晚石炭世—三叠纪该区在陆壳基础上又经历了从区域伸展、裂陷到挤压褶皱、闭合的发展阶段(图1-11)。伸展、裂陷作用发生于本区中、东及南部的广大地区,包括沿早先的缝合带等构造软弱带的再活动,而西北部新生的早华力西褶皱带主要表现为隆起和遭受剥蚀。
图1-11 东北地区早二叠世构造古地理轮廓
在西南部的索伦—林西地区,该时期的伸展坳陷-裂陷发育于加里东期和早华力西期俯冲带或缝合带及加里东褶皱带基础之上,主体位于二连-贺根山深断裂与温都尔庙-西拉木伦河深断裂之间及邻区。在晚石炭—早二叠世,该区普遍发育滨浅海—海陆交互相沉积,尤其在深断裂附近的坳陷带中发育了厚达万米的补偿型沉积,而且许多地区出现了具双模式火山活动特征的裂陷带,如在林西—大石寨一带早二叠—世具广泛的碱性及双模式火山活动,火山岩地球化学分析表明主要为大陆拉斑玄武岩与碱性、钙碱性玄武岩系列,反映出明显的拉张裂陷活动。早二叠世末—晚二叠世本区进入挤压收缩与造山作用时期,其中,西部地区上二叠统分布零星,与下二叠统为角度不整合接触(如苏尼特左旗下二叠统哲斯组与上二叠统林西组角度不整合);向东、东北至林西—乌兰浩特地区,上二叠统分布广泛,与下二叠统一般为平行不整合—连续沉积,其上缺失三叠系。说明晚华力西期造山运动在本区西部发生于早二叠世末期,在东部发生在晚二叠世末期,具有向东迁移变新趋势。在晚华力西运动使本区褶皱隆升的同时,还使前期蛇绿岩残片呈构造底辟形式侵位到本期地层中。
中部的小兴安岭—松辽地区,在加里东及早华力西期可能表现为隆起地块区,具前寒武系基底,其上缺失寒武系—下石炭统。晚石炭世开始,受区域伸展-裂陷作用影响,地块活化、裂陷,发育了陆相中酸性火山岩及湖相沉积。接着,在早二叠世断陷进一步发育,出现中基性火山喷发,海水侵入,早二叠—晚二叠世发育浅海碎屑岩-碳酸盐岩建造。晚二叠世末至早三叠世地壳抬升,伴有断裂和中酸性火山活动,海水退出,早三叠世发育陆相湖盆杂色碎屑岩。早三叠世末—中三叠世强烈的印支运动使该区在活化地块基础上形成断褶带,同时发生大规模岩浆活动。区内缺失中三叠统,局部地区被晚三叠世火山岩不整合覆盖。
在本区东南部的吉林—延边地区,主要在早先的加里东缝合带及褶皱带基础上发生了较强烈的伸展-裂陷作用,其开始时间可能相对较早(早石炭世),其中在东部的延边地区可能出现洋盆。在吉林地区,早石炭世发育滨—浅海相夹陆相的陆源碎屑岩建造、细碧角斑岩建造和碳酸盐岩建造,为裂陷早期沉积,火山活动一度较强;晚石炭世为浅海相碳酸盐岩建造和陆源碎屑岩建造,反映裂陷作用平稳发;展早二叠世为浅—滨海相陆源碎屑岩夹中酸性火山岩建造、类复理石建造,反映裂陷作用再度强化;晚二叠世发育陆相夹海相的陆源碎屑岩和火山岩、火山碎屑岩,反映海退和裂陷作用衰退;早三叠世为一套陆相磨拉石建造,说明已进入回返阶;段早三叠世末—中三叠世强烈的印支运动使上述地层普遍褶皱并遭受低绿片岩相变质,同时发生强烈的岩浆侵入活动。在延边地区,最近的研究表明,该区的石炭—二叠系组成比较完整的活动大陆边缘建造,其中包括弧前环境的大陆边缘增生混杂堆积,组成岛弧的钙碱性火山岩、火山碎屑岩系,以及退弧前陆盆地中堆积的磨拉石建造,其主要活动时期为早二叠世晚期—晚二叠世,向北东侧的佳木斯-兴凯地块俯冲增生。晚二叠世末洋盆闭合,进一步的碰撞作用可能持续到印支期。
在佳木斯地块东部的宝清地区,晚石炭世—三叠纪发育海陆交互相沉积-火山岩建造,为由稳定地块区向东侧深海活动区转变的过渡带。以东的那丹哈达地区,该期伸展作用使陆壳逐渐裂离。根据混杂岩带中包含有上石炭统—下二叠统灰岩,说明该区在晚石炭世—早二叠世时可能为浅海陆棚环境;至中—晚三叠世,主要发育放射虫硅质岩、泥质岩和蛇绿岩建造,反映具深海环境,并发育洋壳。该洋盆可能持续到晚侏罗世早期封闭。
由上可见,本区在该阶段早期的晚石炭—早二叠世伸展-裂陷作用广泛且强烈,遭受大面积海侵,其中东南部延边地区出现洋盆。早二叠世末—三叠纪转为挤压-聚合时期,强烈的华力西晚期运动和印支运动使裂陷槽(及洋盆)闭合回返,并具西早东晚特征。至此,东北地区结束了古亚洲构造域的海侵历史,取而代之的是滨太平洋大陆边缘构造作用逐渐强化,在东北隅的那丹哈达地区三叠纪逐渐演化为边缘洋盆。