沉積盆地的類型劃分及其基本特征

1、 沉積盆地的類型劃分及其基本特征主要的分類參數(shù)有：地殼類型：大陸殼、洋殼、過渡殼；板塊的運動形式：聚斂型、離散型、轉(zhuǎn)換型；在板塊上的位置：克拉通內(nèi)、克拉通邊緣、洋中脊等。目前廣泛采用的盆地分類方案主要有兩種：一種是以現(xiàn)今盆地的基本特征與板塊構(gòu)造背景的密切關(guān)系為依據(jù)，將盆地劃分為克拉通盆地，陸內(nèi)、陸間裂谷盆地，被動大陸邊緣盆地，弧前、弧后盆地，前陸盆地和走滑盆地等，該方案反映的是盆地的地貌構(gòu)造形態(tài)和板塊構(gòu)造背景；另一種是以盆地形成的地球動力學特征為依據(jù)，將盆地劃分為與張性（伸展）、壓性（撓曲縮短）和與走滑作用有關(guān)的（扭性）盆地，該方案突出的是盆地形成過程的應(yīng)力狀態(tài)和地球動力學特征。1 不同沉積盆

2、地的基本特征1.1 克拉通盆地1.1.1 克拉通盆地的分類克拉通為長期穩(wěn)定的或僅有微弱變形的地殼（美國地質(zhì)研究所，地質(zhì)詞典）。Bally（1989）指出劃分盆地為克拉通的一個前提是至少存在一個前中生代的剛性巖石圈，增生的前中生代復(fù)合體可以組成克拉通盆地的基底。因此，克拉通盆地可以位于結(jié)晶的前寒武紀基底、古生代基底或者裂陷的或是其它增生的大陸巖石圈物質(zhì)之上，只要這種物質(zhì)表現(xiàn)為克拉通性質(zhì)。 1.1.2克拉通盆地的基本特征1.1.2.1 形態(tài)特征 克拉通盆地的平面形狀多種多樣，平面和剖面輪廓不規(guī)則，但長寬比一般為1:12:1。面積可大可小，從11×104km2（巴黎盆地）350&

3、#215;104km2（西西伯利亞盆地）不等。 克拉通盆地縱向上一般呈碟盤狀，顯示了盆地的不對稱和基底的不平整性。1.1.2.2 充填樣式 克拉通盆地位于陸殼或剛性巖石圈之上，與中新生代巨型縫合線無關(guān)。 盆地中沉積物充填較薄，多為緩慢下沉基底之上的淺水沉積。 盆地基底的沉降常表現(xiàn)為多階段性，沉降速率較低。 克拉通盆地，特別是位于穩(wěn)定大陸板塊之上的內(nèi)克拉通盆地常以大面積的淺海濱海（可有一部分海陸交互相）沉積為主。 由于處于構(gòu)造較穩(wěn)定的環(huán)境，沉積物的形成速度十分緩慢，形成寬而薄的席狀砂體，橫向上相變不明顯，表現(xiàn)出沉積中心與盆地沉降中心基本一致的特征。 沉積物以穩(wěn)定型的內(nèi)源沉積和陸源沉積為主。內(nèi)源沉

4、積物以碳酸鹽巖為主，其分布與沉積環(huán)境的水動力條件密切相關(guān)。陸源碎屑沉積巖以石英為主，石英砂巖中常見代表穩(wěn)定、開闊海環(huán)境的海綠石。 在盆地沉積的縱剖面上，表現(xiàn)出明顯的韻律旋回?？死ǖ倪@種旋回沉積，引發(fā)了層序地層學的誕生。 在內(nèi)克拉通盆地中，相對于全球海平面的變化，在低水位體系域以陸源碎屑沉積為主，高水位時則形成廣袤的碳酸鹽巖臺地。1.1.2.3 形成時期克拉通盆地的初始發(fā)育時間一次開始于早古生代（540520Ma），與勞倫大陸的破裂有關(guān)，形成了北美克拉通。另一次開始于二疊紀末泛大陸的裂解，從而發(fā)育了非洲、澳大利亞等一系列克拉通盆地。1.1.2.4 基底構(gòu)造特點 克拉通不僅不是不活動的、穩(wěn)定的和

