1、1、概述 沉積作用隨著不同的盆地類型而不同，而盆地類型、性質(zhì)是受到板塊構(gòu)造背景所控制。 盆地指地殼表面三度空間上的凹地，按構(gòu)造位置可分為大洋盆地、大陸邊緣盆地和克拉通內(nèi)盆地三類；按時代可分為前寒武紀盆地、古生代盆地與中新生代盆地三類。沉積盆地與盆地概念不完全相同。在沉積盆地的概念中不應包括大洋盆地，原因是它的沉積厚度平均僅2 000m，因此建議將沉積盆地的厚度限定在 2000m, 沉積盆地概念的建立主要是服務于石油天然氣勘探。,第五章、板塊構(gòu)造與沉積作用,沉積盆地的另一層含義是：它是地球歷史上長期處于沉降狀態(tài)未隆起造山的地區(qū)，這就把大多數(shù)中生代以前的盆地排除在外。因為所有造山帶都曾經(jīng)是盆地，沒

2、有這一限制，盆地和造山帶的含義就容易混淆，因而所總結(jié)的盆地成因機制常常并不適用于以含油氣為特征的沉積盆地。,1、概述,20世紀80年代以來，根據(jù)與板塊構(gòu)造的關系對盆地分類，例如 Bally, （1975）及 Haily and Snelson(1980)的分類：與縫合帶無關的盆地，如大洋盆地、被動陸緣盆地、克拉通盆地與裂谷盆地等；近縫合帶盆地，如 B型與 A型俯沖帶附近的海溝與深拗陷；中國型盆地，與縫合帶有關，但遠離縫合帶的盆地；縫合帶盆地，如不同類型的弧后盆地及與縫合帶巨型剪切活動有關的盆地等。,1、概述,近代盆地分類多從下列三種因素考慮： 盆地形成的構(gòu)造背景、力學機制； 充填盆地的沉積層序

3、; 盆地后期改造的構(gòu)造環(huán)境。,1、概述,包特（1976）曾將盆地的成因機制歸結(jié)為重力、熱力和應力三種模式。 1）重力模式是把拗陷歸因于沉積載荷作用下的巖石圈彎曲，同時借助于相轉(zhuǎn)換假說，提出沉積荷載可能觸發(fā)輝長巖一榴輝巖的相變，相變既可能加大沉降幅度，也是盆地后期抬升的原因（拆沉）；,1、概述,2）熱力模式是指熱膨脹引起巖石圈最初隆起，并受到剝蝕，后來巖石圈的冷卻下沉將引起沉陷；另一種原因可能是密度大的基性、超基性物質(zhì)侵入，引起下部地殼密度加大而下沉（底侵與拆沉作用）；還有一種可能是下地殼的密度增加，是由于熱事件引起巖石變質(zhì)成麻粒巖或榴輝巖引起的。,1、概述,3) 應力模式（四種假設） 張力作用

4、下正斷層產(chǎn)生的地殼楔沉降； 擠壓力作用下隆起前緣的均衡下降； 地殼擴張時，下部地殼拉伸減薄引起脆性上部地殼的破裂下沉； 由于平移或轉(zhuǎn)換斷層引起的地殼的局部沉陷。,1、概述,對盆地進行成因分類的方案很多，最多見的是從擠壓、拉張與剪切三種應力出發(fā)進行分類；結(jié)合沉積特征分為斷陷型、拗陷型；強調(diào)初始原因分為裂谷型、前陸型；強調(diào)綜合成因分為疊合型、復合型；強調(diào)構(gòu)造位置劃分為陸內(nèi)陸緣和大洋盆地等等。之所以分類方案很多，原因是沉積盆地的形成多是綜合作用的結(jié)果，一種成因機制往往是另一種機制的延伸，很難截然分開。近年來國際上的盆地分析特別強調(diào)初始原因，把沉積盆地分為伸展型、撓曲型和走滑型三類，基本上概括盆地的所

