裂谷盆地火成岩分布规律
1.火成岩的岩性及分布特征
(1)松辽盆地
松辽盆地火山岩岩性主要有流纹岩、英安岩、粗面岩、安山岩、粗面岩、玄武安山岩、玄武粗面岩、粗面岩玄武岩，可分为三个旋回(表1-2)。早侏罗世粗面玄武岩和玄武质粗安岩至中侏罗世瑶南组安山岩和流纹岩构成了从基性岩到酸性岩的第一个旋回。晚侏罗世火石岭组安山岩和玄武安山岩，早白垩世营城组一段流纹岩，营城组三段玄武粗安山岩和玄武安山岩，构成了中基性岩—酸性岩—中基性岩的岩浆旋回。营城组一段中基性火山岩标志着松辽盆地裂谷作用的开始。青山口组火山岩属于第三火山旋回，代表最大裂谷期和岩石圈强烈伸展的产物[16]。
表1-2松辽盆地演化阶段划分[10]
徐家围子断陷在晚侏罗世-早白垩世有强烈的火山活动。长期活动的断裂为岩浆上涌提供了通道，控制了火山岩沿断裂带的分布，形成了火石岭组、沙河子组和营城组三个火山喷发旋回。营城旋回发育于断陷晚期，火山岩分布广泛。沿断陷西部陡坡边界断裂带、中部次级基底断裂带和东部缓坡逆基底断裂带多次喷发，形成火山岩和沉积岩交替发育的地层，呈串珠状呈北西向、近南北向分布。断层附近的熔岩很厚，逐渐向两边变薄(图1-6)。
盆地南部火成岩主要分布在火石岭组、沙河子组和营城组，其中火石岭组和营城组最为发育，岩性主要为流纹质结晶凝灰岩、火山角砾岩和凝灰岩。不同地区的火山岩特征不同。东南隆起以基性玄武岩为主，夹凝灰岩，主要分布在农安-万金塔一带。梨树断陷南部发育玄武岩及其岩脉，北部安山岩及其碎屑岩主要分布在杨大城子地区。西部斜坡带火山活动强烈且不均衡，持续时间长，岩浆有中性-酸性演化趋势。平面上主要分布在嫩江断裂沿线的拜城、洮南断陷，通榆西断陷也有分布(图1-7)。
图1-6松辽盆地徐家围子地区火山岩分布图[17]
(2)渤海湾盆地
自北向南主要包括辽河、渤中、黄骅、冀中、济阳和临清坳陷，其火山活动可分为五大旋回和10个次级幕(表1-3)。盆地内的三条走滑深大断裂沈阳-潍坊、黄骅-德州-东明、霸县-束鹿-邯郸基本控制了火山岩的分布。平面上具有东少西多的特点，特别是在郯庐断裂带经过的昌潍和辽河坳陷。纵向上主要集中在孔店组(房身泡组)、沙河街组上四段至沙河街组三段、沙河街组一段和馆陶组。其中，孔店-沙河街组火山岩在所有凹陷均有发育。早期以裂隙玄武岩和溢流玄武岩为主，后期岩浆活动减弱，既有喷发也有侵入。沙河街组ⅲ-沙河街组ⅱ火山岩相对较少，主要分布在辽河、黄骅和临清坳陷，惠民坳陷有火山碎屑岩。沙溢-东营期火山岩以中心喷发为主，后期有少量侵入。此时，冀中坳陷没有岩浆活动的迹象。东营期火山岩主要分布在黄骅和渤中坳陷。新近系以馆陶玄武岩为主，以裂隙喷发为主，主要分布于辽河、黄骅、渤中凹陷，惠民凹陷零星分布[19 ~ 20]。
图1-7松辽盆地南部火山岩分布图[18]
表1-3渤海湾盆地中、新生代火山岩发育时代及主要特征[12]
+0)辽河坳陷
