沉積盆地介紹

1、沉積盆地概述,第一節(jié) 基本概念 第二節(jié) 主要盆地類型及特征 第三節(jié) 中國的沉積盆地,主 要 內(nèi) 容,一、 沉積盆地的概念 盆地是指地殼表面三度空間上的凹地，沉積盆地是指地球歷史上長期處于沉降狀態(tài)并被厚層沉積物充填的盆地。 沉積盆地含義：首先被厚層沉積物充填的盆地才能稱為沉積盆地；其次，沉積盆地是地球歷史上長期處于沉降狀態(tài)的地區(qū)，或者說未經(jīng)過造山隆起的沉降地區(qū)。,二 、沉積盆地的成因機(jī)制 歸結(jié)為重力、熱力和應(yīng)力趨動(dòng)三種模式： 重力模式：指沉積載荷作用引起巖石圈彎曲而出現(xiàn)坳陷. 熱力模式：指熱膨脹引起巖石圈最初隆起并遭受剝蝕，隨后的冷卻又引起巖石圈下沉而出現(xiàn)坳陷。 應(yīng)力模式： 張力作用下，正斷層產(chǎn)

2、生的地殼楔沉降； 擠壓力作用下，隆起前緣的均衡下降； 地殼擴(kuò)張時(shí)，下部地殼拉伸減薄引起上部脆性地殼的破裂下沉； 由平移或轉(zhuǎn)換斷層引起地殼的局部沉陷。,三、盆地的分類 盆地概念由地槽學(xué)說發(fā)展而來，最初是以與地槽、地臺(tái)的關(guān)系來分類，如： 克拉通內(nèi)盆地，是指分布在克拉通之上的盆地； 前陸盆地，指造山晚期在地臺(tái)邊緣地帶形成的盆地，以磨拉石沉積為代表； 山前盆地，指造山作用之后在中間地塊邊緣形成的低地； 上疊盆地，指疊加在造山帶褶皺地層之上的盆地； 山間盆地，指造山帶中在基底固結(jié)硬化較早的塊體上發(fā)育的盆地； 地洼，專指中新生代以來因構(gòu)造活化而形成的盆地。,由于盆地內(nèi)的沉積及構(gòu)造樣式演化受地球動(dòng)力學(xué)構(gòu)造環(huán)

3、境所制約，因此，按板塊構(gòu)造的觀點(diǎn)，首先可將盆地劃分為伸展盆地、擠壓盆地、走滑盆地和克拉通盆地四大類型，然后可根據(jù)盆地所處的地殼結(jié)構(gòu)和大地構(gòu)造位置進(jìn)一步劃分為若干類型。盡管這個(gè)分類方案還不是很完善，但它基本上可以高度概括盆地的所有類型,第一節(jié) 基本概念 第二節(jié) 主要盆地類型及特征 第三節(jié) 中國的沉積盆地,主 要 內(nèi) 容,一、伸展盆地（裂陷構(gòu)造環(huán)境） 裂陷構(gòu)造環(huán)境的盆地是巖石圈在拉張構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生分裂、斷陷所產(chǎn)生的盆地。 大陸板塊的分裂擴(kuò)張是經(jīng)過大陸內(nèi)主動(dòng)裂谷盆地、大陸間裂谷盆地，最后演化為被動(dòng)大陸邊緣盆地。,1、陸內(nèi)裂谷盆地,陸內(nèi)裂谷盆地的形成與地幔物質(zhì)上涌，導(dǎo)致地殼拉伸與減薄有密切的關(guān)系。

4、,地幔上隆導(dǎo)致裂陷盆地形成模式圖,2、陸間裂谷盆地,由陸內(nèi)裂谷進(jìn)一步演化分離漂移而成。 盆地基底具過渡性質(zhì)，由減薄的陸殼和部分新生洋殼組成。陸間裂谷的地溫梯度較高，這是與陸內(nèi)裂谷的不同之處。 盆地內(nèi)的沉積物來源于兩側(cè)隆起的陸塊。早期為陸相河流攜帶的粗碎屑物質(zhì)，中期為湖泊相的泥巖、碎屑巖和蒸發(fā)巖組合，晚期有海陸交互相、海相泥質(zhì)巖、碎屑巖、蒸發(fā)巖、火山碎屑巖，并夾帶玄武巖、輝綠巖和輝長巖組成的新生洋殼成分。,陸內(nèi)裂谷陸間裂谷,3、被動(dòng)陸緣盆地,被動(dòng)大陸邊緣盆地產(chǎn)生于海底擴(kuò)張后期，由大陸邊緣或陸間裂谷繼續(xù)擴(kuò)張、逐漸張開加寬而形成。大陸在分離后隨時(shí)間的延續(xù)發(fā)生失熱沉降，同時(shí)由于沉積物負(fù)荷作用進(jìn)一步發(fā)生

