压陷盆地幻灯片

《压陷盆地幻灯片》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

压陷（前陆）盆地授课教师：李涛联系电话：13997550415E-Mail：ltm817@163.comQQ：1563376511

1压陷（挠曲）盆地压陷（挠曲）盆地是马杏垣等（1987）年提出的概念，将其视为裂陷盆地的对应物，泛指那些在挤压作用下地壳收缩变形过程中形成的断陷沉积盆地。“压陷作用”：将在挤压力作用下地壳或岩石圈发生破裂并致使一部分地壳断块体（或板块）相对上升，而另一些地壳断块体（或板块）相对陷落成为盆地的构造作用。仅限于指尺度较大的地壳断块之间的逆冲作用和挤压引起的地壳中浅部构造层大尺度的褶皱变形。例如，大洋岩石圈俯冲到大陆岩石圈之下（B型俯冲）、一个大陆地壳断块体（或板块）上冲到另一个地壳断块体（或板块）之上（A型俯冲）以及挤压造成的大尺度的褶皱变形等等。2

2一、压陷盆地类型及其特征压陷（挠曲）盆地的形成与板块之间的相互聚敛运动和板内挤压的构造环境有关。依照盆地在板块构造中的位置或板块构造运动的关系。3

34大洋俯冲大陆碰撞陆内俯冲不同大地构造背景形成的三种类型前陆盆地前陆盆地是指位于造山带和稳定克拉通之间的、由造山带冲断席负荷引起挠曲沉降而形成的沉积单元3种类型前陆盆地

41、与板块B型俯冲作用有关的压陷（挠曲）盆地与B型俯冲有关的压陷（挠曲）盆地：海沟、斜坡、弧前地区和弧后地区由挤压作用形成的沉积盆地。（1）海沟：指两个板块发生B型俯冲作用的地带，堆积物包括来自岩浆弧上的碎屑和B型俯冲过程中刮落下来的大洋地壳及其表层的深海沉积物等。5

5

6（2）斜坡地带：位于岩浆弧与海沟的斜坡上，盆地基底由俯冲杂岩组成7

7（3）弧前盆地：位于岩浆弧轴部向海沟方向一侧的盆地，或岛弧—海沟间隙区的盆地，靠俯冲带一侧则发育挤压褶皱和逆冲断层或逆冲走滑断层，靠岩浆弧一侧可以出现正断层，甚至整个弧前盆地都位于伸展的岩浆弧基底之上并进一步发生伸展变形。8

8（4）弧后前陆盆地：北美型大陆边缘的岩浆弧后面常发育逆冲断层带，在断层下盘发育挠曲盆地，常与相邻的岩浆弧平行延伸。美国西海岸美国西部盆地海岸山脉落基山脉9

92、与板块碰撞有关的压陷（挠曲）盆地(1）残留洋盆。指碰撞造山带内部或边缘以尚未俯冲消失的洋壳为底的盆地。碰撞作用发生后，沿碰撞带走向可能过渡到B型俯冲带。10

10（3）山间盆地：指周围被碰撞造山带包围或位于造山带内部的以陆壳（通常是克拉通或早期的褶皱带）为基底的压陷盆地，即以逆断层为盆地边界的断陷盆地。(2)周缘前陆盆地：指造山带与克拉通之间的前陆地区发育的挠曲盆地，以瑞士的阿尔卑斯山前的磨拉石盆地最为典型。11

1112

123、与克拉通内部挤压环境有关的压陷（挠曲）盆地克拉通板块内部受到挤压作用可以使原先的地缝合线再次活动，或使统一的克拉通破裂，发生板内造山，这一构造过程中也能形成一些压陷（挠曲）盆地。（1）板内压陷（挠曲）盆地。指克拉通内部或远离造山带主体的山前地区由逆断层A型俯冲造成的压陷（挠曲）盆地。如美国西部落基山前的克拉通内部的风河盆地。我国西部的中新生代盆地。13

