Question

（一）华北（狭义）盆地的构造演化

Answer 1

华北陆块在加里东晚期陆缘发展阶段，整体隆升，剥蚀夷平，直至华力西中期陆块又整体沉陷，在早古生代末期的夷平面上沉积了石炭、二叠系海相—海陆交替相—陆相含煤沉积建造，形成面积达110×10⁴ km²的华北石炭二叠纪含煤盆地（原型）。在沉积盆地形成过程中，由于南北应力场效和沉积状况等差异，以徐州-焦作东西向隆起，即北纬35°线断裂（后期发展为盘古寺—丰沛断裂）为界，分为北华北盆地（广义）和南华北盆地。经过中新生代沉积建造与构造变形的叠加和改造，北华北盆地被分割形成鄂尔多斯盆地、山西隆起（沁水盆地）和北华北盆地（狭义）三个沉积构造单元，从而在华北陆块东部形成北华北（狭义）、南华北沉积构造盆地现今构造面貌。

晚二叠世石千峰期，华北盆地南部发生构造反转，韩城—铜川一带由低幅度隆起变为沉积坳陷，秦岭海槽海水侵入。早、中三叠世沉积了河流相砂泥岩，沉积中心位于铜川以西，厚1400～1800 m。由于盆地与海槽相通，沉积层中夹有海湾相砂泥岩或灰岩层。早、中三叠世，由于特提斯强烈扩张，华北陆块南缘形成北西西向熊耳—伏牛隆起，随着盆地南缘隆升，沉积中心向北迁移，沉积了河湖相砂泥岩建造，形成粗细沉积旋回。中三叠世晚期，盆地整体隆升掀斜，西部持续沉降，太行山断裂以东大部隆升遭受剥蚀，沉积中断。中三叠世末，差异升降渐趋明显，陆块的北、南、东缘逐渐隆升，湖盆向西南方向退缩。晚三叠世延长期，沉积范围缩小，主要分布在陆块西部和西南缘，形成北北西向展布的碎屑岩沉积建造，厚500～2000 m，沉积中心位于铜川—济源一线，最厚达2300 m。至三叠纪末，石炭、二叠系煤系地层埋藏深度达2000～4500 m，进入生烃门限，使成煤有机质向煤岩及烃类转化。

印支末期至燕山初期，华北陆块沿袭了华力西期南北挤压应力为主的特征，受南、北相邻板块的推挤，陆块隆升、掀斜，同时在陆块内部形成一系列规模大而平缓的隆、坳相间的东西向构造带，自北而南为五台-渤海隆起带，太古-临清坳陷带，长治-菏泽隆起带，济源-黄口坳陷带，沈丘-蚌埠隆起带。印支期后遭受剥蚀，有些被剥蚀至前石炭系岩层，亦有二叠或三叠系残留地层被侏罗系所覆盖。

燕山期是构造活动剧动期，亦是华北古生代盆地解体、变形时期。随着古特提斯关闭与新特提斯扩张，扬子板块不断向北俯冲、推挤，秦岭-大别褶皱带叠覆、走滑，陆内造山，岩浆喷发、侵位。早侏罗世太平洋板块形成，库拉-太平洋板块向北或北西西方向滑移，与亚洲大陆形成逆时针扭动。在滨太平洋构造域作用下，华北陆块整体东升西降，在隆升剥蚀与沉降叠加的同时解体、变形，在原型盆地基础上新生了后期多种样式的盆地。