5、區(qū)域性撓曲沉降，形成具有寬廣的大陸架、平緩的大陸坡和大陸隆的被動(dòng)大陸邊緣盆地。一般來講，在構(gòu)造特征上，從陸殼邊緣向海洋方向發(fā)生階梯狀斷陷，形成邊緣裂陷槽。,裂谷的形成和演化過程,裂前的拱起破裂階段,陸內(nèi)裂谷階段,陸間裂谷階段,大洋裂谷階段,以河湖相碎屑巖或火山碎屑巖沉積為主,主要以蒸發(fā)巖沉積為特征,碎屑物可搬運(yùn)至深海盆，在深水區(qū)形成濁積與半遠(yuǎn)洋沉積互層,主要在陸基上形成厚層濁積和以細(xì)層理為特征的平積層,大西洋被動(dòng)大陸邊緣盆地演化的四個(gè)階段,5、坳拉谷盆地,坳拉谷盆地指以正斷層為邊界、發(fā)育于克拉通內(nèi)的地槽，有以下特征： 出現(xiàn)在大陸邊緣的凹入部位，與陸緣近于垂交； 近陸緣處活動(dòng)性大，越向大陸內(nèi)部下

6、陷幅度越小，直至最后消失； 其生成時(shí)期與大陸破裂同時(shí)，初期為一狹窄的地塹，后期轉(zhuǎn)化為寬闊的拗陷，結(jié)束時(shí)無明顯的構(gòu)造變形； 如有巖漿活動(dòng)，以堿性火山活動(dòng)占優(yōu)勢； 具有地殼增厚和正的布格異常的特殊組合。,坳拉谷盆地是大陸裂谷向大洋演化過程中出現(xiàn)的三叉裂谷中的一支，這一支因后來停止活動(dòng)成為夭折谷，另兩支繼續(xù)擴(kuò)張而成為大洋。,坳拉谷內(nèi)的沉積物在其不同的發(fā)展階段也有差異，在早期和晚期以陸相碎屑巖為主，在中期以海相、海陸過渡相碎屑巖和碳酸鹽巖為主。在早、中期，坳拉谷內(nèi)的沉積物來源于周邊的大陸隆起區(qū)（流向海洋的方向）；晚期，由于海洋的收縮封閉，形成碰撞造山帶，產(chǎn)生隆起剝蝕區(qū)，沉積物自造山帶向大陸內(nèi)部方向搬運(yùn)

7、。,拗拉谷盆地沉積特征,6、大陸邊緣裂谷盆地,大陸邊緣裂谷盆地的形成與板塊俯沖，造成大陸邊緣的張性變形有密切的關(guān)系。這種裂谷盆地常被稱為被動(dòng)裂谷盆地，一般規(guī)模較大，沉積巨厚。,大洋板塊俯沖與大陸邊緣裂谷盆地演化關(guān)系圖,二、聚斂構(gòu)造環(huán)境的盆地,在俯沖階段，發(fā)生B型俯沖，大洋板塊俯沖進(jìn)入地幔，大陸板塊仰沖其上，兩者在壓應(yīng)力作用下形成深海溝。在海溝之后，常常是由火山噴發(fā)巖和同源深成巖體構(gòu)成火山島弧。在島弧的后面常形成弧后盆地。 在碰撞階段，發(fā)生A型俯沖帶及有關(guān)的周緣前陸盆地。此外，在碰撞造山帶形成過程中，常有殘留大洋盆地形成。在擠壓帶周緣形成山前撓曲盆地。在擠壓帶內(nèi)，常形成擠壓后期拉張斷陷型的山間盆