5、不變形的，相反，它經(jīng)受過程度不一的變形作用，其中包括幾千米的位移。 裂谷或坳拉槽可以發(fā)育在陸殼之上，屬于克拉通盆地的一種類型，但是，它們是一種獨特的盆地，具有控制油氣產(chǎn)出的條件。 克拉通下伏地殼是不均一的。1.1.2.5 克拉通盆地的油源基礎(chǔ) 克拉通盆地源巖發(fā)育在寒武紀早白堊系，源巖主要為泥巖、頁巖、碳酸鹽巖等。 源巖變化厚度較大，從201000m 不等，生烴與否主要取決于有效源巖的厚度。 晚期發(fā)育的生油巖有機質(zhì)成熟度低，與盆地后期發(fā)展有關(guān)。 克拉通盆地的有機質(zhì)母質(zhì)類型較好，大多為、型有機質(zhì)。1.1.2.6 克拉通盆地的儲蓋組合 包裹式：如三角洲砂體、河流砂體、潮道砂體等四周為頁巖所圍繞，油源

6、的供給或靠周緣頁巖或靠斷層溝通。 披蓋式：蒸發(fā)巖、頁巖、泥灰?guī)r、泥巖等在儲集層上方形成遮擋。 披蓋/側(cè)向式：封隔層位于儲集巖上方及側(cè)方。 交互式：儲蓋組合在縱向上相互疊置，在側(cè)向上錯列遮擋，是克拉通內(nèi)盆地較常見的一種儲蓋組合，這與海進/海退的旋回式變化有關(guān)。 自儲自蓋式克拉通盆地的生油巖主要發(fā)育在坳陷內(nèi)，而儲集巖主要發(fā)育在隆起區(qū)或斜坡帶，因此，生油巖與儲蓋組合的配置關(guān)系以側(cè)變式為主。1.1.2.7 克拉通盆地的圈閉類型 與基底隆起有關(guān)的潛山圈閉油氣藏 基底隆起之上的（新）構(gòu)造常為同沉積背斜或與基底（斷裂）有關(guān)的構(gòu)造。 背斜圈閉 巖性圈閉 地層構(gòu)造符合圈閉1.1.2.8 克拉通盆地的油氣運移規(guī)律

7、 輻射狀油氣運移 垂向油氣運移 長距離側(cè)向運移2.2 拉張型盆地2.2.1 拉張型盆地的分類從板塊構(gòu)造動力學角度出發(fā)，把板塊三種主要運動形式中與拉張（或離散）運動有關(guān)的盆地，統(tǒng)稱為拉張型（或離散型）盆地。就板塊構(gòu)造位置而言，拉張型盆地主要有板塊內(nèi)部及克拉通內(nèi)部的裂谷型盆地和大陸板塊邊緣的盆地，以及板塊內(nèi)部的大洋中脊、大洋盆地和陸隆盆地。2.2.2拉張型盆地的基本特征2.2.2.1 陸內(nèi)裂谷盆地 陸內(nèi)裂谷盆地邊緣較陡、地勢較高，沉積物易被搬運離開盆地本地，因而沉積盆地相對處于饑餓狀態(tài)，碎屑來源于鄰近斷層陡崖和裂谷中隆升地塊，并沿裂谷中少數(shù)河道搬運，因此，在地表主要表現(xiàn)為淡水和咸水的沖積扇和湖泊沉