13准噶尔盆地岩浆弧蛇绿混50°N40°N70°E80E90°E100°E110°E西伯利亚哈萨克斯坦巴尔哈什天山塔里木盆地蒙古-鄂霍茨克缝合带安加拉贝加尔裂谷中蒙古缝合带内蒙古缝合带卡拉库姆塔拉斯费尔干－层段金尔阿贺西盆地群阿拉善贺兰山鄂尔多斯盆地秦岭缝合带柴达木盆地姜塘盆地怒江缝合带金沙江缝合带拉萨松攀-甘孜盆地门四川盆地帕米尔正段层逆断层走滑断层缝合带前寒武纪火山弧盆地龙山增生楔杂岩除青藏地区外,大都是古生代碰撞造山,中新生代陆内造山14

14陆缘前陆盆地与陆内前陆盆地前陆盆地总是与造山带相伴生,碰撞造山带和陆内造山带控制了陆缘和陆内两类前陆盆地陆缘前陆盆地－与大陆边缘的演化及碰撞造山带(环太平洋型和特提斯型造山带)有关陆内前陆盆地－与后碰撞期的陆内造山带或再旋回造山带有关15

15盆地调整陆内造山与陆内前陆盆地盆地反转周缘前陆盆地与弧后前陆盆地克拉通内盆地被动陆缘盆地沟—弧—盆体系大陆裂谷初始洋盆(4)(3)(2)(1)上地幔软流圈陆壳洋壳同裂谷期沉积后裂谷期几同造山期沉积(1)初始洋盆-大陆裂谷阶段(2)成熟洋盆-克拉通内盆地沉降阶段(3)洋盆闭合-克拉通内盆地反转阶段(4)陆内造山-陆内盆地调整阶段与陆缘前陆盆地对应的是陆内型前陆盆地陆内前陆盆地－与后碰撞期陆内造山带或再旋回造山带有关中国西部前陆盆地大都属于陆内前陆盆地16

16上述各种类型的压陷（挠曲）盆地，有些是短命的，只存在于现代板块构造系统中。例如，与B型俯冲有关的海沟、斜坡和弧前盆地以及发育在介于俯冲与碰撞过渡阶段的残留洋盆，随着洋壳在B型俯冲带全部消减而成为碰撞造山带。在地壳表面被较好地保存下来的压陷（挠曲）盆地是那些以“稳定”克拉通为基底的前陆盆地，弧后前陆盆地、周缘前陆盆地以及克拉通内部的压陷（挠曲）盆地。二、前陆盆地和板内压陷（挠曲）盆地的主要特征17

171、前陆盆地与板内压陷（挠曲）盆地“前陆”（foreland）一词在板块构造学说提出以前就已广泛使用，意指被褶皱带逆掩的稳定的陆地，也指地槽褶皱逆冲带物质运动所指的方向，相反的方向则成为后陆或腹陆（hinterland，backland）。由于造山带的隆升，在造山带与稳定克拉通之间，在克拉通基础上通常发育一个深陷的盆地，在地槽学中被称为“前渊”（foredeep），Bird和Dewey（1970）、Dickinson首先用板块理论解释了“前渊”的形成和演化，并用“前陆盆地”（forelandbasin）一词描述这种类型的盆地。18

18Dickinson（1974）根据前陆盆地在板块构造中的位置将其分为两类：一类是与碰撞造山作用有关、位于A型俯冲作用带中的俯冲大陆地壳之上并与碰撞造山带（缝合带）毗邻的沉积盆地，称为周缘前陆盆地，如位于阿而卑斯北部山前的磨拉石盆地等；周缘前陆盆地如古生代末期及三叠纪的塔北盆地19

