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【引用】沉积盆地的分类   

2011-06-08 23:50:37|  分类: 专业实用 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自cdut2006《沉积盆地的分类 》

 沉积盆地的分类  - cdut2006 - cdut2006的博客

根据沉积盆地所处的板块构造环境,可将盆地分为以下五个大类型。

     (1)与板块扩张带有关的盆地;

     (2)与板块俯冲带有关的盆地;

     (3)与大陆碰撞带有关的盆地;

     (4)与转换断层带有关的盆地;

     (5)克拉通内盆地

  各大类盆地可进一步划分出若干次一级盆地。

1.与板块扩张带有关的盆地

        大陆板块的分裂扩张,经过大陆内裂谷阶段,原始大洋湾阶段,最后演化为被动的大陆边缘-深海平原阶段。在这一演化过程中,相应发育了四种类型盆地。

       (1)大陆内初始裂谷盆地

       (2)大陆间裂谷盆地,也称原始大洋湾(profooceanic gulf)或狭窄大洋盆地

       (3)坳拉谷盆地(aulacogen),也称陆缘断谷盆地或边缘裂陷盆地

       (4)被动大陆边缘和深海平原盆地 

(1)大陆内初始裂谷盆地

陆内裂谷盆地是大陆开始分裂扩张的初期的产物。它的形成与热地幔物质上涌,导致地壳拉伸和减薄有关。地幔上涌使地壳大范围拱起,隆起区由于区域拉张作用,大陆壳裂开,形成了以断层为边界的狭长凹陷,即为陆内裂谷盆地。陆内裂谷盆地的沉积作用主要发生在大陆环境中,形成河、湖相红色粗碎屑沉积。晚期也可因海水侵入而形成海陆交互相及滨、浅海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。盆地内碎屑沉积物质主要来自于裂谷两壁的陡岸和裂谷内上升断块的侵蚀产物。此外,由于陆内裂谷盆地形成过程中常伴随有大陆火山喷发,因此形成的沉积组合明显地表现为以与碱性或偏碱性基性火山岩成互层的大陆红层为特征。

(2)大陆间裂谷盆地

    它是陆内裂谷因拉张进一步发展而完全裂开分离的产物。在两分离的大陆之间产生了初生的洋壳和狭窄的大洋。它与陆内裂谷盆地的根本区别在于基底地壳类型不是陆壳,而是过渡型地壳或洋壳。但盆地内沉积仍受两侧陆块的影响。红海和亚丁湾是陆间裂谷盆地的典型例子。

(3) 坳拉谷盆地(aulacogen)

    它是大陆裂谷最初形成时所产生的三叉裂谷中停止发育的一支。另两支发育为大洋。坳拉谷盆地从大陆内向外延伸,并向大陆边缘加深,其走向与海岸斜交或近于垂直。因此,为面向海洋的狭长楔形盆地。沿坳拉谷盆地的走向,盆地的基底类型由开口处的洋壳,经过过渡型地壳渐变为克拉通内的大陆地壳,沿着此方向沉积物特征也有相应的变化。近大洋端为海相或海陆过渡相的碎屑岩、浊积岩和碱性或偏碱性火山岩;在近大陆内部一端,沉积与克拉通内盆地相似,为陆相或海陆过渡相的石英砂岩、砂泥岩及碳酸盐岩。沉积厚度向大陆内方向明显变薄,火山活动也减弱,坳拉谷沉积在其不同的发展阶段也不完全相同,在前期和晚期阶段以陆相碎屑为主,挠曲阶段以海相、海陆过渡相碎屑和碳酸盐沉积为主。沉积物早期来源于两侧克拉通,晚期来自于由大洋闭合转变成的造山带。

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(4) 被动大陆边缘和深海平原盆地

    大陆裂谷发展到陆间裂谷阶段后,裂开的大陆断块由于新生洋壳的不断增长而被继续向两侧推挤、扩展。大陆在分离后随时间的延续发生失热沉降,尔后因沉积物负载作用等进一步发生区域性挠曲沉降,形成了具有宽广海岸平原和大陆架、斜倾大陆坡和明显大陆隆的被动大陆边缘,成为向海倾斜的区域性凹陷。

