了该区不同时期矿产资源的形成与分布。2兴蒙造山区中国北部的天山兴蒙造山系是古生代形成的巨型复合造山区。东北地区属于兴蒙复合造山区的东段。2.1 区域地层兴蒙造山区发育有自晚太古代以来的各时期地层，沉积类型齐全，岩石建造复杂。涉及多个地层大区，各大区内部又可划分出若干地层区。 太古宇（Ar）兴蒙造山区的前寒武纪地层主要为新太古界和元古宇，且分布于区内的不同地块内，构

16、成地块的结晶基底。新太古界主要为片麻岩、变粒岩及大理岩、片岩类，局部见麻粒岩。主要发育于佳木斯地块和兴凯地块。 元古宇（Pt）元古宇一般为地块边缘或裂陷带沉积。古元古界兴华渡口岩群零星出露于大兴安岭北部地区，主要为一套斜长片麻岩、斜长角闪片岩、片岩、白云质大理岩和磁铁石英岩，原岩为陆源碎屑岩为主，夹碳酸盐岩和基性火山岩；在1:25万区调时依据1729±67Ma的Sm-Nd等时线年龄，并结合侵入岩的时代将其划定为古元古代；但其岩性组合特点及区域背景显示了时代为新太古界的可能。古元古界黑龙江岩群、黄松岩群等在黑龙江省北东地区有所出露，多呈构造岩片形式出现，且主要为片岩、斜长角闪岩、黑云斜

17、长变粒岩等，夹磁铁石英岩，下部出现科马提岩、蓝闪石片岩等特殊岩石类型。中新元古代地层主要分布在大兴安岭北段、小兴安岭（新开岭群、落马湖群、东风山群等）、张广才岭（张广才岭群、兴东群、一面坡群等），主要为各种片岩、片麻岩，大理岩、磁铁石英岩等，局部出现角斑岩、细碧岩及变质中基中酸性火山岩。主要是古陆块边缘沉积和裂陷带沉积。另外，沿华北陆块北侧出露的大型构造变形带中，由变质和变形地质体组成的构造岩片可能有晚元古代产物。如，青龙村群、色洛河群和西保安组等。 显生宇（Ph）寒武系出露面积不大，主要为半深海及浅海沉积的复理石、砂泥质岩及碳酸盐岩。奥陶纪地层发育范围大，且岩石组合复杂。在小兴安岭西北部、大

18、兴安岭中北部、内蒙古中部及吉林伊通地区发育岛弧型火山沉积地层，岩石组合下部以碎屑岩为主，中部主要为中基性酸性火山岩，上部以互层的砂板岩为主。发育于大兴安岭伊勒呼里山、乌奴尔地区的奥陶系主要为碎屑岩，局部含有火山物质，夹薄层灰岩等，系近弧盆地沉积物。志留系在本区北部发育比较齐全，在多宝山地区整合于奥陶纪岛弧型地层之上，为一套浅海相半深海相的泥砂质复理石及碳酸盐岩组合，伴生有中基性酸性火山沉积岩。应当注意的是，在内蒙古达茂旗巴特敖包、四子王旗白乃庙和温都尔庙、内蒙库伦旗大青沟、吉林省吉林市等地区，出露晚志留世早泥盆世磨拉石沉积（西别河组），主要为近源的底砾岩、杂砂岩、砂岩、灰岩、板岩等，不整合于加

19、里东期的各种地质体上。上古生界分布广泛，且沉积类型复杂。在大兴安岭中、北部及小兴安岭西部地区，泥盆系不整合于奥陶系和志留系之上，由杂砂岩、长石石英砂岩、凝灰砂岩、粉砂岩、礁灰岩及中、酸性火山岩、细碧岩和硅质岩组成裂陷槽沉积，晚期过渡为海陆交互相沉积。在伊春尚志、宝清密山地区，则为海陆交互相火山沉积岩系；在华北陆块北侧造山区内出露浅海相碎屑岩、灰岩和生物礁灰岩及基性火山岩，由于该地质体顶、底不清，其地质意义尚不清楚。石炭系更为复杂，在小兴安岭西北部多宝山一带为整合于泥盆系之上的海陆交互相沉积；在大兴安岭地区主要为海相砂岩、粉砂岩夹灰岩及中性火山岩；在延边地区则多呈构造岩块出露，岩性以灰岩为主，夹