19另一类是与弧后造山作用有关、位于陆缘岩浆弧后的沉积盆地，称为弧后前陆盆地或退弧盆地，如北美西部大陆边缘的科迪勒拉山脉东侧山前地带的一些盆地。当发育有弧后前陆盆地的大陆板块与另一个大陆板块碰撞后周缘前陆盆地与弧后前陆盆地可以分别位于造山带（缝合带）的两侧弧后前陆盆地B型俯冲作用之后20

20还有一些与造山带不相邻，但也是大陆地壳压陷—挠曲作用形成的盆地，称为“挠曲类前陆盆地”或“类前陆盆地”。这种盆地属于克拉通内部的压陷（挠曲）盆地。三种构造背景a、前陆地区的基底拆离（或基底滑移）作用以及伴生的基底卷入式冲断层系统的构造负荷作用，使下盘系统形成压陷（挠曲）盆地；b、由于前陆盆地的前缘隆起进一步受挤压隆升造成的构造负荷作用，使前陆盆地前缘隆起外测（向克拉通方向）凹陷成为一个相对独立的压陷（挠曲）盆地，这种盆地也被称为“破裂前陆盆地”；c、早期的克拉通边缘的夭折裂谷在大陆碰撞造山过程中演化成为拗拉槽，由于拗拉槽层序的构造反转形成褶皱—冲断带造成的构造负荷作用，使拗拉槽肩部及外侧地带形成压陷（挠曲）盆地。21

212、前陆盆地系统前陆盆地系统（forelandbasinsystem）的涵义包括三方面内容：a、前陆盆地系统是指在收缩造山带与毗邻的克拉通之间的大陆地壳之上的沉积物堆积的潜在地区；b、前陆盆地系统由四个分隔的构造沉积带组成，根据这些沉积带与逆冲带的几何关系将它们分别称为逆冲楔顶部带（wedge-top）、前渊带（foredeep）、前隆带（forebulge）和隆外凹陷带（backbulge）；c、前陆盆地系统的延伸长度大致与褶皱带的长度相等。并非所有的前陆盆地系统的四个构造沉积带都发育完整。22

223、前陆盆地与板内压陷（挠曲）盆地的识别标志它们的形成都是在挤压作用体制中与大陆地壳的压陷（挠曲）变形有关。挤压作用的动力来源则是与板块碰撞作用（大陆碰撞、岛弧—大陆碰撞或—岛弧碰撞）和俯冲作用有关。这些盆地具有四个共同特征：a、盆地具有不对称性，即靠近构造负荷部位往往是以逆断层（带）为边界，且沉降较深沉积层较厚；b、盆地的演化与造山带（褶皱—冲断带）的演化相关；c、沉积充填物质包括两部分，一部分来自造山带或冲断隆起上，一部分来自克拉通地区；d、随着盆地的演化，早期沉积层逐渐被卷入逆冲褶皱带中，并使盆地沉降、沉积中心向逆冲前锋方向（前缘隆起方向）迁移。23

23三、压陷（挠曲）盆地中的构造样式1.铲式逆冲断层与蛇头构造、叠瓦扇构造24

242.坡坪式逆冲断层与断弯褶皱25

253.盲冲断层、断展褶皱与断滑褶皱26

264.双重构造和楔状双重构造27

2728

285.冲起构造与逆冲三角带29

296.撕裂断层与逆冲调节带共同点：以薄皮逆冲构造为特点30

30逆冲构造带的结构逆冲断层系统的根带一般位于造山带轴部或靠山脉一侧的前陆盆地边缘，以强烈挤压为主，发育高角度逆冲断层（板状逆冲断层）甚至发育有轴面劈理的挤压褶皱，显示基底卷入的逆冲构造样式特点。根带内，由于强烈的挤压作用，往往伴随强烈的隆升和剥蚀作用、以及岩浆活动和变质作用。根带31

