海拉尔盆地乌尔逊凹陷构造变形对沉降中心迁移的控制

高军义，刘志宏，吴相梅，杨 旭，黄超义，梅 梅，孙理难

1.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712 2.吉林大学地球科学学院，长春 130061

海拉尔盆地乌尔逊凹陷构造变形对沉降中心迁移的控制

高军义1，刘志宏2，吴相梅1，杨 旭1，黄超义2，梅 梅2，孙理难2

1.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712 2.吉林大学地球科学学院，长春 130061

海拉尔盆地是叠置于内蒙-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中、新生代盆地，乌尔逊凹陷是海拉尔盆地中部的1个二级构造单元，自早白垩世开始，经历了3次伸展作用、2次挤压作用，盆地中地层厚度和沉降中心的迁移主要受同生断层和与之伴生的断层相关褶皱所控制。在伸展作用时期：当发育1个犁式正断层，在其上盘形成1个箕状断陷，沉降中心位于断层上盘、靠近断层的区域，在伸展量较大的部位形成1个或多个沉降中心；当发育多个控陷正断层，在其上盘形成多个相互独立的箕状断陷，但每一个断陷都有各自的沉降中心，不同方向断层的交汇部位往往就是断陷的沉降中心。随着伸展量的增大，断陷的沉降中心不断向控陷正断层滑动的相反方向迁移，盆地的规模也随之增大。在第一次挤压作用中，早期NS向控陷断层F1发生反转作用，其上盘靠近断层的部位发生隆升，远离断层的部位作为大型断层传播褶皱背斜前翼也发生旋转式隆升，乌尔逊凹陷成为NS向大型断层传播褶皱背斜的前翼向斜，地层的沉积厚度在靠近断层的部位和远离断层的部位都很薄；向大型断层传播褶皱背斜前翼向斜部位，地层的沉积厚度逐渐增大，盆地的沉降中心向向斜的低洼区域迁移。在第二次挤压作用中，早期NS向控陷断层F2发生反转作用，在乌尔逊凹陷中部形成1个规模较大的NS向断层传播褶皱背斜或突发构造，背斜或突发构造的顶部被剥蚀，盆地的沉降中心位于中部背斜带前、后翼向斜的低洼区域。

伸展作用；挤压作用；构造变形；地层厚度；沉降中心；乌尔逊凹陷；海拉尔盆地

0 引言

构造变形及其对沉积作用的制约是研究盆地形成机制和演化过程的重要科学问题，长期以来一直倍受国内外地质学家的关注[1]。自20世纪80年代末以来，先后有多位学者在断裂作用、褶皱作用及其与同构造沉积作用(或称为地层生长作用) 之间关系的研究方面，建立了挤压和伸展构造体制下的生长断层相关褶皱的几何学与运动学模型[2-6]，提出了隆升速率、沉积速率和断层滑移速率之间的定量关系，为研究构造变形及其与沉积作用的关系提供了新思路、新方法[1]。无论是拉张盆地还是挤压盆地，其中地层的发育状况或角度不整合是否形成主要受盆地的隆升速率、侵蚀速率和沉积速率共同控制。当沉积速率大于构造隆升速率，即使有构造活动在盆地中也不会形成角度不整合，更不会出现地层缺失；当盆地中某一部位的沉积速率小于构造隆升速率和侵蚀速率时，才有可能形成角度不整合，且不整合一般只发育于盆地的边缘或盆地中隆升幅度较大的部位，在空间上可以由不整合接触逐渐转化为假整合或(和)整合接触[1-2, 6-7]。在盆地的形成和演化过程中，盆地中的很多构造都形成于剥蚀面之下，与变形作用相伴生的连续沉积作用完整地记录了构造运动的全过程，是研究盆地演化的最完整资料。海拉尔盆地乌尔逊凹陷自白垩纪形成以来经历了多期伸展作用与挤压作用[8-12]，局部由于构造隆升速率大于沉降速率而被剥蚀，大部分区域始终接受沉积，为研究构造作用对沉积作用的控制提供了物质基础。以乌尔逊凹陷为例，通过构造活动与地层厚度、沉降中心在平面上、剖面上迁移过程的研究，探讨不同构造演化阶段、不同构造体制下构造对盆地沉降中心迁移的控制规律。