    在这广阔的凹陷内,从基底向上沉积了两套岩系,下部是陆内和陆间裂谷阶段形成的沉积岩系,迪金森称之为原始大洋相,上部是大陆分离后,随着岩石圈失热沉降而迅速堆积的一套陆棚-陆隆型沉积,陆棚区沉积浅海碳酸盐岩和碎屑岩,陆隆区主要为深海浊积岩、等深积岩。在总体上构成一个分别向大陆和大洋两个方向尖灭的巨大透镜体,即沉积棱柱体。这种棱柱体的各种不同组分分别覆盖在陆壳、过渡型壳和洋壳上。

被动陆缘碎屑沉积物以软泥、粉砂及细砂为主,它们是由低密度浊流和等深流沉积所形成。当海平面比较低,沉积物接近陆架边缘的河流相沉积时,由浊流和其它块状流形成的粗碎屑可能更为普遍,碎屑成分的成熟度高,主要为石英砂或长石和石英砂。

2.与板块俯冲带有关的盆地

    当大洋板块与大陆板块因相向运动而相遇时,因重力关系大洋板块向大陆板块下俯冲,可产生岛弧和海沟,谓之弧沟系。弧沟系是典型的会聚型板块接合带,主要发育有四种类型盆地:

      (1)海沟盆地

      (2)弧前盆地

      (3)弧内盆地和弧间盆地

     (4)边缘海盆地,也称弧后盆地

(1) 海沟盆地

       为大洋板块俯冲下插而成的一个狭长而两侧不对称的凹槽。由于俯冲作用,致使海沟底部的大部分沉积物潜入地幔而被消耗。当板块呈斜向俯冲,并且俯冲速度较慢,海沟底又长时间位于沉积速率高的大陆边缘的大河体系附近时,则海沟中可充填大量浊积岩楔状体,厚度可明显增大。海沟沉积物由两部分物质组成,一部分是由俯冲板块带来的深海平原沉积物;另一部分是在海沟形成的半深海和深海相浊积岩沉积。海沟浊积物是通过海底狭谷从近岸搬运到海沟的,在海沟范围内浊流的搬运作用是沿着海沟轴的方向进行。此外,由于俯冲作用,还可导致海沟中和俯冲大洋板块上的沉积物被刮落和停积在板块接触带上,同时也可使仰冲板块产生破碎岩块滑落到这个带上,因而造成了巨厚的不同性质、不同时代的变形岩石杂堆积在一起,此种岩石组合体称为混杂岩。

       古代海沟或板块俯冲带的识别主要是根据混杂堆积。

(2) 弧前盆地

    位于海沟斜坡折点与火山弧前峰之间,也称为外弧凹槽或岛弧-海沟间隙。弧前盆地的发育与弧沟间隙下部岩石圈下沉有关。弧前区的沉降主要是由冷板块俯冲作用和沉积负载作用所引起的。沉积物主要来自附近的岩浆弧,也可以来源于弧沟间隙范围内的局部隆起。由于物源近,物质供应量较大,因而弧前盆地的沉积以不成熟或极不成熟的碎屑为主,包括大量的火山碎屑、岩屑砂和长石砂。浊积岩是弧前盆地最主要的一种沉积,弧前复理石以成分上的不成熟为特征。不过陆缘弧前复理石稍有例外,那里可出现石英质复理石。此外,碎屑成分在垂向上也出现有规律的变化,自下向上深成岩屑与火山岩屑比例逐渐增大;火山岩屑成分也从弧早期相对富铁镁质岩类型,演化到晚期为长英质岩类型。由于弧前盆地发育在活动的俯冲杂岩体之外,因而沉积物没有遭受像俯冲杂岩体那样的变形和变质作用。