31中带32

32前锋带33

33阿尔伯塔盆地西南麓老人河横剖面（据Stockmal,1996巴尔干前陆冲断带构造剖面（据Banks,1997）34

34布鲁克斯地区构造剖面及变质程度变化规律图（据Howell，1992）35

3536

3637

37前陆盆地的宽度和深度与造山带构造负荷的大小和前陆区岩石圈的挠曲刚度有关。但是大陆地壳并不是一个弹性的板块，而与粘弹性模型更加接近。而对于粘弹性模型，即使载荷的大小不变，随着时间的推移，发生了挠曲变形的岩石圈板块也会产生应力松弛（relaxation），导致挠曲凹陷（盆地）进一步加深，前缘隆起进一步抬升并向载荷方向迁移。四、前陆盆地的演化1.造山楔的演化与前渊的迁移38

38变形与前缘隆起的迁移方向（A）向后陆造山带收缩作用增强，会使造山楔坡度和质量增大，从而使前陆挠曲度增大，前陆盆地则变得窄而深，使前缘隆起向造山带方向迁移前陆盆地的演化与造山带的演化有密切关系（B）向前陆造山带收缩作用减小而剥蚀作用使造山楔坡度和质量减小，则前陆盆地变得宽而浅，前缘隆起向前陆方向迁移39

39洋－洋碰撞与前陆盆地的形成①活动大陆边缘－洋洋碰撞－(西太平洋)沟弧盆体系－环太平洋造山带－前陆盆地40

40洋－洋碰撞与前陆盆地的形成41

41洋－洋碰撞与前陆盆地的形成42

42洋－洋碰撞与前陆盆地的形成43

43洋－陆碰撞与前陆盆地的形成②被动大陆边缘－洋陆碰撞－(东太平洋)海岸山脉－环太平洋造山带－前陆盆地44

44洋－陆碰撞与前陆盆地的形成45

45洋－陆碰撞与前陆盆地的形成46

46洋－陆碰撞与前陆盆地的形成47

47陆－陆碰撞与前陆盆地的形成③陆陆碰撞－特提斯型造山带－陆内造山－再旋回造山带(中亚型造山带)－前陆盆地48

48陆－陆碰撞与前陆盆地的形成汇49

49陆－陆碰撞与前陆盆地的形成50

50陆－陆碰撞与前陆盆地的形成51

51陆－陆碰撞与前陆盆地的形成52

52陆－陆碰撞与前陆盆地的形成53

53陆－陆碰撞与前陆盆地的形成54

54陆陆碰撞洋陆碰撞洋洋碰撞环太平洋型造山带特提斯型造山带周缘前陆盆地弧后前陆盆地陆缘前陆盆地包括周缘前陆盆地和弧后前陆盆地,其发展演化均与碰撞造山带有关55

55前陆盆地褶皱冲断层带消减带杂岩体岩基带洋壳陆壳周缘前陆盆地与被动大陆边缘的发育有关构造上位于碰撞造山带缝合线附近花岗岩岩基和火山岩带位于缝合带的外侧，远离周缘前陆盆地(据Dickinson,1976)前陆盆地缝合带花岗岩带和火山岩带56

56阿科马盆地奥契塔山萨宾隆起NS阿科马盆地的发展演化(据Houseknecht,1986)a.晚前寒武纪－早古生代;b.晚寒武世－早密西西比纪;c.早密西西比纪－早阿托卡期;d.中阿托卡期;e.晚阿托卡期－得斯莫尼期周缘前陆盆地发展演化:①裂谷型被动边缘阶段②早期深水复理石阶段③晚期陆源碎屑磨拉石阶段等57

57消减带杂岩体岛弧海沟间隙岩基带褶皱冲断层带洋壳弧后前陆盆地弧后前陆盆地与主动大陆边缘沟－弧－盆体系的发育有关构造上位于岛弧造山带岩浆弧的后面蛇绿岩消减杂岩体位于岩浆弧的外侧，远离弧后前陆盆地(据Dickinson,1976)缝合带花岗岩带和火山岩带前陆盆地缝合带前陆盆地褶皱冲断层带消减带杂岩体岩基带洋壳陆壳前陆盆地缝合带花岗岩带和火山岩带58