根据火山岩的喷发强度和时空分布，可分为四期12次(表1-4)，其中房身泡组火山活动最强，分布面积最大，其次为东瀛期和沙溢-沙尔二期。泡泡期(46.4 ~ 65 Ma)以基性拉斑玄武岩为主，有三次喷发，第二次为主喷发期，早期为碱性玄武岩，晚期为拉斑玄武岩* * *层。沙河街组第三期(38.4~42.4Ma)为主喷发期，有4次喷发，第三期为主喷发期，主要由强碱性玄武岩和粗安山岩组成，主要分布在东部坳陷的金矿带—娄宇—热河台和牛居—青龙台地区。沙溢—东瀛期(36.5～25Ma)共发生4次喷发，第三次是主喷发期，岩浆活动略强于第二次，火山岩以碱性玄武岩为主。东营期以溢流玄武岩和浅部侵入辉绿岩为主。与其他凹陷相比，该凹陷沙河街组第三期碱性-弱碱性玄武质岩浆作用发生较早，火山活动整体从早到晚，喷发强度由弱到强再到弱。
表1-4辽河坳陷第三纪岩浆活动期次[21]
火山爆发主导了房子的泡沫期。西部凹陷喷发中心在高盛地区，最大厚度1204m，如高深井1(未射开)。从中心向外围变薄，分为三个分支，沿南北向断裂呈带状分布，西南分支位于西斜坡带，沿西八千断裂呈带状分布。火山岩厚度100 ~ 200 m，结束。北支从高盛向北延伸，在高89井附近变得非常薄。东南支位于泰安-大洼断裂带上，呈条带状间断分布，延伸至大洼地区厚度一般为100 ~ 200m。小龙湾地区是东部凹陷的主要喷发中心，最大出露厚度为1123m(小3井未钻遇)，也从中心向南北分叉，分布范围比西部凹陷更广。
东营期，东部凹陷岩浆活动再次活跃，不仅有多个喷发中心沿断裂带溢流，而且有浅部岩浆侵入。南部冲沟-红星地区最大的火山岩厚828米(陶6井)，在夹掌寺凹陷发现辉绿岩侵入体(图1-8)。随着时代的变迁，火山喷发中心从坳陷中部向南北移动，在东部坳陷更为突出。如东部凹陷欧利坨子-荣兴屯断裂背斜构造带随时代更新由南向北移动:沙河街组三期楼及其北部断裂活动强烈；沙河街组第一金矿带——桃园地区存在强烈的断裂活动。东营期，大平房以南断裂活动强烈。平面上火山岩呈带状、分叉状，表明岩浆沿深大断层上升，通过次级断层溢出。
图1-8辽河坳陷火山岩分布图[5]
图1-9黄骅坳陷中生代火山岩分布图[23]
2)黄骅坳陷
中生代火成岩主要分布在凹陷的中南部(图1-9)，凹陷东部有北大港、南大港、徐杨桥三条北东向的基性喷发岩。西南部孔店构造带沿主断裂带分布有北西向和北西向中酸性火山岩，西北部庄地区玄武岩较为发育。宏观来看，东部火山岩规模比较大，以基性岩为主，西部规模比较小，有中酸性喷出岩。基性火山岩属于早白垩世中晚期火山活动的产物，分布于下白垩统中上部，呈NE-SW向分布。[22~24]
古近纪-新近纪火成岩主要分布在孔店南部，北塘地区次之，中部零星分布。它的显著特点是由玄武岩和辉绿岩组成。火成岩层位具有南北老中新的特点(歧口地区)。孔店南部孔店组玄武岩和辉绿岩主要分布在孔店构造带，岩体厚度20 ~ 100~250km2，分布面积100~250km2。沙河街组三段为玄武岩和火山碎屑岩，分布于皂北和崆峒地区，岩体厚度160m，分布范围约200km2。北部北塘凹陷东营组玄武岩厚200～600米，分布范围800km2。沙河街组辉绿岩分布广泛。歧口凹陷沙河街组一段-东营组辉绿岩零星分布于口村、张巨河和董罡地区。此外，在北大港构造带东部和主要断层的下降盘发现了明化镇组火山岩。
3)济阳坳陷