(3) 弧内盆地和弧间盆地

    火山弧内出现以断层为界的拉张盆地,称为弧内盆地。火山弧的进一步扩张分为两部分,一半为活动性很弱的残留弧,另一半为活动性强的火山弧,其间发育了弧间盆地。

   弧内盆地的基底为过渡型壳或陆壳,沉积物主要来自岩浆弧,火山碎屑及深成岩屑为其主要组分。对于洋内弧内盆地,可能以海相为主,主要堆积火山碎屑浊积岩和海相凝灰岩。对于陆缘弧内盆地,沉积物通常是非海相,主要为山前扇、坡积和河湖相的粗碎屑磨拉石沉积,火山碎屑及红层和陆相凝灰岩是其主要成分,有时夹火山碎屑岩和火山岩。

弧间盆地在地貌上为深海平原,盆地两侧常为正断层所限。盆地内沉积物特征是缺乏陆源输入物,主要有四种类型沉积物;①来自火山弧的火山碎屑物,为沉积物的最重要成分;②来自火山岛链的,富含蒙脱石的棕色粘土;③生物成因的软泥(远洋碳酸钙软泥);④来自大陆的风成粉尘(棕色粘土或硅质软泥)

(4) 边缘海盆地(弧后盆地)

    位于活动的陆缘与岛弧或残留弧之间。以洋壳为基底,在地貌上多数为深海平原。关于边缘海盆地的成因有多种假说。其中之一认为主要与弧后扩张有关,是陆缘岩浆弧或大陆边缘地壳裂陷、分离而形成,它在本质上与弧间盆地没有多大区别。与弧间盆地相比,边缘海盆地沉积形式变化多端,而且也比较复杂,物质来源可以来自大陆,也可来自岛弧,输入的陆源物质也多种多样,因此不存在单一类型的沉积作用。沉积相的种类几乎与大洋中发现的一样多,但因边缘海盆地被大陆和岛弧所环绕,通常没有大洋底流的影响,从而使其缺失重要的大洋底流沉积物,而含有较多的火山碎屑物和火山灰。边缘海盆地中浊流沉积很发育,尤其是持续扩张的海盆,如有丰富的陆源碎屑物或火山碎屑物供应时,可形成厚的浊积岩层,因此边缘海盆地可能是复理石沉积的主要环境之一。根据海底钻探资料,边缘海盆地内可形成两种类型沉积:靠近陆源一侧,主要形成复理石沉积;远离陆缘,靠近岛弧一侧,常为深海沉积、半浮游生物沉积与火山岩互层。

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3.与大陆碰撞带有关的盆地

       在会聚型板块接合带附近,由于消减作用导致大洋逐渐收缩以至最终闭合,从而使两大陆板块边缘彼此相碰。在碰撞带,褶皱作用和冲断层作用造成两个板块上的陆壳抬升,形成山脉,在碰撞点之间可存在古洋盆地的海湾,谓之残留洋盆地,而在隆起山脉附近,可形成陆前盆地。

       (1) 残留洋盆地

       (2) 陆前盆地(前陆盆地)

(1)残留洋盆地

    两个碰撞的大陆板块边缘和外弧带一般是不十分规则和平整的,在它们之间仍会存在未消耗完的老的洋盆即残留洋盆地。现代残留洋盆地的典型例子是孟加拉湾,由于继续消减作用,这个盆地正在闭合中,沉积物主要来源于碰撞造山带的碎屑,形成三角洲与海底扇沉积。

    东地中海是非洲和欧洲板块碰撞过程中正在消亡尚未闭合的残留洋盆地。

(2) 陆前盆地(前陆盆地)

       是大陆板块的碰撞作用导至大陆边缘因构造负荷效应而发生弯曲沉陷所形成的一类盆地。这类盆地可分为两类。在俯冲板块上面形成的谓之周缘陆前盆地或周缘盆地(peripheral basin);形成于仰冲板块上的称为弧后陆前盆地或弧后盆地(retroarc basin)。这两种盆地均发育于陆壳基底上。

    周缘陆前盆地位于造山带的褶皱-冲断层带与克拉通之间。盆地横剖面不对称,靠近造山带一侧,盆地中地层褶皱和冲断层发育,沉积厚度大,而靠克拉通一侧地层变形微弱,沉积厚度小。盆地内沉积基本上是同造山期或造山前形成的复理石和造山后或同造山期形成的磨拉石。其中磨拉石是周缘陆前盆地最特征的沉积物,初期可能为海相、海陆交互相及三角洲相,以后则主要是陆相的河流、三角洲、湖沼及山麓堆积。