8、地。,海溝、弧前盆地、斜坡盆地與消減帶雜巖體發(fā)育的關(guān)系,1、海溝盆地,海溝盆地發(fā)育在島弧前緣，由大洋板塊俯沖而形成的兩側(cè)不對(duì)稱的凹槽，靠島弧的一側(cè)坡度較陡；向海延伸的一側(cè)坡度較緩。由于洋殼俯沖作用，海溝盆地的沉積物潛入地幔而消耗，因而海溝中的沉積物時(shí)代較新，厚度不大。其沉積物的來源由兩部分構(gòu)成，一部分是半深海、深海相濁積巖沉積，一部分是俯沖板塊帶來的深海沉積物。此外，由于俯沖作用，大洋板塊上的沉積物或仰沖板塊上產(chǎn)生的破碎巖塊，混合起來形成性質(zhì)不同、時(shí)代不同的混雜巖體。,2、弧前盆地,位于島弧與海溝之間。由于板塊俯沖作用，使溝弧之間下部巖石圈撓曲下沉，形成一個(gè)大的拗陷，即弧前盆地。沉積物主要是來

9、自巖漿弧的碎屑沉積。一般情況下，由于構(gòu)造不穩(wěn)定，沉積成熟度較低，盆地時(shí)代新。,3、弧間盆地,弧間盆地分布在殘留弧與火山弧之間，在地貌上類似于深海平原，盆地兩側(cè)常為正斷層所限，基底地殼類型為大洋型。,弧間盆地構(gòu)造演化示意圖,4 、弧后盆地,位于島弧后面向著大陸的一側(cè)，發(fā)育于B型俯沖的仰沖板塊上。若俯沖速度加快，可使軟流圈加熱增溫，從而在弧后地區(qū)誘發(fā)小型熱對(duì)流，使部分上地幔物質(zhì)底辟上升流動(dòng)，上部巖石圈產(chǎn)生拉張效應(yīng)，形成弧后盆地?；『笈璧氐陌l(fā)育起因于火山弧后的拉張分裂，持續(xù)的拉張作用逐步形成分裂軸位置有洋殼的弧后盆地。 弧后盆地沉積的最大特點(diǎn)是火山碎屑沉積占優(yōu)勢，因火山弧是它主要的物源區(qū)，,5、殘留

10、洋盆地,當(dāng)兩個(gè)大陸板塊相碰撞形成縫合帶時(shí)，先發(fā)生碰撞的點(diǎn)段褶皺隆起，并發(fā)育前陸盆地；還未發(fā)生碰撞的點(diǎn)段仍為洋盆，稱為殘留洋盆地。殘留洋盆地中形成大型三角洲沉積體系，再向海洋中心發(fā)育著海底扇濁積巖，并覆于洋底遠(yuǎn)洋沉積之上。隨著俯沖作用加劇，殘留洋盆逐漸縮小，甚至封閉消失；同時(shí)前陸盆地不斷擴(kuò)大，磨拉石沉積組合覆蓋于復(fù)理石沉積組合之上。,A-碰撞早期；B-碰撞晚期,殘留盆地逐漸封閉示意圖,6 、弧背前陸盆地,弧背前陸盆地位于大陸基底之上，與大陸邊緣弧之后的前陸褶皺沖斷帶毗鄰，是與大陸巖石圈的部分俯沖有關(guān)的一種前陸盆地 ?；”城瓣懪璧氐陌鍓K位置離蛇綠巖套較遠(yuǎn)、距巖漿弧帶較近。,弧背前陸盆地通常具有以下

11、特征： 位于大陸地殼上，其活動(dòng)翼是前陸褶皺帶而不是島弧，多數(shù)前陸盆地的發(fā)展與薄皮沖斷帶有關(guān)，少數(shù)發(fā)育在厚皮基底隆起帶； 具有規(guī)模大、演化時(shí)間長的特征（幾百km寬、幾千km長、上千km厚的地層充填和10100Ma的演化時(shí)間）； 沖斷帶在橫剖面上是楔形的，毗鄰造山系核部，向大陸內(nèi)部變薄；盆地沉積在橫剖面上也是楔形的，緊靠沖斷帶邊緣處最厚； 底部是造山期后的磨拉石，有明顯的不整合； 相對(duì)其他弧后盆地而言，弧背前陸盆地是壓性盆地。,7、周緣前陸盆地,周緣前陸盆地位于陸陸碰撞造山帶的褶皺沖斷帶與板塊之間，是在縫合帶的俯沖板塊上發(fā)展起來的，位置離蛇綠巖套較近、距巖漿弧帶較遠(yuǎn)。,周緣前陸盆地,周緣前陸盆地,