5、有類型。,1、概述,伸展型盆地是指在巖石圈伸展背景下發(fā)育的盆地，一般以地殼變薄為其主要特征。究其原因，又分為熱力驅(qū)動的伸展作用、應力驅(qū)動和重力驅(qū)動的伸展作用，前者又以普遍有火山活動為特征，這就是一般分類中的裂谷型盆地。應力驅(qū)動的地殼伸展即一般所講的拉張盆地。陸內(nèi)、陸緣盆地屬于在重力驅(qū)動力下地殼向一個方向的蠕動拉伸，被動陸緣是典型的實例。,2、伸展型盆地,節(jié)理和斷層是巖石脆性變形的證據(jù)，褶皺則是巖石脆塑性或塑性變形的證據(jù)，它們都取決于溫度壓力和應變速率 巖石圈伸展作用方式可以是純剪切應變，也可以是簡單剪切應變；可以是均勻應變，也可以是非均勻應變。,2.1變形形式,裂谷應變模型,裂谷是地殼拉張區(qū)，

6、以地殼薄、高熱流值和火山活動為特征。多主張是地幔熱柱作用的結(jié)果。初始原因是軟流圈物質(zhì)上涌，上覆巖石圈隆起，上地殼拉張斷陷，下地殼及殼下巖石圈蠕變伸展而形成盆地下降；晚期上涌的熱地幔物質(zhì)冷卻收縮或發(fā)生相轉(zhuǎn)換，引導巖石圈彎曲變形而形成拗陷型盆地，盆地沉積向兩側(cè)超覆。,2.2裂谷盆地,主動和被動兩類，前者是地幔隆起為主因，后者是地殼伸展減薄為主因。,2.2裂谷盆地,成 因,第一, 地幔底辟隆起，在隆起頂部可因均衡和張裂作用形成沉積盆地，以細粒碎屑沉積為主 第二階段因地幔底辟的進一步上拱，巖漿沿邊界斷裂上升，引起裂谷肩部隆起，故形成粗碎屑沉積 第三階段，隨著地幔底辟的進一步擴大，地殼伸展減薄，沉降加劇

7、，盆地向外擴展，由于遠離物源區(qū)，沉積物顆粒度變細，甚至出現(xiàn)未補償沉積。,裂谷演化階段,大西洋型被動陸緣伸展盆地經(jīng)歷了從大陸裂谷到大洋的轉(zhuǎn)變，故一般將其演化分為四個階段,裂谷演化階段,大陸裂谷階段一般均以河湖相碎屑巖或火山碎屑巖沉積為主； 紅海型裂谷主要以蒸發(fā)巖沉積為特征； 窄大洋期間因裂谷肩消失，碎屑物可搬運至深海盆，從而在深水區(qū)形成濁積與半遠洋沉積的互層； 大西洋階段主要在陸基上形成厚層濁積和以細層理為特征的沉積層。,裂谷沉積特征,克拉通盆地這一概念頗有異議，一種定義的克拉通盆地相當于陸內(nèi)盆地?？死ㄅ璧貎H指發(fā)育在克拉通地塊之上的盆地而言。 克拉通盆地發(fā)育的一個重要事實是，明顯受早、晚顯生宙

8、巨旋回的影響,說明克拉通盆地的發(fā)育與兩次泛大陸的解體關系密切，即板塊的分裂與漂移是盆地初始形成的主要原因。 正因為全球主要克拉通盆地的發(fā)育與顯生宙幾次大的大陸分裂活動有關，所以這里將克拉通盆地歸人伸展型盆地系列。 以陸相及淺海相碳酸鹽巖及蒸發(fā)巖沉積為主。,2.3克拉通盆地,撓曲型盆地是指地殼撓曲變形所形成的盆地，并非是簡單的擠壓應力所致。Alien（1990）把前陸盆地和海溝歸結(jié)為撓曲盆地，認為其形成機制是巖石圈受外力作用而發(fā)生撓曲變形的結(jié)果。大陸上的撓曲盆地可分為同造山期前陸盆地和后造山期山前凹陷二類。,3 撓曲型盆地,Dickinson（1974）最初把前陸盆地分成兩類：1）周緣前陸盆地，