侏罗纪时期，陆块东部沉降，郯庐断裂西侧环渤海湾形成面积7.7×10⁴ km²的沉积盆地。燕山早期，郯庐断裂左行走滑，形成一组平行斜列的北西向张扭性断裂，与郯庐断裂呈50°～70°斜接，形成北西向单断式箕状断陷，自北而南由乐亭断陷、天津-黄河口断陷、淄博断陷与其间所挟持的两个断隆，基底为古生界、太古宇。早、中侏罗世，气候温暖潮湿，植被繁茂，地势平缓，沉积了湖相含煤砂泥岩，夹有火山岩，厚500～1000 m。早侏罗世，伴随板内挤压、陆内造山，在华北陆块北缘隆起带形成京西、承德、朝阳等北东、北东东向断陷盆地，面积7.8×10⁴km²。侏罗纪时期，南华北盆地分割为东部的淮河盆地和西部的济源盆地。淮河盆地位于南华北盆地东部，东至郯庐断裂，西至沁阳—漯河一线，北至项城—蚌埠一线，南邻秦岭-大别褶皱带，呈北西西—近东西走向，面积6.6×10⁴km²。早、中侏罗世，扬子板块向北推挤，伴随陆内造山活动，形成向华北板块的反向逆冲、推覆，构造载荷导致推覆体前缘地壳挠曲沉降，形成前陆盆地。早侏罗世沉积了山麓堆积相、沼泽相厚层状红色碎屑岩、炭质页岩及煤线，厚500 m。中侏罗世，盆地沉降幅度大，沉积范围向北、西扩展，沉积了河湖相碎屑岩、炭质泥岩、煤线及泥灰岩，厚500～1800 m，沉积中心位于六安一带，厚度大于2000 m。沉积厚度由南向北逐减，沉积岩粒度变细，沉积中心向北迁移，岩性由红色粗碎屑岩渐变为灰色砂泥岩。中侏罗世末，盆地抬升，沉积中断。济源盆地位于南华北盆地西部，叠加在晚三叠世沉积地层之上，呈东西向展布，面积1.2×10⁴ km²。早侏罗世沉积了湖泊相含煤碎屑岩，厚200～2500 m。中侏罗世盆地扩展，沉积了河湖相砂泥岩夹灰岩，厚200 m。中侏罗世晚期盆地抬升，沉积中断。

晚侏罗至早白垩世，太平洋板块强烈扩张，郯庐断裂左行走滑活动加强，平移距离达数百千米。秦岭-大别褶皱带活动增强，再次对华北板块反向逆冲、推覆，伴有大规模火山喷发和岩浆侵位。板块内部形成挤压断裂、走滑拉分、裂谷等多种类型。在陆块东北部有冀中-临清、鲁西、下辽-郯庐盆地。陆块南部有淮河、济源盆地。

冀中-临清盆地位于山西隆起以东，南起濮阳—商丘一，北至蓟县—唐山一，东邻泰山、渤海，西至太行山东麓，呈北北东走向，面积14×10⁴km²。晚侏罗至早白垩世，受太平洋板块对亚洲大陆俯冲，郯庐断裂左行走滑，在左旋剪切应力形成的挤压扭动作用下，印支晚期至燕山早期处于相对隆起的太行山断裂以东地块沉陷，华北陆块东部形成范围广阔的沉降带，沉降带中由隆坳相间、大小不一、雁行斜列的隆起和坳陷组成。自北而南为北京坳陷、固安隆起、石家庄-武清坳陷、武强隆起、德州坳陷、塘沽坳陷、内黄-菏泽隆起、鱼台坳陷。晚侏罗至早白垩世沉积岩层向山西隆起超覆、减薄、尖灭，向东越过聊城-兰考断裂向鲁西隆起超覆。晚侏罗世沉积了河流相红色碎屑岩，厚600～1400 m。沉积分异明显，多个沉积中心。北部的石家庄坳陷、北京坳陷有大套中基性火山岩，南部鱼台坳陷为湖相暗色砂泥岩，早白垩世为中、基性火山岩夹砂岩沉积。晚侏罗世末盆地抬升，沉积中断。早白垩世早期沉积了河流相粗碎屑岩，晚期沉积了泥岩、油页岩、灰岩及煤线。早白垩世末区域性隆起，沉积中断，盆地消亡。