20、火山凝灰岩、火山碎屑岩薄层；在华北陆块北侧造山区内为碳酸盐岩碎屑岩沉积，偶夹硅质岩、白云岩等，表现为相对稳定环境沉积。二叠系亦分布广泛，下统由厚度巨大的浅海相及海陆交互相地层组成，向上过渡为陆相类磨拉石沉积。区内中生代地层极为发育，且岩石组合特点复杂多变。其中，三迭系主要发育于吉黑东部地区，为海相碎屑岩火山岩系；其它地区仅在一些山间盆地内有零星沉积物堆积。侏罗系比较发育，主要分布在东北平原两侧地区，下部以湖相含煤陆源碎屑岩建造为主，向上以火山岩系为主。白垩系分布广泛，在大兴安岭和吉黑东部主要为陆相火山沉积地层，并含有煤系地层，化石极为丰富；在东北平原主要为陆相细碎屑岩建造，含有煤、石油、油页岩

21、及铀等能源矿产。新生界古近系新近系以基性火山岩喷溢为主，间歇期为正常碎屑岩，分布在彼此隔离的大小不等的盆地中。第四系分布在盆地中，下更新统为湖相沉积的黏土岩和粉砂岩等，在松嫩盆地南缘有冰碛冰水沉积层，中更新统为湖积层和黄土，上更新统以湖积层为主，晚期有玄武岩喷发，全新统为风积层、冲洪积层等。2.2 区域岩浆岩本区岩浆活动频繁，侵入岩十分发育，岩石类型复杂，种类繁多，分布广泛。其中花岗岩类占绝对优势，是我国两个最大的花岗岩区之一，以壳幔同熔（I）型、陆壳重熔（S）型和碱性花岗岩（A）型为主，幔源型（M）也有出露。火山活动强烈，且各地质时期都有发育，数量大、类型多，但以中性中酸性岩类为主，构成了著

22、名的大兴安岭火山岩带。本区岩浆活动演化经历了五大阶段。前寒武纪为中间地块基底形成演化阶段，是本区最早的岩浆活动，主要发育基性、中酸性火山岩和花岗岩类，以强烈变形的英云闪长质花岗闪长质片麻岩为主体。加里东期至海西期是古亚洲洋构造域东部地区陆缘增生、洋盆闭合、弧弧、弧陆碰撞、超碰撞演化的主要阶段。加里东期岩浆作用主要分布在南北两侧的早古生代岛弧增生带和北部地块上。如北部的多宝山阿尔山岛弧带发育的奥陶纪中基性火山岩和钙碱性岛弧浅成岩，乌努尔地区则为火山碎屑岩；南部的包尔汗图、放牛沟岛弧带发育的钙碱性火山岩、火山碎屑岩和砂板岩。海西期是本区岩浆活动的鼎盛期，泥盆纪出现少量中酸性凝灰岩、凝灰熔岩、中基性

23、火山岩、石英角斑岩等；石炭纪主要为中酸性火山岩及其碎屑岩，晚石炭纪发育二长花岗岩等侵入体。海西晚期为本区第二次岩浆活动侵入高峰期，特别是近年来的区域地质调查研究初步确认了沿黑河二连浩特一带发育造山后的A型花岗岩（260292 Ma）。中生代强烈的构造岩浆活动是本区岩浆活动的第四大阶段。印支期主要为岩浆侵入活动，在大兴安岭和东北东部地区均有发育，主要为二长花岗岩、碱长花岗岩及碱性花岗岩等，中基性岩不发育，属钙碱性，铝弱饱和至过饱和系列，且以陆壳重熔型为主。大规模的岩浆活动主要集中于晚中生代时期，形成了叠加于前期岩浆岩带之上的北东北北东向火山侵入岩带。早、中侏罗世为中性酸性火山岩及火山碎屑岩，不发