1 研究区地质概况

海拉尔盆地是叠置于内蒙-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中、新生代盆地，盆地基底为古生界和前古生界海相、海陆交互相地层，盖层主要由中生界白垩系和新生界古近系、新近系组成，其中以下白垩统为主，地层总厚度达6 000 m。白垩系自下而上划分为下白垩统兴安岭群、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组，上白垩统青元岗组[8-9]。多年来，对海拉尔盆地的构造特征、构造演化的认识始终存在很大争论[13-16]，争论的焦点是研究区是否存在挤压构造。近年来研究表明，海拉尔盆地在早白垩世经历4个变形阶段，即兴安岭期-南屯期的拉伸作用阶段、大磨拐河期-伊敏期早期的挤压作用阶段、伊敏期中期的伸展作用阶段和伊敏期晚期-青元岗期的挤压作用阶段，形成了4个方向的构造带，即NE向断层带、NEE向断层带、NS向断层带和NW向断层带[8-12]。其中:NE向断层带、NEE向断层带和NS向断层带都是控制盆地形成的长期活动断层，经历多期伸展作用和挤压作用，不仅控制了烃源岩分布、油气运移和聚集，而且还控制了圈闭的形成和油气分布；NW向断层带是较晚形成的走滑断层带，对早期形成的油气藏主要起破坏或改造作用[8-9]。

1.国界；2.盆地边界；3.一级构造单元界线；4.二级构造单元界线；5.断层及其倾向；6.乌尔逊凹陷。图1 海拉尔盆地构造单元划分与乌尔逊凹陷构造位置图(据文献[1]修改)Fig.1 Structural units of the Hailar basin and location of the Wuerxun sag(modified from reference[1])

海拉尔盆地总体呈NE向展布，经地质和地球物理工作证实,盆地由3坳、2隆5个一级构造单元和16个凹陷组成。一级构造单元自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷[8-9]，乌尔逊凹陷是贝尔湖坳陷中南部的1个二级构造单元(图1)。

2 构造对沉降中心的控制

2.1 平面上沉降中心的迁移

盆地中地层厚度大致代表了沉降幅度与沉降中心，也反映了控陷断层在空间上的展布特征、规模和水平位移量的大小，因此可以用地层厚度在空间上的变化和对比研究构造对沉降中心的控制作用。

a. 兴安岭群沉积时期；b. 南屯组沉积时期。1. 地层等厚线(地层厚度单位为m)；2. 凹陷边界；3. 控陷正断层；4. 走滑断层；5.井位及井号；6. 剖面位置。图2 乌尔逊凹陷兴安岭群沉积时期、南屯组沉积时期古构造与地层厚度图Fig. 2 Paleostructure and stratigraphic thickness map during Xing’anling period and Nantun period in Wuerxun sag

在初始断陷期(兴安岭群-铜钵庙组沉积时期)，研究区受NW-SE向伸展作用影响，乌尔逊凹陷发育NE向、NS向和NEE向3个方向的控陷正断层[8-10]，其中,NE向断层具有典型犁式正断层的性质，NS向和NEE向断层具有走滑的分量，它们共同控制了凹陷的沉积作用和沉降中心的发育，乌尔逊凹陷表现为伸展断陷型盆地的地质特征。由图2a可知，乌尔逊凹陷在兴安岭群-铜钵庙组沉积时期具有南部和北部2个沉降中心。在乌尔逊凹陷北部，NE向、NS向和NEE向断层为主要控陷断层，沉降中心在断层F0-4、断层F4-1和断层F4-2所围限的区域，如铜4井、铜6井、乌101井附近的区域(图2a)。在乌尔逊凹陷南部，NS向、NE向断层为控陷断层，沉降中心发育在断层F1和断层F5所围限的区域，如乌7井附近的区域(图2a)。乌尔逊凹陷中部地区NE向断层不发育，断陷的深度相对较小。可见，不同方向控陷正断层交汇部位为断陷的最大沉降区域。