下辽-郯庐盆地位于华北陆块东部郯庐断裂带上，为北北东向长带状地堑，北起沈阳，南至郯城，长450 km，宽10～40 km，面积5.1×10⁴km²。断裂带中段由四条深断裂组成两堑夹一垒，南段合并为两条断裂形成单一地堑，北段在渤海海域分为六条断裂组成三堑夹两垒，至辽南又转为两堑夹一垒。郯庐断裂带形成于新太古代—古元古代末，印支、燕山及喜马拉雅期为主要活动期，断裂系经历了长期复杂活动，具有板内转换断层的性质。当压扭应力松弛形成引张应力时，白垩纪时期形成裂谷，由于断裂深切岩石圈，地幔物质沿断裂上涌，早白垩世青山期发生大规模火山喷发，在地堑中堆积的火山角砾岩、火山集块岩、玄武岩、安山岩，厚达3000～4000 m，晚白垩世沉积了河流相红色碎屑岩，厚800～2000 m。

在郯庐断裂的东西两侧还发育有鲁西、莱阳盆地。鲁西盆地位于郯庐断裂西侧，继承了侏罗纪早、中期与郯庐断裂斜切的北西向张扭性断裂特征，与滨渤海盆地部分叠置，形成面积4.2×10⁴km²的盆地。莱阳盆地位于郯庐断裂东侧，基底为古元古界变质岩系，盆地南侧为五莲-荣成断裂，在向北逆冲、推覆作用下形成坳陷。推测莱阳盆地与淮河盆地在郯庐断裂两侧同时形成，晚侏罗至早白垩世郯庐断裂大规模左旋走滑，被推移至现今位置，经后期叠加、改造形成北东、北东东向展布的构造面貌。

在华北陆块北缘隆起带分布有一系列北北东向断陷盆地，自东而西为阜新、北票、凌源、承德、延庆、赤城、京西、张家口等。断陷盆地是在晚侏罗—早白垩世区域性左旋剪切应力条件下，由左旋拉张断裂形成拉张性质的断陷，沉降快，沉积厚，火山岩发育，断陷组合形成规模较大的盆地。

在华北陆块南部，淮河盆地继承性整体叠加在早、中侏罗世盆地之上，随着秦岭-大别褶皱带反向逆冲、推覆，盆地向北、西方向扩展，面积达10.6×10⁴km²。由于南北向的挤压、推覆，形成了东西向隆起、坳陷相间的构造格局，自南而北为合肥断陷、沈丘断陷和宿州断陷。在大别褶皱带北侧，沉降幅度大，沉积物变粗、变红，火山岩发育，是推挤作用形成的压性坳陷。晚侏罗世沉积了一套火山岩、火山碎屑岩，厚1000～2000 m，最大厚度大于5000 m，南厚北薄，最薄为400 m左右。沉积间断后，其上沉积了河湖相碎屑岩，厚300～1000 m。早白垩世沉积了山麓冲积相红色磨拉石建造，向北过渡为河湖相砂泥岩沉积，厚1500～3000 m。沈丘凹陷快速沉积了厚达3000～5000 m的河湖相砂泥岩。位于西部的济源盆地叠覆在早、中侏罗世压性盆地之上，沉积了河湖相粗碎屑岩，厚1000～1500 m。

华北沉降带早侏罗世在渤海湾周缘发育了沉积断陷盆地，中、晚侏罗世在冀中发育了沉积断陷盆地，形成北北东向复式向斜构造带，与其相匹配的背斜构造带有坝县-武强复式背斜带、渤海-沂蒙复式背斜带和徐淮复式背斜带，多由古生界地层组成背斜的轴部。燕山期北东—北北东向复式背向斜与印支期的东西构造带相叠置、交切，加之背斜核部岩浆侵位，使构造面貌进一步复杂化，石炭、二叠系含煤岩系进一步改造变形，在负向构造内被深埋保存，在正向构造内被剥蚀夷平，坝县-武强复背斜带与五台-渤海隆起带叠合部位（坝县、饶阳）石炭、二叠系，甚至寒武、奥陶系均已剥蚀殆尽，下第三系直接覆盖在震旦系之上。