8、積。 陸內(nèi)裂谷盆地常具有殼幔鏡像倒影關(guān)系特征，即盆地區(qū)地殼厚度薄，且發(fā)育殼內(nèi)低速層或異常地幔，具負布格重力異常或正布格重力異常峰值、負磁力異常和高電導異常及高熱流值。2.2.2.2 陸間裂谷盆地大陸在拉張作用下完全開裂，地幔物質(zhì)上涌形成新的洋殼，盆地區(qū)發(fā)育成準大陸型或準大洋型過渡殼，裂谷軸部已位于洋殼之上，并成為典型的初始分離板塊邊界。2.2.2.3 坳拉谷盆地坳拉谷盆地指克拉通邊緣楔入克拉通內(nèi)部以斷層為邊界的槽地或地塹，是未發(fā)育成熟的裂谷帶。當鄰近洋盆關(guān)閉，轉(zhuǎn)換成褶皺造山帶時坳拉谷便殘留在大陸上，進一步接受來自于褶皺帶的沉積物。Dickinson認為在裂谷初期和早期，坳拉谷主要接受火山熔巖和

9、以斷層控制的斷崖扇沉積，物質(zhì)的搬運方向總體上沿裂谷軸部向洋搬運，而鄰近的大洋關(guān)閉后，物源來自于造山帶，向克拉通方向搬運。2.2.2.4 被動大陸邊緣盆地被動大陸邊緣及大西洋型大陸邊緣，是板塊離散的結(jié)果。按Dickison(1976)的觀點，被動大陸邊緣盆地主要有兩種類型：冒地斜沉積菱柱體和大陸堤。2.2.2.4.1 冒地斜沉積菱柱體 板塊分離到一定程度，洋殼和大陸殼之間的過渡殼變薄并向洋方向傾斜，使得沉積物大致從陸殼邊沿到洋殼附近發(fā)生巨厚的充填。 由于沉積物厚度向陸和向洋兩側(cè)收斂和后期的巖石圈撓曲，沉積體總體上呈棱柱狀態(tài)。 該類盆地早期由于斷裂作用的影響，往往發(fā)育基底碎屑巖，其主體沉積從大陸附

10、近的海岸平原到大陸階地的陸棚和近海沉積，在陸隆部分常常發(fā)育濁流沉積并相互連接成深海扇。 以撓曲沉降為主時，發(fā)育碳酸鹽巖和碎屑巖成熟的陸棚相沉積。其構(gòu)造特征由于受先期封閉條件下形成的巖鹽的影響，可以形成刺穿構(gòu)造。當處于下伏原洋裂谷期斷層活動階段時可以形成同生斷裂構(gòu)造。2.2.2.4.2 大陸堤 大陸堤是當物源十分充足時，冒地斜菱柱體繼續(xù)向洋延伸，從陸架斜坡陸隆三結(jié)合發(fā)展而成。此時的過渡殼和洋殼因負荷加大，均明顯撓曲沉降并形成平底，路坡轉(zhuǎn)折帶可以達到真正的洋殼基底上。 大陸堤是一個巨大而穩(wěn)定的凸鏡體，其沉積組合為一系列單一的凸鏡體構(gòu)成的復(fù)合的凸鏡體。每個凸鏡體保持從最淺的到最深的沉積相，從發(fā)育良好

11、儲層的三角洲和海岸沉積體漸變?yōu)橛袡C質(zhì)豐富的前三角洲和斜坡相，然后為濁流沉積。 隨著大陸堤不斷擴展，海岸沉積構(gòu)成一個連續(xù)的蓋層，橫鋪在頂部，構(gòu)成一套有利的生儲蓋組合。 下伏海相沉積中的鹽刺穿構(gòu)造和由于重力滑動形成的生長斷層和同生構(gòu)造可以形成良好的圈閉3.3 匯聚型盆地3.3.1 匯聚型盆地的分類根據(jù)火山弧的相對位置，分為海溝、增生盆地、弧前盆地、弧內(nèi)盆地、弧后前陸盆地、邊緣海盆地、弧間盆地。3.3.2 匯聚型盆地的基本特征3.3.2.1 海溝和增生盆地3.3.2.1.1 海溝 水下海溝靠洋方向的洋底由熱液沉積和洋殼拉斑玄武巖及其上的遠洋沉積和火山灰組成，絕大部分都無陸源沉積物的堆積。 地震剖面顯