在南屯组沉积时期，乌尔逊凹陷仍然处于NW-SE向伸展作用状态[8-10]，NE向和NEE向断层的活动强度减弱，NS向断层F1的活动强度明显增强，上述南、北2个沉降中心都向西迁移至断层F1附近，在乌尔逊凹陷的西北角和西南角盆地的沉降量达到最大，凹陷的规模也进一步扩大(图2b)。在凹陷的西北角沉降中心迁移至苏10井、铜4井以西靠近断层F1的区域，并沿断层F1分布，最大沉积厚度大于600 m。根据地层厚度与断层水平伸展量之间的关系可知，断层F1沿苏10井-乌101井-铜4井向北的水平滑移量和水平伸展量逐渐增大。在凹陷的西南角，沉降中心集中在乌23井、乌16井、乌26井、乌7井、海参1井所围限的区域，最大沉积厚度也超过600 m(图2b)。尽管南屯组沉积时期基本继承了兴安岭群-铜钵庙组沉积时期的沉积特征，但沉降中心明显向西迁移，盆地的规模也明显增大。

在大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期，研究区由NW-SE向伸展作用转变为NW-SE向挤压作用[8-11]，乌尔逊凹陷的早期控陷正断层F1发生反转作用，其上盘强烈隆升，盆地的规模出现萎缩。在反转正断层附近地层的沉积厚度最薄，向凹陷中部的坳陷地带地层的沉积厚度逐渐增加，在地层厚度图上表现为沉降中心远离遭受反转作用的早期控陷正断层，凹陷的沉降中心整体由西向东迁移到盆地的中部。由于乌尔逊凹陷的南部和北部整体隆升的幅度相对较小，在凹陷北部的苏18井、苏20井、苏5井附近形成1个沉降中心，地层的沉积厚度达到400 m；在凹陷南部的海参1井附近也形成1个沉降中心，地层的沉积厚度达到300 m(图3a)。在大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期，乌尔逊凹陷的沉积厚度在凹陷东、西两侧较薄，向凹陷中央的坳陷区逐渐增厚，显示出挤压坳陷型盆地的沉积特征。

在伊敏组中、上段沉积时期，研究区受近EW向伸展作用影响，乌尔逊凹陷再次进入伸展断陷演化阶段，凹陷中NS向犁式控陷正断层F2活动强烈，盆地的沉降中心向断层F2上盘、靠近断层的部位迁移，地层的沉积厚度在控陷断层上盘、靠近断层的部位最大，远离断层地层的厚度逐渐减小，盆地再次表现为伸展断陷盆地的地质特征(图3b)。由于断层F2在空间上的伸展量不同，形成的伸展断陷的深度也存在差异。在北部的苏5井、苏20井、苏11井附近形成一个沉降中心，地层的沉积厚度达到500 m；在南部的乌26井、乌7井附近也形成一个沉降中心，地层的沉积厚度达到500 m(图3b)。

上述研究表明，乌尔逊凹陷不同地质时期的构造格局主要与当时的构造应力场特征和构造变形的几何学、运动学特征有关，盆地中地层的厚度、展布特征和沉降中心的迁移主要受同生断层所控制。在伸展作用时期，盆地的沉降中心主要发育在控陷正断层上盘、伸展量较大、靠近控陷断层的区域，随着盆地伸展量的增大，盆地的沉降中心不断向控陷正断层滑动的相反方向迁移，盆地的规模也随之增大。当有多个不同方向的伸展构造共同控制断陷发育时，不同方向断层的交汇部位往往是断陷的沉降中心。在挤压作用时期，早期控陷正断层上盘发生反转作用而隆升，出现剥蚀或沉积地层的厚度较薄，向挤压坳陷的中部区域地层的沉积厚度逐渐增大，沉降中心由早期靠近控陷断层的区域向盆地的中央区域迁移，盆地的规模出现萎缩，显示出挤压坳陷型盆地的沉积特征。

