长安大学地球科学与资源学院 陕西西安 710054
摘要:前陆盆地是指造山带中靠近陆地一方形成的盆地。在沉积学理论中,前陆盆地指的是造山带和相邻克拉通之间的沉积带。这个沉积带的形成,与构造运动有着很大的关系。本文阐述了前陆盆地的概念、分类、特征及沉积演化等各个方面,并简要总结了中国前陆盆地的独特之处。
关键词:前陆盆地,前陆盆地特征,前陆盆地分类
引言
前陆最初是由徐士(1883)提出的一个术语,系指与造山带相毗邻的稳定地区,且造山带的岩层向它逆冲或掩覆。Kay更具体地将前陆称为外地槽,其同义词为前渊。板块构造学说问世后,Price首次提出前陆盆地这一概念,指位于造山带前缘与相邻克拉通之间的沉积盆地。其后Dickinson(1974)对欧洲的阿尔卑斯山前陆盆地和美洲科迪勒拉山前陆盆地的研究,根据盆地的成因和位置,提出了周缘前陆盆地和弧后前陆盆地的分类。Decelles(1996)发表文章阐述了前陆盆地系统,丰富了前陆盆地的定义,对挠曲机制和可容空间有了新的认识。近些年我国地质学家总结中亚和我国中西部地区中、新生代前陆盆地的特点,提出了一类新的前陆盆地的概念,认为它是与弧后前陆盆地和周缘前陆盆地并列的第三类前陆盆地。
1.前陆盆地的分类
在前陆盆地分类中,Dickinson根据大地构造背景和盆地变形改造特征的不同,将前陆盆地分为周缘前陆盆地、弧背前陆盆地和分裂前陆盆地。罗志立在对中国板块构造和含油气盆地研究的基础上,提出了C型俯冲带的概念[1]。刘和甫根据中国西部盆地的特点,又分出再生前陆盆地和分隔前陆盆地[2]。
通常按前陆盆地发育的大地构造背景将其划分为周缘前陆盆地和弧后前陆盆地两类。周缘前陆盆地位于陆一陆碰撞造山带外弧地区,是大陆碰撞后由于板块自身重力作用造成陆内俯冲而形成的岩石圈挠曲盆地。弧后前陆盆地位于大洋岩石圈俯冲形成的岩浆弧之后,在大陆边缘岩浆弧内侧的仰冲板块之上,与陆内型俯冲作用有关。
但是,当前国内许多文章在中国所称的前陆盆地,若按和首先命名的周缘前陆盆地和弧后前陆盆地的定义均不恰当。我国中西部的前陆盆地均发育在收缩造山带与相邻的克拉通之间,陆内俯冲型俯冲或型俯冲[3]。与我国中西部前陆盆地的特征进行了对比,其异同点如下:
1)组成前陆盆地的基本结构有相似之处。国内外前陆盆地均发育在造山带和克拉通或地块之间的压性地壳中,都有前陆冲断带、前渊和前隆等基本结构单元。
2)在全球构造上具有不同的板块运动学背景。
3)前陆盆地内前渊沉积体系配置存在较大差异。中国前陆盆地充填物,以中、新生代巨厚的陆相沉积体系为主,发育多套幕式构造活动控制的磨拉石组成的幕式沉积;国外前陆盆地则以中、新生代海相地层为主[4]。
4)前陆盆地冲断带和前隆发育程度不同。中国西部前陆盆地冲断带规模小,前隆不明显;国外前陆盆地冲断带宽度大,前隆发育清楚。
5)前陆盆地内赋存烃源岩母质不同。中国前陆盆地烃源岩,多为前陆盆地期沉积的陆相湖沼地层,产气为主;国外前陆盆地烃源岩半数以上是发育在前陆盆地前的海相地层中,产油为主。
6)不同的地球动力学背景和不同的名称。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆中国前陆盆地,是在大陆拼接过程或拼接后与陆内俯冲有关;国外前陆盆地形成与全球性板块运动中的洋-陆俯冲或陆-陆碰撞形成的俯冲有关。
2前陆盆地的特点
前陆盆地具有以下几个特征:
1)地在变形的造山带和未变形的前陆隆起之间呈长条展布,长轴方向与逆冲断裂系一致;
2)盆地的沉积源具有双源性,但沉积物主要来自相邻造山带;
3)随着造山带前缘冲断推覆的向前推进,盆地的沉积中心向克拉通方向迁移,形成递进式层序演化序列;