9、位于陸一陸碰撞造山帶前弧地區(qū) 2）弧后前陸盆地，位于大洋巖石圈俯沖形成的巖漿派之后（如安第斯地區(qū)。北美晚中生代一新生代落基山盆地)。 盡管國內(nèi)外已劃分出許多不同類型的前陸盆地，但是基本的一點是：在沖斷負荷作用下克拉通地殼因撓曲作用形成的盆地才稱前陸盆地。,3.1前陸盆地,擠壓環(huán)境中巖石圈拆離作用和大陸碰憧帶、前陸的演化 ATCM一大西洋型大陸邊緣；SAC一俯沖一增生體；FB一弧前盆地；F一前淵； S一S縫合帶；B一后淵。,3.1前陸盆地,前陸盆地特征 1）向造山帶前緣加厚的楔狀體，向大陸方向超覆 2）以褶皺沖斷帶與造山帶相鄰，故近沖斷帶一側(cè)厚度大、變形強；近克拉通一側(cè)厚度小，變形弱 3）以碎屑

10、沉積為主，物源主要是造山帶，也可來自翼部克拉通 4）沉積組合為河流一三角洲相和淺海相，深海沉積少，濁流僅局部發(fā)育，非海相沉積取決于沉降速率和沉積速率的關系 5）被動陸源沉積和前陸沉積均有利于油氣富集并造成高產(chǎn)條件，且以前者為主（如波斯灣地區(qū)）,3.1前陸盆地,位于大陸邊緣巖漿弧后，通過逆沖到巖漿弧后翼，形成褶皺一沖斷帶，構(gòu)造疊置產(chǎn)生的負荷作用形成前陸盆地。主要為海陸交互相碎屑巖。,3.1.1弧后前陸盆地,在靠近地縫合帶的俯沖板塊上形成。這是這類碰撞帶前緣的一個普遍特征。,3.1.1周緣前陸盆地,碎屑物不斷增加，表現(xiàn)為水體變淺，粒度不斷增大的反旋回沉積，從下往上從石英砂巖變到巖屑砂巖。 層序和巖

11、相:早期細粒含濁流半深海沉積、中期海相磨拉石沉積和晚期的陸相磨拉石沉積。 沉降中心和邊緣尖滅體向克拉通方向移動。 以異常高的堆積速率為特征，前陸盆地平均堆積速率為 186 mMa，而克拉通盆地僅為6.6m/Ma。 前陸盆地的油源層主要為下伏的被動陸緣穩(wěn)定沉積，其次為前陸期沉積中的油源巖,3.1.2前陸盆地沉積,山前凹陷用以表示造山作用之后在山脈前緣形成的盆地，大致反映了中亞這類所謂的前陸盆地的基本特征。地質(zhì)及地球物理資料說明，山前凹陷的形成最初屬于重力塌陷性質(zhì)，是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。這類似于最初對海溝的成因解釋。

12、總之，盆地早期沉陷受重力控制，晚期與沖斷負荷效應有關，這是山前凹陷盆地的共同特征。當沖斷帶向盆地內(nèi)部進一步擴展時，盆地發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)。,3.1.2前陸凹陷沉積,走滑拉分盆地形式多樣，但它們都與一條大型走滑斷裂的活動有關?；蛞驍鄬盈B覆引起，或因斷層彎轉(zhuǎn)引起，或因斷層離散而引起。引起沉降的主要作用力是減薄作用、熱收縮和負荷作用。主要特點是縱向和橫向上的不對稱、塊體的旋轉(zhuǎn)、橫向上相突變、高的沉積速率和后期變形強烈等。,4 走滑盆地,4.1 走滑拉分盆地,4.1 走滑拉分盆地,離散斷裂組合形成的拉分盆地,4.1 走滑拉分盆地,走滑斷裂盆山耦合及伴生構(gòu)造圖,4.1 走滑拉分盆地,走滑斷裂 盆山耦合 及伴生

13、 構(gòu)造圖,4.1 走滑拉分盆地,郯廬斷裂 與相鄰盆地,走滑造山帶 與盆地體系,4.1 走滑拉分沉積,1）沉降速率快。拉分盆地類似于被動裂谷盆地，常因快速沉降形成早期的非補償深水盆地，如加利福尼亞的Ridge盆地在不到15Ma的時間內(nèi)沉積厚度達10Km。拉分盆地一般較窄，在100-250Km。 2）常以“S”、“Z”型向菱形盆地演化。早期因主斷層分開較寬且不平行，所以盆地形態(tài)呈“S”、“Z”型；隨著拉分作用的進行，主斷層趨于平行，長寬比增大，形態(tài)上變?yōu)榱庑危两抵行某Ｎ挥陂L對角線兩端。 3) 沉積、沉降中心及相帶沿邊界斷裂朝一定方向遷移。圣安德列斯走滑斷裂旁側(cè)的Ridge盆地和庫木庫里盆地可作為