2.2 剖面上视沉降中心的迁移

在地震剖面中，凹陷的视沉降中心在垂向上和平面上的迁移十分明显，其迁移过程反映了不同构造演化阶段控陷断层的性质和运动学特征及其对沉积作用的控制，也反映了沉积作用对构造变形的响应。

乌尔逊凹陷的北部和南部的构造特征有所差异，北部地区发育NS向、NE向以及NEE向3个方向的控陷断层组合，南部地区发育NS向、NE向2个方向的控陷断层组合(图2、图3)。以乌尔逊凹陷北部的wrxb-line 250和南部的tbmn-line 864地震剖面(图4)为例，探讨研究区不同构造变形阶段构造活动对凹陷视沉降中心迁移的控制。

a. 大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期：1. 地层等厚线(地层厚度单位为m)；2. 凹陷边界；3. 逆断层；4. 走滑断层；5.井位；6. 剖面位置。b. 伊敏组二段沉积时期： 1. 地层等厚线(地层厚度单位为m)；2. 凹陷边界；3. 新生正断层；4. 反转正断层；5. 走滑断层；6.井位及井号；7. 剖面位置。图3 乌尔逊凹陷大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期、伊敏组二段沉积时期古构造与地层厚度图Fig. 3 Paleostructure and stratigraphic thickness map during Damoguaihe period to Early Yimin period and Medium Yimin period in Wuerxun sag

T04. 青元岗组底界；T04-2. 伊敏组三段底界；T1. 伊敏组二段底界；T2. 伊敏组一段底界；T20. 大磨拐河组二段内的亚层底界；T21. 大磨拐河组二段底界；T22. 大磨拐河组一段底界；T23. 南屯组二段底界；T3. 南屯组一段底界；T5. 基底顶界。沉降中心用字母表示，详见正文。剖面位置见图2、图3。图4 乌尔逊凹陷地震剖面wrxb-line 250(a)、tbmn-line 864(b)地质解释与视沉降中心迁移图(据脚注①修改)Fig. 4 Geological interpretation and apparent subsidence center transition of seismic profiles wrxb-line 250 (a) and tbmn-line 864 (b) in Wuerxun sag (modified from footnote *刘志宏，柳行军，李传顺，等. 海拉尔盆地各二级构造单元关系及断面图编制方法研究. 大庆：大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，2004.)