12、示：大多數(shù)海溝沉積充填物變形很小。 海溝是長形沉積盆地，其沉積物主要供應(yīng)來自于盆地一側(cè)，并主要沿橫向搬運。 海溝中有4 中類型的沉積相：海溝扇、軸向水道、非水道化片狀流、饑餓海溝。3.3.2.1.2 俯沖增生盆地 俯沖增生盆地最發(fā)育的地點是在下沖板塊或海溝中有充分的陸源沉積供應(yīng)之處。 沉積物的特征是地層傾向巖漿弧，而構(gòu)造指向卻與之相反；地層厚達數(shù)十千米。 俯沖增生體既是一個構(gòu)造活動場所，也是一個重要的沉積場所。 沉積物主要是半遠洋粉砂和泥，濁流沉積也很重要。 沉積物的相組合可分為海底峽谷組合、斜坡組合和斜坡盆地組合。3.3.2.2 弧前盆地 根據(jù)盆地基底性質(zhì)，弧前盆地一般可分為3 種類型：殘留

13、盆地、堆積盆地和復(fù)合盆地。 弧前盆地中的沉積物有3 種來源：俯沖增生體、火山（巖漿）弧，以及某些情況下相鄰大陸的縱向補給。 現(xiàn)代弧前盆地一般寬50100km，長可達數(shù)千千米，沉積物可厚10km，覆蓋在增生雜巖體之上，可以是地層接觸，也可以是斷層接觸。3.3.2.3 弧內(nèi)盆地和弧背盆地 弧內(nèi)盆地分布在火山弧內(nèi)部或火山弧與弧前盆地的過渡地區(qū)，沉積物不整合地覆于弧體巖石之上。在大陸邊緣弧和一些共生有廣闊盆地的大洋弧中，島弧火山活動的顯著特點是其爆發(fā)性，它有兩種爆發(fā)方式，即高對流噴發(fā)柱形式，形成廣泛的火山灰層和火山碎屑流；另一種是物質(zhì)搬運方式，這是噴發(fā)期內(nèi)火山灰云、水下火山碎屑流和火山碎屑泥石流或噴發(fā)

14、期后的河流、海岸和海洋過程，特別是沉積物塊體流的形成過程。 弧背盆地發(fā)育在弧背褶皺逆沖帶的前陸地區(qū)，一般開始于板塊俯沖的中后期，常稱為弧后前陸盆地，同碰撞縫合帶前緣盆地周緣前陸盆地一起構(gòu)成最重要的兩類前陸盆地。在板塊匯聚過程中，弧前盆地的形成和演化主要受弧背褶皺逆沖帶的控制，這個造山帶成為弧背盆地的主要物源區(qū)，但弧背盆地也可以接受縱向水流帶來的物源。3.3.2.4 弧后邊緣盆地和弧間盆地 現(xiàn)代弧后邊緣盆地和弧間盆地主要分布于太平洋西部，也見于大西洋西部和地中海。 弧后邊緣盆地一般堆積有大量沉積物，它們的地層厚度接近于大陸殼。 有些弧后盆地是拉張性盆地，這是由于與消減有關(guān)的洋殼弧后擴張引起的。

