断陷盆地是大型沉积盆地早期演化的重要产物，通常成群分布，其常以火山-沉积充填为特色，记录了盆地成因及充填演化、区域构造体制等重大地质问题的关键信息。火石岭组是松辽盆地早期断陷充填的第一套序列，是国际大陆科学钻探松科2井的主要目的层之一，也是松辽盆地深层油气勘探开发的关键层段。松科2井2018年完钻后是否钻遇火石岭组一直存在争议，这深刻制约了对东北亚地区断陷群形成机理、断陷早期充填演化、深层油气勘探方向等重大科学问题的认识。针对以上问题，谭先锋教授团队联合国内知名学者，通过地质-地球物理资料综合分析，准确限定了松科2井火石岭顶界深度，阐明了松辽盆地断陷期充填时空差异及机制，具体研究成果如下：

1.基于锆石U-Pb年龄，限定了松辽盆地南部火石岭组充填结束时间。松辽盆地南部火石岭组充填结束于约110Ma（图1a），并且盆地南部初始断陷启动时间应早于121Ma（Aptian期）（图1b）；反映了早期断陷盆地具有长期发育的特征，持续时间可能超过10Ma。

图1松辽盆地南部王府断陷CS607井火石岭顶部年龄（a）和榆树断陷YS3井火石岭组底部年龄（b）

2.通过地质-地球物理资料综合分析，证实了松科2井钻遇火石岭组，井深5613.41 ~ 5 959.84m，厚346.43m。松科2井火石岭组以高含量的火山物质为特征，顶部以凝灰岩层与上覆沙河子组为界；GR和RRD曲线呈现较大的起伏和不稳定的特征；地震上表现为同相轴连续性好、振幅强、频率较高的特征（图2）；沉积-充填速率显著小于沙河子组。

图2升深2-1井-升深203井-松科2井-宋深4井井震联合地层解释剖面图

3.通过典型地区断陷层序列及关键界面同位素年龄分析，明确了松辽盆地断陷充填过程具有一定的相似性，但断陷地层具有显著的穿时性。松辽盆地断陷充填总体都经历了火石岭组和营城组火山-沉积夹沙河子组火山平静期陆源碎屑沉积的过程，其中营城组火山-沉积建造主要分布于中部断陷带附近，北部和南部断陷以沉积岩为主；断陷启动时间、沙河子组开始沉积时间具有北部早、南部次之、中部最晚的特点，并于103 ~104Ma营城组末期结束断陷演化（图3）。

图3松辽盆地典型地区断陷充填演化差异对比图

4.进一步结合区域地质背景，查明了松辽盆地断陷期充填时空差异机制。松辽盆地断陷期充填演化，北部和西部受控于北部蒙古鄂霍茨克构造体系，中部和东南部受控于东部环太平洋构造体系。控陷构造体系差异、板块俯冲的距离效应以及岩浆中心的迁移等，是松辽断陷群发育时间、发育规模、火山-沉积充填时间和规模等时空差异的根本原因（图4）。

图4松辽盆地断陷演化及充填时空差异机制模式

以上研究成果近期发表在地学领域重要期刊《岩石学报》（中科院二区，地质学唯一中文SCI期刊）和《China Geology》（中科院二区）上，重庆科技大学瞿雪姣副教授为论文第一作者，重庆科技大学谭先锋教授和吉林大学王璞珺教授分别为论文通讯作者，参与本项研究的还有中国地质大学（北京）万晓樵教授、山东科技大学吕大炜教授、吉林大学高有峰教授等，研究生张铭凯、张琪等。

论文信息：

Qu Xue-jiao, Zhang Ming-kai, Wang Pu-jun, Yang Zhuo-long, Gao You-feng, Wu Kang-jun, Wang Jia, Tan Xian-feng*. 2024. Zircon U-Pb ages of the volcanic rocks and their constraints on the ending of the Huoshiling Formation in the southeastern of Songliao Basin, NE China. China Geology. doi: 10.31035/cg20240083.

瞿雪姣,张琪,王璞珺*,刘硕,万晓樵,吕大炜,王佳,谭先锋. 2025.松辽盆地断陷期充填时空差异及机制:基于松科2井的火石岭组再认识.岩石学报, 41(9): 3209-3224. doi: 10.18654/1000-0569/2025.09.18