在兴安岭群-铜钵庙组(T5-T3)沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向伸展作用[8-10]，由图2和地震剖面wrxb-line 250(图4a)可知：乌尔逊凹陷北部发育了NS向断层F1、NE向断层F0-2、F0-3，它们共同控制了该时期沉积作用，为盆地的控陷断层，在盆地中形成了3个独立的箕状断陷[4-6]；每一个断陷都有各自的视沉降中心(A1、A2、A3)，视沉降中心位于断层上盘、靠近断层的位置，在地震剖面上表现为靠近控陷断层的部位地层的沉积厚度最大，远离控陷断层地层的沉积厚度逐渐减薄，地层的地震相单元外形呈现为向控陷正断层方向撒开的扇形楔形体。在南屯组(T3-T22)沉积时期，盆地的构造演化继承了早期伸展断陷的特点，断层F1、F0-2、F0-3依然为盆地的控陷正断层，但规模出现差异，断层F1、F0-3的断距较大，形成的断陷较大，断层F0-2的断距较小，形成的断陷较小;但盆地中仍具有3个箕状断陷，其构造特征和沉积特征与早期基本类似，每一断陷都具有各自的视沉降中心(B1、B2、B3)，但视沉降中心都表现为向控陷正断层滑动的反方向迁移，反映了随着控陷断层断距的增大，盆地的规模也随之增大的演化过程。在大磨拐河组一段(T22-T21)沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向挤压作用[8-11]，早期的控陷正断层F0-2、F0-3基本停止活动，断层F1的反转作用[17]强度较大，其上盘靠近断层的部位由于逆冲滑动而隆升。但断层F1上部的逆冲滑动量十分有限，此时可以把乌尔逊凹陷看作由断层F1控制的NS向大型断层传播褶皱[18]背斜的前翼向斜，由于断层F1下部的逆冲滑动量远大于其在上部的逆冲滑动量，断层传播褶皱背斜前翼就会发生旋转式隆升[12]，乌尔逊凹陷的东、西两侧都由于隆升作用而使地层的沉积厚度较小，在凹陷中部相对低洼的区域沉积厚度最大，盆地的视沉降中心由早期的3个转变为1个(C)。在大磨拐河组二段(T21-T2)、伊敏组一段(T2-T1)沉积时期基本上延续了大磨拐河组一段(T22-T21)沉积时期的构造变形特征，但由于断层F1控制的大型传播褶皱背斜前翼的旋转式隆升速率大于该断层上部逆冲滑动的隆升速率，导致盆地的视沉降中心由东部向西部迁移，即由C点→D点→E点。在伊敏组二段(T1-T04-2)沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向伸展作用[8-10]。在乌尔逊凹陷形成了近NS向控陷正断层F2和由其控制的大型箕状断陷，在控陷断层上盘靠近断层的部位为凹陷的视沉降中心(F)，地层的沉积厚度最大，远离断层地层的沉积厚度逐渐减小。在伊敏组三段(T04-2-T04)沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向挤压作用[8-11]，断层F2发生反转作用，但由于断层F2上部的倾角较陡，在发生逆冲滑动时受阻，但其深部的逆冲量很大，在断层上盘形成了一个大型断层传播褶皱;另外早期的控陷正断层F0-2在这次挤压过程中再次复活出现逆冲滑动，在该断层上部也形成了一个大型断层传播褶皱;由断层F2和F0-22个逆冲断层限定的区域出现明显隆升，在空间上构成了1个NS向大型突发构造(pop up)，由于中部的隆升而被剥蚀，两侧相对沉降接受沉积，形成了2个视沉降中心(G1、G2)。在上白垩统青元岗组(T04之上)沉积时期，乌尔逊凹陷总体上进入坳陷演化期[8-10]。构造活动微弱，在青元岗组沉积初期以伸展作用为主，断层F2又转化为正断层切穿青元岗组底界T04反射层，为控陷正断层，视沉降中心迁移至H处。

a.兴安岭群-铜钵庙组沉积时期；b.南屯组下段沉积时期；c.南屯组上段沉积时期；d.大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期；e.伊敏组二段沉积时期；f.伊敏组三段沉积时期；g.青元岗组沉积时期至今。沉降中心用字母表示，详见正文。图5 乌尔逊凹陷剖面tbmn-line 864构造发育史与沉降中心迁移图Fig. 5 Structural development process and apparent subsidence center transition of profiles tbmn-line 864 in Wuerxun sag