12、周緣前陸盆地具有下列基本特點(diǎn)： 在橫剖面上不對(duì)稱，靠近造山帶一側(cè)沉積較厚、構(gòu)造變形強(qiáng)烈，靠近大陸一側(cè)沉積較薄、構(gòu)造變形微弱； 以異常高的堆積速率為特征，以碎屑沉積為主，物源主要是造山帶，也可來自翼部克拉通； 盆地下部可能為海相、海陸交互相及三角洲相沉積，向上則主要是河流相、三角洲相、湖沼相沉積及山麓相堆積。 盆地沉積物下部是同造山期或造山前形成的復(fù)理石沉積，之上是造山后或同造山期形成的磨拉石沉積。,8、山前凹陷盆地,前陸盆地形成的前提條件是沖斷載荷，而中亞地區(qū)中生代的盆地，與前陸盆地的概念不同，既沒有同造山期的逆沖作用，又沒有后造山期的擴(kuò)展作用，故提出后續(xù)前陸盆地、繼承性前陸盆地、類似前陸盆地

13、和中國式盆地等概念。 最初密度大而冷的克拉通邊緣地殼在重力作用下破碎而下沉到密度小而熱的造山帶之下，從而引起上地殼的撓曲變形。盆地早期沉陷受重力控制，晚期與沖斷負(fù)荷效應(yīng)有關(guān),RAB-弧背前陸盆地，PFB-周緣前陸盆地，ICB-山前凹陷盆地,板塊聯(lián)合過程中形成的三類盆地,山前凹陷盆地與前陸盆地特征對(duì)比表,9、山間盆地,多分布于古生代褶皺斷裂帶之間，是大陸板塊在碰撞作用后期，由于應(yīng)力松馳拉張效應(yīng)，在構(gòu)造負(fù)荷作用下發(fā)生斷陷沉降所形成的一類盆地。 多為中小型盆地，邊界為斷層所限，早期以高角度正斷層為主，晚期常轉(zhuǎn)化為高角度逆斷層。沉積物來自周邊褶皺山系，自邊緣至中心常形成沖積相、河流相、三角洲相、濱淺湖

14、相、深湖相沉積體系。盆地內(nèi)的沉積物具有多旋回性，基本上是同造山期或造山后期形成的磨拉石和粗碎屑巖，含煤和蒸發(fā)巖類。,三、走滑斷裂構(gòu)造環(huán)境的盆地,在大陸內(nèi)部的走滑斷裂，在兩側(cè)塊體作水平剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般在塊體運(yùn)動(dòng)的前方形成擠壓區(qū)，在后方形成拉張區(qū)。這些擠壓或拉張變形是對(duì)走滑斷層水平位移的有效調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。,當(dāng)走滑斷層有彎曲或斷面偏離直立時(shí)，則可能產(chǎn) 生局部離散帶和聚斂帶，導(dǎo)致地殼拉伸下沉和擠壓上升。 當(dāng)斷面急劇彎曲或呈鋸齒狀形態(tài)時(shí)，根據(jù)局部應(yīng)力的分布狀況，有的地方形成褶曲和沖斷層，有的地方形成拉分盆地。 當(dāng)走滑斷層由平直向彎曲、分支發(fā)展過程中，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀斷層系，其中產(chǎn)生了成對(duì)的隆起斷塊和下沉斷塊

15、盆地。,走滑型盆地即是與大型走滑活動(dòng)有關(guān)的盆地，有走滑拉分盆地和滑脫型盆地兩個(gè)主要類型。,四、克拉通構(gòu)造環(huán)境的盆地,克拉通盆地是指在地質(zhì)歷史的很長時(shí)期內(nèi)下沉的區(qū)域性的坳地，是地殼上已經(jīng)穩(wěn)定的和很少遭受變形的部分。具有區(qū)域變質(zhì)或花崗巖化的堅(jiān)硬基底，由于巖石圈變冷，比重增大，因重力作用而緩慢下沉，或因地幔隆起或因相鄰板塊的擠壓作用，使古老地臺(tái)逐漸下降?？死ㄅ璧孛娣e很大，沉降緩慢，沉積物厚度不大，沉積類型包括淺海相砂泥頁巖、碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖，缺乏深海沉積物和濁積巖，也沒有火山活動(dòng)，構(gòu)造變動(dòng)微弱，褶皺極其平緩。,沉積盆地分類,第一節(jié) 基本概念 第二節(jié) 主要盆地類型及特征 第三節(jié) 中國的沉積盆地,主