4)盆地沉积中心和沉降中心往往不一致[5-6]。Decelles等(1996)提出了前陆盆地系统的概念,认为前陆盆地系统包括4个沉积带,即楔形顶、前渊、前隆和后隆。整个系统内部以前渊沉积为最厚,向造山带和克拉通方向减薄,呈不对称的棱柱体。
国外典型的周缘前陆盆地主要包括以下地质特征:发育裂谷、被动陆缘和前陆盆地这3个阶段是盆地从伸展到挤压所经历的演化过程;发育有深水复理石沉积、海相磨拉石沉积、非海相磨拉石沉积三套沉积体系。对于中国前陆盆地,它具有盆地小、逆冲带大;陆相盆地堆积巨厚的磨拉石;有统一的构造演化背景控制着区域性的盆地沉降和沉积;具有两期前陆构造(印支期和喜山期)、喜马拉雅运动晚期活动性最强等共同的地质特征。
3.前陆盆地的演化与沉积
前陆盆地的演化是一个动态过程,具有递进式的演变特征。沉积中心和地层羽状薄边尖灭的移动显示了分布载荷的活动性和岩石圈响应的变化,前陆盆地整体的动态演化,随着造山带的隆升地形载荷不断加大,地形挠曲逐渐明显;随着造山带前缘推搜向前陆推进,盆地的沉降中心和前陆隆起逐步向克拉通方向迁移形成递进式沉积演化序列[7]。
控制盆地中沉积作用的主要因素是造山带的抬升、剥蚀和大陆岩石圈的挠曲沉降速率。大陆板块的碰撞之后,逆冲楔形体的前部基本为水下沉积,早期的浊积海槽充填物被称为复理石,代表了周缘前陆盆地早期阶段的沉积。随着前陆盆地被沉积物充填,盆地的沉积环境变成浅海相和陆相,这些沉积物又被称为磨拉石。周缘前陆盆地的欠补偿向过补偿状态的转变,也就是盆地中的复理石向磨拉石的转变记录了逆冲楔形体的迁移[8]。
前陆盆地演化过程开始经历一个欠补偿阶段,紧接着是一个过补偿阶段,这些沉积过程响应了造山带发展过程中的挠曲沉降和沉积物补偿作用。欠补偿前陆盆地具有浊积岩或者复理石相,反映了陆上造山带上升速率小于盆地沉降速率,因而促使沉积物供给量不足[9-10]。
4.结论
前陆盆地位于汇聚型板块边界,构造位置重要,油气资源极为丰富。自从库车凹陷及酒西盆地油气勘探取得突破以来,前陆盆地备受油气地质研究者重视。世界上大多数的油气资源都处在前陆盆地之中,如著名的扎格罗斯盆地、阿巴拉契亚盆地、前喀尔巴阡盆地等。
参考文献:
[1]罗志立,刘树根,雍自树等.中国陆内俯冲(C-俯冲)论的形成和发展[J].新疆石油地质,2003,24(1):1-7.
[2]刘和甫.前陆盆地类型及褶皱—冲断层样式分析[J].地学前缘,1995,2(3):59-68.
[2]汤济广,梅廉夫,沈传波等.前陆盆地结构单元与油气成藏响应[J].新疆石油地质,2006,27(2):242-245.
[4]刘伟.前陆盆地的研究进展[J].云南化工,2018(04):16[2018-06-11].
[5]温德顺,苏龙,孙国强等.前陆盆地的沉降和抬升机制研究进展[J].天然气地球科学,2006(03):385-390.
[6]邓辉,刘池阳,王建强.前陆盆地盆山耦合及其物质交换[J].西北地质,2014,47(02):138-145.
[7]刘亢,曲国胜,许华明.前陆盆地构造作用的沉积响应[J].新疆石油地质,2008(06):778-781.
[8]陈榕.对前陆盆地你了解吗?[N].中国矿业报,2018-04-21(007).
[9]宋岩,赵孟军,方世虎等.中国中西部前陆盆地油气分布控制因素[J].石油勘探与开发,2012,39(3):265.
[10]杨永泰.前陆盆地沉降机理和地层模型[J].岩石学报,2011,27(2):531-544.
论文作者:李雅丽
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/19
标签:盆地论文; 周缘论文; 海相论文; 中国论文; 油气论文; 沉积物论文; 板块论文; 《防护工程》2019年第1期论文;