在兴安岭群-铜钵庙组(T5-T3)沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向伸展作用[8-10]。在地震剖面tbmn-line 864地质解释图(图4b)和剖面构造发育史图(图5)中，乌尔逊凹陷南部发育了NS向断层F1、F2，它们为盆地的控陷断层，共同控制了该时期沉积作用，在盆地中形成了2个独立的箕状断陷;其中,由断层F1控制的箕状断陷规模较小，断层F2控制的箕状断陷规模较大，每一个箕状断陷都有各自的视沉降中心(A1、A2)。在南屯组下段(T3-T23)沉积时期，盆地的构造演化继承了早期伸展断陷的特点，断层F1、F2依然为盆地的控陷正断层，其构造特征和沉积特征与早期基本类似，每一断陷都具有各自的视沉降中心，盆地的视沉降中心分别向断层滑动相反的方向迁移(A1→B1、A2→B2)。在南屯组上段(T23-T22)沉积时期，盆地仍然受到伸展作用，断层F1为盆地的控陷正断层，断层F2停止活动，在断层F1上盘靠近断层的部位地层的沉积厚度最大，盆地的视沉降中心由前期的2个转变为1个，盆地的视沉降中心继续向西部迁移，由B1迁移到C。总之，随着控陷正断层伸展量的逐渐增大，盆地的沉降中心逐渐向控陷正断层滑动方向相反的方向迁移，盆地的规模逐渐扩大。在大磨拐河组下段(T22-T21)沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向挤压作用[8-11]，断层F1发生反转作用，其上盘出现逆冲滑动，向靠近断层的部位地层的沉积厚度逐渐减薄，早期的小型正断层F3发生反转作用，在剖面的东部形成1个规模较大的断层转折-滑脱混生褶皱，在背斜高部位构造隆升速率大于沉积速率，南屯组部分地层被剥蚀，在背斜后翼和断层F1之间的构造低部位、背斜前翼向斜部位形成了D1、D22个视沉降中心。在大磨拐河组中段-伊敏组下段(T21-T1)沉积时期，乌尔逊凹陷仍然受到NW-SE向挤压作用[8-11]，断层F1发生反转作用，其上盘出现强烈逆冲滑动，向靠近断层的部位地层的沉积厚度逐渐减薄或上超，剖面东部由断层F3控制的断层转折-滑脱混生褶皱停止活动，此时可以把乌尔逊凹陷看作由断层F1控制的大型断层传播褶皱背斜的前翼向斜；断层F1下部的逆冲滑动量远大于其在上部的逆冲滑动量，断层传播褶皱背斜前翼就会发生旋转式隆升[12]，地层的沉积厚度逐渐向东部减薄，盆地的沉降中心向中部的低洼区域迁移，这时的视沉降中心在垂向上由E点依次向F点、G点迁移。但在平面上的迁移范围非常有限，说明断层F1上部逆冲滑动隆升速率与其控制的大型传播褶皱背斜前翼旋转式隆升速率基本相当，乌尔逊凹陷表现为挤压坳陷型盆地的特征。在伊敏组二段(T1-T04-2)沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向伸展作用[8-10]，断层F1基本处于不活动状态，盆地中的早期近NS向控陷正断层F2重新活动，在其上盘形成一个大型箕状断陷，在断层上盘靠近断层附近地层的沉积厚度最大，远离断层地层的沉积厚度逐渐减小，沉积地层覆盖全区，体现了乌尔逊凹陷在伸展期整体沉降的特点，此时的沉降中心为H点。在伊敏组三段(T04-2-T04)沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向挤压作用[8-11]，断层F2发生反转作用，在其上盘形成1个规模较大断层传播褶皱背斜，由于背斜构造高部位的隆升速率大于沉积速率，被风化剥蚀，在构造低部位沉积了一套厚度不大的挤压凹陷层序(T04-2-T04)，在背斜前、后翼向斜部位分别形成了2个视沉降中心(I1点、I2点)。在上白垩统青元岗组-新生界(T04之上)沉积时期，构造活动十分微弱，断层F2、F4仅在青元岗组下部沉积时期有过活动，表现为正断层，但断距很小；青元岗组下部的沉积作用受断层F2、F4控制，视沉降中心为J1点、J2点，但地层厚度在空间上变化很小。

3 结论

海拉尔盆地乌尔逊凹陷为经历多次变形作用的中、新生代断陷-坳陷型盆地，其中地层的展布特征、厚度和沉降中心的迁移主要受同生断层和与之伴生的断层相关褶皱控制。

1)在兴安岭群-南屯组沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向伸展作用，在盆地中形成了多个相互独立的箕状断陷，盆地的沉降中心主要发育在控陷正断层上盘、伸展量最大、靠近控陷断层的区域，随着伸展作用的持续，断陷的沉降中心不断向控陷正断层滑动的相反方向迁移。同一时期多个方向断层的交汇部位伸展量最大，构成凹陷的沉降中心。