燕山晚期至喜马拉雅早期，中国大陆地球动力学机制发生了较大的变化。特提斯构造域以印度板块增速向欧亚板块俯冲，新特提斯开始萎缩，青藏地块隆升，地壳挤压缩短变形，大陆西部由南向北挤压应力由强变弱，同时产生侧向挤压使大陆东部的华北陆块亦向东滑移，通过深部物质的蠕散、均衡调整，减小了由西向东的挤压应力。滨太平洋构造域由于太平洋板块运动方式改变，由对欧亚板块俯冲向北滑移，转化为低角度斜向俯冲，洋壳熔融岩石圈减薄，地壳内部产生张性破裂。处于亚洲大陆东南缘的中国大陆东部，与太平洋板块相近邻，其运动方式转变应是首当其冲，具有转换断层性质的郯庐断裂亦由左旋平移转化为右旋平移，即由压扭剪切转变为张扭剪切。由此，整个中国大陆东部形成北西—南东向区域性拉张应力场。

燕山末期，整个华北陆块隆升遭受剥蚀，老第三纪初期剥蚀夷平的古地貌呈西高东低之势，受区域应力作用的影响，早期形成或新生的北东向断裂形成右行拉张性断裂，沉积地层亦呈北东向展布。华北陆块南缘古地貌较为复杂，古生界地层被中生代盆地叠置覆盖，受秦岭-大别褶皱带逆冲、推覆，南缘形成逆冲带或推覆体，向北逐渐过渡为大型平缓褶皱，构造线呈北西西或近东西走向。新第三纪沉积了湖泊、河流相砂泥岩夹膏盐及玄武岩，厚2000～5000 m，最厚达8000 m。以盘古寺-丰沛断裂为界，北部和南部沉积类型有所差别。北华北下第三系以湖相为主，近邻海域夹有海相沉积层，沉积连续，颗粒较细，分布广泛，呈北东向展布。南华北下第三系为河流相、山麓冲积相，以粗碎屑岩为主，呈北西西—近东西向展布。盆地分布为南老北新、西老东新，沉降中心和沉积中心向北东渤海海域不断迁移，由断陷型转化为拗陷型。

北华北-渤海湾盆地位于太行山断裂以东，郯庐断裂以西，华北北缘隆起带以南，新乡—兰考一线以北，包括渤海及陆地地域，由数十个断陷组成复式断陷盆地叠置在中生代坳陷之上，呈北北东、北东、北东东向展布，面积达19.4×10⁴km²。古新世至早始新世孔店组由碎屑岩组成沉积旋回，厚1000～2000 m，沉积中心位于黄骅坳陷南部，厚度大于2500 m，由断陷一侧快速沉积形成箕状坳陷，分布于黄骅坳陷中、南部，冀中坳陷、济阳坳陷及临清坳陷东部。中、晚始新世拉张应力增强，断裂活动加剧，断陷数量增多，凹凸相间排列。沙河街组四、三段碎屑岩沉积厚900～2800 m。渐新世断裂继续活动，箕状断陷发育成双断型地堑，湖水变浅，沉积速率降低。沙二、一段碎屑岩沉积厚300～1100 m。渐新世晚期断裂活动减弱，沉积速度减缓，断陷开始萎缩，湖盆淤塞，水体变浅，气候转为干热。东营组沉积了河流、滨浅湖相细碎屑岩，厚300～1200 m。渐新世末，陆块隆升，湖盆萎缩消亡。渐新世，陆块沉积不均衡，沉积中心不断迁移，南部向南迁至孟岗集，厚2350 m；西部向北移至坝县，厚2300 m；东部向北迁至南堡，厚4200 m。在鲁西隆起，太古宇、下古生界基底上发育的鲁西盆地，古新世至早始新世沉积了山麓冲积相磨拉石建造，河湖相碎屑岩建造，中部夹有煤层及油页岩，厚600～1200 m。中、晚始新世，下部沉积为砾岩，中部为含膏盐段，上部为泥岩，厚700～1600 m。始新世末，盆地抬升，沉积中断。