58过渡壳洋壳大陆壳张裂边缘棱柱体平均海平面残余洋盆海沟消减带弧前盆地火山弧前陆褶皱冲断带弧后前陆盆地大陆壳前陆褶皱-冲断带周缘前陆盆地破裂前陆盆地前陆褶皱-冲断带地壳缝合线碰撞造山带(a)(b)(c)弧岛海沟系前陆盆地演化示意图（据Dickinson,1974）在前陆盆地的成因研究中，Dickinson(1976)提出了周缘前陆盆地、弧后前陆盆地和破裂前陆盆地的划分方案并得到广泛应用59

597、上部淡水磨拉石，是使NAFB最后充填消亡的粗的陆相碎屑沉积；6、上部海相磨拉石，代表浅海和海湾、河口湾沉积体系；五、前陆盆地的演化与地层层序瑞士的北阿尔卑斯前陆盆地（NAFB）的实例说明前陆盆地地层变化的总体特征自上而下包括七个地层单元60

605、下部淡水磨拉石，NAFB第一期河流、湖泊沉积；4、下部海相磨拉石，从陆架搬运到滨岸的沉积；3、北Helvetic地层代表的由活动造山带泻入的浊流沉积体系；2、货币虫灰岩和抱球虫灰岩地层代表的前陆盆地的水侵；1、前陆岩石圈抬升引起的基底不整合。61

61另一方面，前陆盆地的前身是残留洋盆（对于周缘前陆盆地而言），更早的前身是被动大陆边缘和裂陷盆地（两种前陆盆地的前身或许都经历了被动大陆边缘的演化）。62

62典型前陆盆地演化与沉积特征海相沉积在前陆盆地演化中占据重要地位63

63Dickinson和Suczek（1979）研究发现，在一般情况下碎屑物源区类型与盆地类型之间有一定的关系。他们根据构造背景把物源区分为三大类九种类型：六、前陆盆地沉积充填与物源区的剥蚀64

64Dickinson和Suczek（1979）研究发现，在一般情况下碎屑物源区类型与盆地类型之间有一定的关系。他们根据构造背景把物源区分为三大类九种类型：65

65经统计分析得出以下一些基本规律：（1）来源于克拉通地区的碎屑，石英含量非常高，岩屑非常少。（2）来源于岩浆弧的砂岩是典型的不成熟砂岩，砂岩中岩屑含量很高。（3）再旋回（或旋回性）造山带供给的碎屑以丰富的石英和沉积岩—变质火山岩的岩屑碎块为特征。再旋回造山带大陆和再旋回造山带66

6667

6768

6869

6970

7071

7172

7273

7374

7475

7576

76库车坳陷西部南北向构造剖面图南部波谷带秋立塔克波峰带拜城－阳霞波谷带克依波峰带克依北波谷带南秋立塔克次级波峰带北秋立塔克次级波峰带喀桑托开次级波峰带库姆格列木次级波峰带羊塔1克拉2N0海拨(m)-3000-6000-10000-140000海拨(m)-3000-6000-10000-14000玉东253505588N2kN1-2kN2kN1-2kN1jEEKJTJKEN1jN1-2kN2kQQNJTJJKKKN1-2k北部波峰带库车坳陷东部南北向构造剖面图（据塔里木石油勘探开发指挥部1999改编）南部平缓波谷带东秋立塔克波峰带拜城－阳霞波谷带克依波峰带北部波峰带2000海拨(m)0-2000-4000-6000-8000-100004000沙7牙哈3亚肯3东秋5依南2N天山2000海拨(m)0-4000-6000-8000-10000TJKEN1jN1-2kN2kN2kN1-2kN1jTJKE库车前陆盆地77

77压陷盆地演化过程总结78

78压陷盆地中有利的油气成藏部位及条件？课后思考79