16、要 內(nèi) 容,一 、主要沉積盆地類型 對(duì)于具有多期次構(gòu)造演化的中國大陸來說，沉積盆地具有多種多樣的類型，可劃分為四大類型： 裂陷構(gòu)造環(huán)境的盆地 聚斂構(gòu)造環(huán)境的盆地 走滑斷裂構(gòu)造環(huán)境的盆地 克拉通構(gòu)造環(huán)境的盆地,中國沉積盆地與油氣田分布圖,1、裂陷構(gòu)造環(huán)境,2、聚斂構(gòu)造環(huán)境, B型俯沖構(gòu)造環(huán)境, A型俯沖構(gòu)造環(huán)境, C 型俯沖構(gòu)造環(huán)境,3 走滑斷裂構(gòu)造環(huán)境,4 克拉通構(gòu)造環(huán)境,二、沉積盆地的主要特征,由于中國大陸構(gòu)造形成和演化的特殊性，不同類型的盆地具有不同的發(fā)育程度及獨(dú)特的特征。 聚斂構(gòu)造環(huán)境的盆地在中國最為發(fā)育，特別是A型俯沖構(gòu)造環(huán)境的周緣前陸盆地和C型俯沖構(gòu)造環(huán)境的山前凹陷盆地最為常見 裂陷

17、構(gòu)造環(huán)境的坳拉谷盆地、大陸內(nèi)裂谷盆地在中國也較為為常見，但其發(fā)育的時(shí)間相對(duì)較短、幅度也有限，而且反轉(zhuǎn)構(gòu)造發(fā)育。,克拉通構(gòu)造環(huán)境的克拉通盆地也比較發(fā)育，但活動(dòng)性比較強(qiáng)。如華北克拉通盆地、揚(yáng)子克拉通盆地 由于中國大陸構(gòu)造的形成與演化具有多旋回的特征，沉積盆地的形成與演化也具有多旋回的特征，常形成復(fù)合盆地 沒有時(shí)間概念的（或時(shí)間概念比較粗略的）沉積盆地分布圖，對(duì)于具有多期次構(gòu)造演化的中國大陸來說是不適合的。,總的演化趨勢是按照威爾遜旋回的發(fā)展，早期多發(fā)育與裂陷構(gòu)造背景有關(guān)的沉積盆地，晚期多發(fā)育與聚斂構(gòu)造背景有關(guān)的沉積盆地。根據(jù)中國大陸構(gòu)造形成與演化的實(shí)際情況，沉積盆地的形成可以概括為中元古代-新元古代早期、南華紀(jì)-三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)-第四紀(jì)三個(gè)沉積盆地形成階段。,三、 中國沉積盆地的形成與大陸構(gòu)造的演化,中元古代-新元古代早期，主要發(fā)育陸內(nèi)裂陷 構(gòu)造環(huán)境的盆地； 南華紀(jì)-三疊紀(jì)，早期主要發(fā)育被動(dòng)大陸邊緣 構(gòu)造環(huán)境的盆地和陸內(nèi)克拉通盆地，晚期主要發(fā) 育聚斂構(gòu)造背景有關(guān)的沉積盆地； 侏羅紀(jì)-第四紀(jì)，中國東部主要發(fā)育陸內(nèi)裂陷 構(gòu)造環(huán)境的盆地、西部主要發(fā)育大型聚斂構(gòu)造背 景有關(guān)的沉積盆地。,中國J-Q時(shí)期沉積盆地類型圖(田在藝),1-裂谷型盆地；2-弧后被動(dòng)邊緣盆地；3-克拉通盆地；4-山前凹陷盆地；5-山間斷陷盆地；6-走滑斷陷盆地,例： 塔里木盆地的