老第三纪华北陆块南部发育有济源盆地和淮河盆地。济源盆地位于黄河以南，面积1.36×10⁴km²，是在古生代克拉通盆地和中生代坳陷盆地基础上发育的叠置盆地，盆地南北发育有东西走向的断裂，由济源、中牟、民权、商丘、四户等双断型地堑和黄口箕状盆地组成。西部的济源断陷缺失古新统和渐新统，始新统为河流相红色粗碎屑岩建造，中部的中牟断陷与北华北盆地沉积序列相近，东部的黄口断陷与鲁西盆地沉积相近似，为河流、滨浅湖相红色粗碎屑岩。

淮河盆地仅部分叠置在中生代淮河盆地上，由20多个断陷组成盆地群，分布在中生代坳陷与隆起之上，东至郯庐断裂，南邻秦岭—大别褶皱带，呈北西西—近东西走向，面积7.2×10⁴km²。早古新世，豫西沉积了砾岩、砂岩和泥岩，厚295～366 m。晚古新世襄城断陷沉积了砾岩、砂砾岩、粉细砂岩，厚400～3000 m，最厚达5000 m。古新世末抬升遭受剥蚀。早始新世，断陷继续沉陷，沉积向凸起超覆，断陷相互连通，沉积范围扩展。沉积了含砾砂岩、砂岩、泥岩，厚240～1500 m，沉积中心厚3500 m。早始新世末，盆地抬升，遭受剥蚀。中始新世沉积了河流相中细砂岩、粉砂岩、泥岩，厚500～1300 m，沉积中心厚度大于2000 m。晚始新世，盆地东部抬升，仅在西部残留几个小型断陷。如襄城、舞阳和三门峡、卢氏断陷。晚始新世晚期，南华北盆地普遍抬升，剥蚀强烈，相当于沙河街组三段地层已被剥蚀。渐新世，南华北盆地隆升加剧，盆地继续向西退缩，仅在豫西有分割的断陷，沉积了河流、滨湖相红色粗碎屑岩，厚1000～2000 m。襄城、舞阳断陷为数百米厚的湖相砂泥岩。渐新世晚期，区域性隆升，沉积终止。

新第三纪，中国大陆的东部地球动力学机制再次发生较大的变化，导致华北陆块晚新生代沉积构造变异。自始新世中期开始，太平洋板块向欧亚大陆的俯冲，由北西向转为北西西向，形成正面俯冲，俯冲倾角亦增大。板缘俯冲与消减引起板块内部不均衡升降和岩浆活动。西太平洋沟、弧、盆体系形成，弧后盆地强烈扩张，形成对华北陆块的挤压应力。在大陆西部印度板块北移，于中新世与欧亚板块碰撞，新特提斯消亡，藏滇板块急剧隆升，对周围地体产生侧向挤压。华北板块周缘褶皱山系隆升，山西隆起和胶东隆起隆升，华北盆地南、北整体沉降，形成规模巨大的坳陷盆地，新第三纪沉积披覆全盆地。

新第三纪，华北陆块中生代以来形成的断陷盆地统一形成了拗陷型沉积盆地，长900 km，南、北宽480 km、450 km，中部窄180 km，呈北北东、北东走向，面积31.7×10⁴ km²。中新统馆陶组为河流相杂色砂泥岩，厚500～1000 m。上新统明化镇组呈披盖式超覆于馆陶组之上，为滨湖、滨浅湖相泥岩、砂岩夹砾岩，厚800～1200 m，沉积中心南部位于中牟一带，厚2000 m，西部位于饶阳一带，厚1800 m，东部位于塘沽以东海域，厚度大于2000 m。新第三纪断裂规模不大，切割浅，属坳陷内张性同生正断层性质。

参见《中国煤层气盆地图集》“华北盆地地质图”。