2)在大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期，乌尔逊凹陷受到NW-SE向挤压作用，早期控陷正断层F1上盘靠近断层的部位，由于反转作用发生隆升，该凹陷成为大型断层传播褶皱背斜的前翼向斜，盆地的沉降中心逐渐向向斜的低洼区域迁移，由于变形强度在空间上存在差异，分别在整体隆升幅度较小的南部、北部区域形成沉降中心。

3)在伊敏组二段沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向伸展作用，在早期控陷断层F1上盘形成了近NS向大型犁式正断层F2，由于该断层在凹陷南部、北部区域伸展量较大，分别在上述区域形成沉降中心。

4)在伊敏组三段沉积时期，乌尔逊凹陷受到近EW向挤压作用，在凹陷中部形成1个规模较大的NS向断层相关褶皱背斜，背斜顶部区域明显隆升而被剥蚀，盆地的沉降中心位于该背斜带两侧。

5)在上白垩统青元岗组沉积时期，乌尔逊凹陷总体上进入坳陷演化阶段，构造活动微弱，在青元岗组沉积初期以伸展作用为主，盆地的沉降中心迁移至断层F2上盘伸展量较大的部位。

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Structural Deformation Control over the Subsidence Center Migration of Wuerxun Sag in Hailar Basin

Gao Junyi1,Liu Zhihong2,Wu Xiangmei1,Yang xu1,Huang Chaoyi2,Mei Mei2,Sun Linan2

1.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DaqingOilFieldCompany,Ltd.,PetroChina,Daqing163712,Heilongjiang,China2.CollageofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China

Hailar basin is a Meso-Cenozoic basin which superimposed on the Inner Mongolia-Greater Hinggan Mountain Paleozoic collision orogenic belt. Wuerxun sag which is a second-order structural unit in the middle part of Hailar basin, has been experienced 3 times extension and 2 times compression since the Early Cretaceous. The stratigraphic thickness and migration of subsidence centers in Wuerxun sag are mainly controlled by syngenetic fault and fault-related fold. On the extension period, when a half-graben formed on the hanging wall of the listric normal fault, one or more subsidence centers which located in hanging wall of the fault and near the fault formed at the part of the fault that the stretching amount is lager than the other part; When the multiple independent half-grabens formed on the hanging wall of the listric normal faults, every half-graben has its own subsidence center, and the intersection of different direction faults is often the subsidence center of the fault depression. With the increase of stretch amount, the subsidence center of the fault depression constantly migrated to the opposite direction of the slip direction of the control subsidence fault, and the scale of the basin gradually increased. On the first compression period, the early NS trending control subsidence fault F1reversed, the hanging wall near the fault occurred uplift, and the part away from the fault, as the front limb of a large fault-propagation fold anticline, also occurred rotary uplift. Wuerxun sag became the front syncline of a large NS trending fault-propagation fold anticline, the stratigraphic thickness is very thin near the fault and away from the fault, the stratigraphic thickness gradually increases to the front syncline of the large fault-propagation fold anticline, and the subsidence center migrates to the low-lying areas of the syncline. On the second compression period, the early NS trending control subsidence fault F2reversed, a large-scale NS trending fault propagation fold anticline or pop up formed in the middle part of Wuerxun sag. The top of the anticline or pop up were eroded, and the subsidence centers located in the low-lying area of the front and rear synclines.

extension; compression; structural deformation; stratigraphic thickness; subsidence center; Wuerxun sag; Hailar basin

10.13278/j.cnki.jjuese.201401102.

2013-06-30

国家自然科学基金项目(41072150)

高军义(1957-)，男，工程师，主要从事石油地质与盆地构造研究，E-mail:gaojunyi@petrochina.com.cn

刘志宏(1962-)，男，教授，博士生导师，主要从事造山带演化与盆地构造研究，E-mail:liuzhih@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401102

P544.4

A

高军义，刘志宏，吴相梅,等.海拉尔盆地乌尔逊凹陷构造变形对沉降中心迁移的控制.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(1):15-24.

Gao Junyi,Liu Zhihong,Wu Xiangmei,et al.Structural Deformation Control over the Subsidence Center Migration of Wuerxun Sag in Hailar Basin.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):15-24.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401102.