在地质历史演化过程中, 中国含油气盆地以华北、 扬子、 塔里木三个古板块为核心,加之多个微板块或地块, 经过漫长的地史岁月逐渐拼合而成众多大大小小的盆地。 而从板块构造学说来讲, 火山作用容易发生在盆地边缘、 岛弧等与板块构造有密切关系的环境中(图5-1)。
中国西部盆地火山岩年代较老, 主要发育在古生代, 而中国东部盆地火山岩时代相对较新, 以中新生代为主 (图5-2)。 一般来讲, 火山岩通常形成干陆内裂谷、 岛弧与洋底扩张环境。
图5-1 板块构造环境示意图
图5-2 中国东西部火山岩发育层位
我国东部地区松辽、 二连等盆地所见火山岩主要形成于晚侏罗世-早白垩世, 渤海湾盆地以古近系火山岩为主、 局部有新近系火山岩, 受中、 新生代以来太平洋板块向中国大陆之下俯冲消减诱发的陆内裂谷作用的控制, 形成环境以中、新生代陆内裂谷为主 (图5-3A)。如松辽盆地内火山岩的分布明显受断裂控制, 火山岩喷发类型以裂隙——中心式为主, 裂隙式较多, 特点是沿一个方向呈条带状分布, 喷发物以火山熔岩为主, 火山碎屑含量较少;熔岩分布范围广, 裂口附近熔岩厚度大, 向两侧逐渐变薄; 再如辽河油田大平房地区的火山岩以溢流相为主, 岩层厚度较薄, 火山喷出产物多呈被状在裂隙附近分布。 中心式喷发的特点是火山喷发强烈, 形成大小不等的火山锥, 喷发产物主要由火山碎屑岩及熔岩构成, 如松辽盆地北部徐家围子断陷区内有两处火山口痕迹 (汤艳杰等, 2010)。
图5-3 两盆地火山岩形成构造背景模式图
赵文智等 (2009) 认为西部地区发育的火山岩时代相对偏老, 以古生代岛弧和碰撞后陆内裂谷为主, 具有二元性, 如准噶尔、 吐哈、 三塘湖等盆地石炭系发育的火山岩。 特别是新疆北部地区的火山岩以石炭系-二叠系最为集中, 与古亚洲洋逐步闭合、 碰撞造山及碰撞后陆内裂谷作用有关(图5-3B, 5-3C)。 早石炭世, 火山岩主要分布于西准噶尔周缘, 属岛弧型火山岩; 晚石炭世, 随着洋壳的闭合, 三个泉凸起至克拉美丽山前以及库普-三塘湖一带发生碰撞造山期后的陆内裂谷作用, 广泛形成了晚石炭世陆内裂谷型火山岩。准噶尔盆地内自西向东火山岩喷发环境有从水上向水下转换的趋势。 西北缘石炭系火山喷发为裂缝-中心式; 腹部火山喷发时遇大气降水或浅水下喷发形成; 东部五彩湾石炭系火山岩呈大陆间歇性火山喷发。
赵文智等 (2009) 指出, 从图5-4的对火山岩岩石化学成分特征分析可以看出, 松辽盆地岩石化学成分样品点落在板内, 反映了陆内裂谷环境; 准噶尔盆地样品点落在板内和岛弧2个区域, 反映陆缘岛弧和碰撞期后陆内裂谷2种构造环境, 且Nb, Ta相对亏损, 表明碰撞后裂谷火山岩是在岛弧背景上形成的。 由此说明以准噶尔盆地为主的中国西部火山岩具有陆内裂谷和岛弧型成因双重性。 对岩石样品归位分析可以发现, 裂谷型火山岩主要发育于晚石炭世, 时代偏晚, 是在大洋关闭结束以后陆陆碰撞阶段形成的产物; 而岛弧型火山岩则形成于早石炭世, 是在大洋盆地关闭后期形成的产物。 这两套火山岩都与同期泥质沉积有较好的配位, 因此, 都具有成藏潜力。 同时, 两套火山岩在后期构造变动中都受到了改造, 发育原位和异位两类火山岩油气藏。 前者在后期构造变动中改造变化不大, 后者则表现了较大变化, 改变了火山岩原始产状与横向连续性和可对比性, 表现出较大的复杂性。 中国东部地区以松辽盆地深层为代表, 火山岩具有明显的陆内裂谷喷发特征,类型相对比较单一, 其中火山口及与之相关的爆发相主要沿深大断裂呈串珠状分布, 溢流相与次级火山喷发则依重力流动和次级断裂向凹陷低部位延展。 根据火山熔浆来源深度不同,岩石类型与喷发规模在平面上呈现变化, 总体可依原位性火山岩特点予以评价和预测。
图5-4 两盆地火山岩(Nb+Y)-Rb构造环境地球化学判别图解
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