14、走滑拉分盆地變形的一個典型實際，據(jù)此推測，柴達木盆地西部的一系列背斜的形成可能均與一系列次一級的走滑斷裂有關。,4.2 走滑盆地主要特征,構(gòu)造樣式是在特定應力場作用下形成的構(gòu)造幾何形態(tài)，可以根據(jù)張、剪、壓三類應力進行分類，這是盆地成因分類的基本依據(jù)。但它又不是唯一的依據(jù)，因為不同成因類型的盆地可以具有相同的構(gòu)造樣式，如伸展盆地與拉分盆地的剖面構(gòu)造樣式就完全相同；此外，某些不同成因的構(gòu)造樣式可以出現(xiàn)在同一類盆地中，例如正花狀構(gòu)造及底辟等擠壓構(gòu)造常常與拉張構(gòu)造共處于同一個盆地中。這就要求對各類構(gòu)造樣式除進行運動學分析外，還要進行動力學特征的探討，同時要結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化史進行分析，方能提出盆地成因的

15、正確結(jié)論。,5、盆地基本構(gòu)造樣式,5.1 張性構(gòu)造樣式 張性構(gòu)造的基本樣式就是地塹或半地塹。鏟式邊界斷裂形成的地塹是上部脆性破裂和下部韌性滑動共同作用的結(jié)果。,5.2擠壓構(gòu)造樣式 5.2.1沖斷構(gòu)造 沖斷構(gòu)造是造山帶向前陸盆地不斷逆沖推覆的記錄。常用沖斷系來描述一個滑動系統(tǒng)中所有的逆沖構(gòu)造，逆沖系一般由雙重構(gòu)造（duplex）、疊瓦構(gòu)造和三角帶組成。雙重構(gòu)造是底板逆沖面與頂板逆沖面之間圍限的一系列斷片（horse）。,5.2.2 滑脫構(gòu)造 滑脫構(gòu)造是在擠壓應力作用下，當滑動層均一并有區(qū)域上發(fā)育的主滑動面存在時，滑動層順層滑動而形成不同形態(tài)的構(gòu)造，順層滑動往往達數(shù)公里至數(shù)百公里 5.2.3反轉(zhuǎn)構(gòu)

16、造 “反轉(zhuǎn)構(gòu)造（inversion）”一詞原意指構(gòu)造低地轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)造高地，顯然指的是盆地反轉(zhuǎn)。前陸盆地都發(fā)育在伸展作用的基底之上，后來的發(fā)育主要依賴于沖斷負荷作用下的地殼撓曲，應是典型的正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。,5.2.3 反轉(zhuǎn)構(gòu)造 構(gòu)造形態(tài)的反轉(zhuǎn)表現(xiàn)為：正斷層被逆斷層或褶皺所代替稱正反轉(zhuǎn)；逆斷層被正斷層所代替就稱為負反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)構(gòu)造與油氣聚集關系密切，例如大慶長垣位于早期的深斷陷盆地中，故都是油氣的富集區(qū)。,反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式 1) 因盆地構(gòu)造性質(zhì)的改變，由早期的拉張斷陷而改變?yōu)橥砥诘臄D壓回返，反轉(zhuǎn)構(gòu)造往往不是孤立的，而是成排成帶出現(xiàn)。前陸盆地應屬于這種情況，但前陸盆地多被后期強烈的擠壓變形所改變，常沒有反轉(zhuǎn)構(gòu)造保留 2) 局部應力場改變而形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造。這類構(gòu)造多發(fā)育在伸展型盆地中，常與塑性層的上拱（底辟）有關，但多是孤立出現(xiàn)。,反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式 3）與走滑斷裂伴生的反轉(zhuǎn)構(gòu)造，有正花狀構(gòu)造和負花狀構(gòu)造。 花狀構(gòu)造是一種較特殊的走滑構(gòu)造。其特征是：斷層帶呈近直立的窄帶，在沉積蓋層中，斷層向上并向側(cè)旁分叉張開，共同組合成辮狀撒開的斷裂帶。一般認為花狀構(gòu)造的形成與主滑動斷層在走向離散型與聚斂型構(gòu)造的發(fā)育有關，例如與拉分盆地伴生的花