24、育基性岩；晚侏罗世以酸性火山岩为主，熔结凝灰岩发育，具酸性中性酸性顺序喷发的特征；至早白垩世，为中基性、酸性火山岩，具双峰式特征。侵入岩有以花岗闪长岩、斜长花岗岩等为主的花岗闪长岩组合和以黑云母花岗岩、二长花岗岩为主的黑云母花岗岩组合。其中，前者中性岩发育，具壳幔同熔型特征，后者中性岩不发育，碱性花岗岩较多，高硅、富碱，具壳幔同熔型和陆壳重熔型过渡特征。新生代火山活动是本区岩浆活动演化第五大阶段，是在大陆地壳向东蠕散引发的区域性拉张背景下，以幔源玄武岩浆喷溢为主的岩浆活动。在空间分布上可划分出大兴安岭等3个火山群集结带、依通依兰等8个火山群带和五大连池等38个火山群或熔岩台地，且总体上有北老南

25、新的特征。2.3 区域构造兴蒙造山带主要形成于古生代，在中生代遭受了滨太平洋构造体制的叠加改造。兴蒙造山带在古生代造山过程中，经历了多期次地壳俯冲、弧陆、弧弧拼合过程，形成了多条不同时期的蛇绿混杂带。前古生代的结晶岩系构成了造山带中的中间地块，在古生代造山过程中遭受了强烈的变形变质作用改造，韧性变形强烈。在华北陆块北侧温都尔庙伊通一带的早古生代沟弧盆系，发育蛇绿混杂岩带、岛弧火山岩深成岩组合。在本区北部额尔古纳兴华地块南缘则发育早古生代的弧盆系，即乌努尔弧后盆地和博克图多宝山岛弧带；早石炭世（或更早）发生弧陆碰撞后（博克图多宝山岛弧和松嫩地块），使该弧盆系的发展终结，之后的泥盆系作为盖层出现。

26、发育于锡林浩特图门一线的海西期造山带，是古亚洲洋最终消失的区域。越来越多的调查研究资料显示，古亚洲洋在晚古生代中期已基本封闭；索伦山西拉木伦图门蛇绿混杂带和二连贺根山黑河蛇绿混杂带是两条重要的板块缝合线。中生代受滨太平洋构造体制强烈作用，本区构造岩浆活动剧烈，规模巨大的北东北北东走向的构造岩浆岩带、盆地山脉和断裂带，叠加于欧亚大陆板块之上。3. 结语东北地区总体上前中生代由华北陆块与其北侧的兴蒙造山区组成，前中生代总体上属于古亚洲洋东段南北分异和近东西走向的古构造格局。陆块区和造山区的演化历史明显不同。华北陆台可以划分为早前寒武纪变质基底、古元古代裂陷、中元古代早古生代盖层、晚古生代早中生代前

27、陆盆地与构造前锋带、晚中生代构造活化（上叠）五个大的构造演化阶段；兴蒙造山区在经历了前寒武纪地块活动、早古生代沟弧盆系发展、晚古生代早期汇聚碰撞和晚古生代末期早中生代超碰撞的四个演化阶段后，同样遭受了中（新）生代滨太平洋构造体制的叠加改造。中生代以来，在前中生代构造格架之上叠加形成了大致平行的北东北北东向盆地山脉构造带，构成了中国东部东西向和北北东向两组主干构造交叉叠置的总格局。本区的早前寒武纪地质体主要出露于辽宁和吉林南部地区，其它则多有争议（如黑龙江佳木斯地区）。元古代地质体在东北地区分布广泛，其中，伴有火山活动的古、中元古代地质体主要分布于古陆核的外部边缘或裂陷带内；陆缘浅水沉积物则主要分布古陆内部或边缘裂陷带中。近年来，在华北古陆北侧造山区内陆续发现一些伴