晚侏罗世至早白垩世，郯庐断裂左旋剪切背景下形成的裂谷发育砾岩、砂岩和火山岩[25 ~ 29]。火山岩主要分布在高青-花沟、博兴、沾化、车镇、城北、董卿、临猗、方王等地区，分布面积700km2，一般沿盆地边缘相对隆起区分布，少量在盆地隆起边缘(图1-10) [30]。
图1-10济阳坳陷区域构造及火山岩分布图[30]
火山活动分为五个时期(表1-5)。古近系火山岩堆积面积近千平方公里，分布在昌潍、惠民、东营凹陷，沾化、车镇凹陷也有少量。新近纪火山岩多为喷溢相碱性橄榄玄武岩，活动范围缩小，主要分布在惠民凹陷和东营凹陷西南部，厚度10~20m ~ 20m。火山岩以玄武岩为主，临猗、宾县、金家、草桥等地形成小型橄榄玄武岩，如草桥地区广16井(728m)和广6井(869m)的碱性橄榄玄武岩，是馆陶期岩浆活动的产物(K-Ar同位素年龄分别为(22.8±3.0)Ma，(23) Ma。第四纪是地壳更加稳定的时期。盆地内火山活动基本消退，向盆地外隆起区转移。小的中央火山只在边缘局部发育。比如无棣山发育的霞石苦橄玄武岩。同位素测定表明，它形成于约0.73Ma前，属于中心喷发成因火山[30 ~ 32]。
济阳坳陷岩浆活动以火山喷发为主，侵入为辅。在该凹陷发现的3600km2火成岩中，火山岩占80%以上。火山喷发以大规模溢流和水下喷发及大中型火山锥群喷发为主，以渭北、阳新大型熔岩床和商河、玉皇庙地区大型火山群为代表。部分地区存在水-水下复合喷发，东营凹陷滨南地区沙三段沉积时期较为典型。
火成岩的岩性包括拉斑玄武岩、橄榄石拉斑玄武岩和应时拉斑玄武岩(表1-6)。拉斑玄武岩主要分布在东南部，即昌潍凹陷孔三段和滨南地区沙四段。碱性玄武岩主要分布在峡口地区东营组、滨南地区沙河街组四段和高青地区沙河街组二段，常与橄榄石拉斑玄武岩共生。过渡玄武岩常与橄榄石拉斑玄武岩伴生，分布于滨南地区沙河街组四段。从Na2O-K2O图(图1-11)来看，碱性系列玄武岩主要是钠质系列。辉绿岩主要分布在商河、峡口、罗家、淳化一带，侵入层位不同。
4)东濮凹陷
东濮凹陷火成岩分别形成于孔店组和沙河街组沉积中晚期。沙河街组三段、沙河街组一段和东营组有三期沉积，断层活动强烈，有大量火成岩。沙河街组四段上部及沙河街组沉积时期，沉降中心在千里塬地区，在该区附近的茅岗地区发现大量沙河街组玄武岩。到沙河街组第三期，沉降中心转移到刘屯-卫城地区，火成岩形成的位置也转移到该地区。到沙河街组第二期，刘屯凹陷成为沉降中心，附近桥口地区发育大量火成岩。沙一段沉降中心在于岗集凹陷，该区附近也发现了该期火成岩。
表1-5济阳坳陷中、新生代火山活动时代及旋回综合数据[30]
表1-6济阳坳陷火山岩岩性汇总[33]
图1-11济阳坳陷玄武岩中Na2O与K2O的关系[33]
(3)苏北盆地
火成岩分布广泛，可划分为五个火山活动旋回:泰州组、阜宁组、三垛-戴南组、盐城群、东台组(表1-7)。其中阜宁组火山活动旋回可进一步划分为四个亚旋回，分别对应阜宁组一、二、三、四段，其中以一、二段为主，三、四段仅零星分布。泰州组、多一段和雁儿段的玄武岩最大。各期火山岩自西向东具有古近纪由旧到新、新近纪由新到旧的分布特征(图1-12) [34 ~ 36]。
(4)江汉盆地