15、控制弧后特性和弧后盆地分布的關(guān)鍵因素很可能是俯沖帶相對于上覆板塊的側(cè)向運動。 弧間盆地中的沉積物包括來自火山島鏈的火山碎屑與蒙脫石粘土、生物軟泥以及風吹來的大陸灰塵，而缺少陸源物質(zhì)的注入。雖然大多數(shù)盆地是對稱張開的，但沉積作用類型卻很少對稱。 弧后邊緣盆地則有大量不同類型的陸源物質(zhì)的注入，它的沉積作用類型同大洋一樣復(fù)雜。在新生的海盆地殼上覆蓋有遠洋沉積物，在深海平原中有幾千米厚的濁流沉積，在大陸架上有大陸沉積盆地。3.4 與碰撞造山有關(guān)的盆地3.4.1與碰撞造山有關(guān)的盆地的分類與碰撞造山有關(guān)的盆地主要包括三種類型：殘留洋盆、碰撞后繼盆地和前陸盆地。其中前陸盆地又分為周緣前陸盆地和弧背前陸盆地。

16、3.4.2 前陸盆地的基本特征 一般分布于造山帶和前陸隆起之間，并與它們的走向平行，具有不對稱結(jié)構(gòu)，沉積充填體呈楔狀，靠近造山帶一側(cè)較厚，近克拉通一側(cè)較薄，其地殼厚度比山脈區(qū)薄，比克拉通地區(qū)一般要厚。 發(fā)育的構(gòu)造背景可以是被動大陸邊緣、克拉通周緣和坳拉谷等，沉積基底一般是被動大陸邊緣上的盆地至斜坡、陸架的沉積物等。 是一類重要的撓曲盆地，撓曲程度取決于盆地巖石圈的剛度、構(gòu)造負載和沉積負載的大小，撓曲模型有彈性模型、粘彈性模型和熱撓曲模型。 一般為陸源碎屑巖，缺乏碳酸鹽巖沉積，充填物包括巨厚的海相至陸相沉積物，下部巖系于造山帶主造山幕同齡，上部沉積巖系為沖斷和抬升的產(chǎn)物，其間多以角度不整合面為界

17、。 沉降曲線具有環(huán)、陡兩段，早期一般較緩，晚期較陡，并具上凸型構(gòu)造沉降曲線類型，其沉降速率一般比被動大陸邊緣、裂谷和克拉通盆地的沉降速率大，并具有自中心向盆緣遞增的趨勢，沉降中心和沉積中心不一致。 前緣隆起是前路盆地的重要組成部分，它是巖石圈受上疊地殼加載于克拉通側(cè)發(fā)生均衡撓曲的結(jié)果，其向上的撓曲幅度與沖斷體規(guī)模和前陸盆地沉降中心下沉幅度成正比。 沉積充填物一般具有雙物源，物源供給形式主要受沖斷造山有關(guān)的地形起伏影響。 一般為冷盆，缺乏區(qū)域性火山活動。 構(gòu)造樣式主要為薄皮逆沖斷層、被動雙重構(gòu)造、往克拉通方向發(fā)育背沖和對沖的基底卷入型逆沖斷層等。3.5  與走滑斷層有關(guān)的盆地3.5.1 走滑盆地的分類從動力學系統(tǒng)出發(fā)，與走滑斷層有關(guān)的盆地有三種類型：走滑拉張盆地、走 滑擠壓盆地、走滑拉分盆地。3.5.2  走滑盆地的基本特征 盆地類型走滑拉張盆地走滑擠壓盆地走滑拉分盆地盆地構(gòu)造 發(fā)育位置離散走滑構(gòu)造帶沖斷帶、造山帶前緣等斜向擠壓部位走換斷層側(cè)接處或雁行斷裂部位伴生構(gòu)造主要發(fā)育雁列狀斷裂，缺少 明顯的擠壓作用。僅局部發(fā) 育褶皺，褶皺軸與主位移帶 平行。逆斷層、褶皺構(gòu)造甚 至推覆構(gòu)造。褶皺與 斷裂 多 呈 雁 列 狀 排 列。在盆地內(nèi)形成多 沉積中心斷裂，沿盆地對角線 方向或在盆地內(nèi)形成 多個坳陷和水下凸起控制 盆 地 形成 的主要因素走滑與拉張雙重