弧后陆前盆地分布于陆缘山弧或陆缘岛弧后侧紧邻大陆板块的周围地带。盆地横剖面与周缘陆前盆地很相似,也是不对称的,近克拉通一侧盆内地层厚度小,变形微弱,而靠近褶皱冲断层带一侧,地层厚度大,变形强烈。弧后陆前盆地特征性的沉积是河流三角洲相、浅海陆架相沉积;也可以全部处于大陆环境,形成山麓相、河流相及湖沼相等磨拉石沉积。深海沉积较为少见。沉积物主要来源于岩浆弧和褶皱冲断层带,也有些来自克拉通。

4.与转换断层带有关的盆地

    转换断层是相邻两板块沿着此种边界作剪切错动。由于断层两侧的断块运动往往不是纯水平、离散或会聚的,而往往是斜向的,从而在局部规模上或全球规模上都表现出某种程度的挤压或拉张。挤压引起隆起,形成山丘或岛弧;拉张引起沉降,形成沉积盆地。由于盆地一般都临近同期的隆起,因此沉积充填极为迅速,沉积作用在垂向和横向上变化较大,常有沉积间断。

    转换盆地的沉积与盆地所处的地理环境有关。位于大洋中的转换盆地,由于附近缺乏大量沉积物供给区,因此盆地内通常不可能形成巨厚堆积,只能接受来自断层两壁的碎屑物,或者由浊流、洋底火山等带来的沉积物及其他远洋沉积物。而位于大陆环境中的转换盆地,陆源区可向盆地供应大量碎屑物,加之差异性断块活动,可形成横向和垂向上相变迅速,厚度大,而且厚度变化也大的沉积层系。

5.克拉通内盆地

   克拉通是大陆地壳上长时间处于稳定状态,很少接受沉积和很少遭受变形的地壳部分。克拉通内盆地是指那些远离板块边界,位于大陆板块内的盆地。关于其成因有多种看法,一种认为是由于地幔物质上涌,其热力作用使地壳上拱,从而造成地壳因拉张而发生裂隙、断陷和拗陷而成;也有认为是受相邻板块运动的影响,使大陆岩石圈板块内部发生形变而产生沉降所造成。

   根据其形态和沉积特征可划分为三种主要类型:

     (1)克拉通内简单盆地

     (2)克拉通内坳陷盆地

     (3)克拉通内断陷盆地

(1)克拉通内简单盆地  盆地浅而宽广,平面上大致为圆形、椭圆形。剖面上呈碟状,沉积厚度不大,一般为30004000m。盆地以浅水沉积为主,通常为陆表海、陆棚海及大陆湖盆等环境,形成地台型的海相和陆相沉积。盆地内的主要沉积是:台地碳酸盐岩组合和台间碳酸盐岩组合、大型三角洲组合以及内陆盆地红层组合等。因长期海侵,主要发育典型的浅海碳酸盐岩和碎屑岩沉积,有的发育海湾蒸发岩沉积。这类盆地的典型例子有我国的塔里木盆地、四川盆地等。

 (2)克拉通内坳陷盆地  与克拉通内简单盆地相似,所不同的是坳陷强烈,地层厚度比较大。苏联的西西伯利亚盆地和我国的松辽盆地等均为这类盆地的典型实例。松辽盆地是在海西褶皱带基础上发育起来的断陷-拗陷盆地,以拗陷为主,拗陷幅度较大,形成厚达5000m以上的中新生代沉积。以河湖相沉积为主,发育了规模较大的河湖三角洲。在中白垩世时,盆地处于拗陷阶段,在盆地中部分布的大面积湖区,沉积了较厚的湖相黑色泥岩。

(3)克拉通内断陷盆地  是在陆壳上由于水平拉张作用形成的断陷盆地。与大陆内初始裂谷相比,该类盆地裂陷较深,沉积厚度较大。

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