该盆地发育基性火山岩，分布面积5086km2，占盆地总面积的18%。火山活动可分为白垩纪和古近纪旋回，后者进一步分为三个火山喷发阶段(表1-8) [36]。火山岩的分布大致可分为西区和东区。西部包括枝江、江陵凹陷和潜江凹陷西部；东区包括通海口隆起、泌阳和郧英凹陷、神狐和龙赛湖隆起(图1-13)。西部地区火山岩最发育，分布面积广(3638.1km2)，厚度大(最大厚度588.6m，如岗4井)，分布层位多(沙市组、新沟嘴组、荆沙组、潜江组均有分布)，火山喷发期次明显，岩性岩相类型多样。岩石类型主要是来自应时的拉斑玄武岩、橄榄石和玄武玢岩，其次是辉绿岩和火山碎屑岩。
表1-7苏北盆地古近系及火山活动简表[35]
图1-12苏北火山岩分布图[34]
表1-8江汉盆地白垩纪-古近纪火山旋回划分[36]
图1-13江汉盆地火山岩分布图[36]
图1-14珠江口盆地综合地层柱状图[37]
(5)珠江口盆地
盆地在早白垩世开始经历陆壳裂解，晚白垩世-中始新世经历陆缘裂陷，晚始新世经历构造应力调整，渐新世-中新世早期经历陆缘裂陷，中新世中晚期开始复活，经历差异断块运动，并伴随“神狐”、“朱琼”、“南海”、“东沙”、“刘桦”。“神狐运动”(E12-E22)形成中酸性和基性火山熔岩，如安山岩、流纹质碎屑结晶熔岩、凝灰岩等。在东沙隆起和海南隆起的北部。朱琼运动第一幕和第二幕(E23-E32)在东沙隆起北部、惠州凹陷南部和开平凹陷形成了玄武岩、安山岩角砾岩、英安岩碎屑、结晶凝灰岩和钠质粗面岩等中酸性和基性火山熔岩和火山碎屑岩。“南海运动”(N11)在东沙隆起、西江凹陷和开平凹陷形成了大量中酸性和基性火山熔岩和火山碎屑岩。岩石类型包括玄武岩、蚀变碱性粗面岩、镜质组凝灰岩、熔融角砾岩、蚀变玄武岩和凝灰岩。
2.中新生代火山活动旋回的划分
中国东部岩浆与构造活动的关系表明，火山活动具有明显的旋回性[39 ~ 41]。中生代火山活动相对有限，对应裂谷盆地的雏形阶段，为第一次火山旋回。古近纪发育的5次构造火山事件(图1-15):58 ~ 46ma早期构造火山事件对应东海和南海盆地快速沉降和东部大陆新生代早期玄武岩喷发事件，相当于泰州期、阜宁期和孔店期，属于第一旋回；38 ~ 36 Ma的构造热事件高峰对应喜马拉雅ⅰ幕，华北和苏北盆地裂谷和陆内玄武岩喷发的启动对应沙河街期、戴南期和核桃园期，属于第二旋回早期。26 ~ 24 Ma的构造热事件峰值对应喜马拉雅ⅱ幕，对应东营期和三多期，属于第二旋回晚期。20 ~ 16 Ma对应碱性玄武岩喷发高峰，对应山旺期、汉诺坝期、馆陶期和盐城早期，属于第三旋回早期。8 ~ 4 Ma对应喜马拉雅ⅲ期，对应明化镇期、瑶山期、金奎大期、贵武期、雨花台期、房山期，属于第三旋回晚期。第四纪火山活动一直相当微弱，仅在部分地区发育，如无棣山和琼州半岛。
图1-15中国东部新生代构造-火山事件年龄分布图[39]
中国东部中、新生代火成岩的分布特征表明，郯庐断裂带和秦岭-大别造山带是中国东部中、新生代的两条主要构造带，它们明显地控制着火山岩的类型、特征、断裂作用和分布。
火山岩与沉积岩互层是该区中新生代地层序列的普遍特征。以火山岩为主的层序往往出现在盆地形成初期，然后逐渐过渡到以沉积岩为主的层序，具有火山岩和沉积岩的双重结构特征[42]。