文档介绍：构造动力学机制与中国沉积盆地形成
中国有大小不同的沉积盆地485个,进行过油气勘探的盆地有107个,发现有大-中型油田的盆地16个,占勘探盆地数的15%。对于这些盆地的分布规律和动力学成因机制有不同的认识,胡见义等(1991)从现有盆地反应最终格局出发,认为西部具挤压、东部为张性、中间过渡性盆地的观点;也有的从地貌结合盆地动力学性质,以大兴安岭---太行山---雪峰山为界,把中国分为东西两部,以西为挤压型盆地,以东为拉张型盆地;这条NNE向的山脉分布带,恰好是中国东部重力梯度带。近年来朱介寿等(2002)【1】根据欧亚大陆及西太平洋地区58个数字地震台站约12000个长周期波形记录,挑出4100条面波大圆传播路径,采用面波频散及波形拟合反演方法,对东亚及西太平洋边缘海地区的地壳和地幔进行了高分辨率三维S波速成像,结果发现以东经110O为界,东西两部分岩石圈、软流圈的结构与深部动力学过程有巨大的差异。此界限与大兴安岭—太行山---雪峰山连接基本对应,界线以西主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区,界线以东主要是由于软流圈上涌引起的岩石圈减薄区。
中国大陆晚中、新生代以来,东西构造差异和盆地的不同类型成因,我们将由表及里和由浅入深到演示区青年和软流圈内更深层次上考查西部陆内俯冲、陆内造山和前陆盆地形成等问题,考查东部裂谷盆地的形成和演化,这非常有利于今后油气勘探工作[2]。
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地球历史演化的动力是来自地核和地幔, 通过地幔的热对流把地核产生的热量传递到地表, 并通过不断变化的热对流和物质对流来达到地球内部的平衡。核-幔边界过剩的热通过地幔羽的形式或软流圈的区域性隆升形式传递到岩石圈上部, 并使岩石圈隆起、遭受剥蚀, 当热散失后在地表形成盆地。地幔热对流具体体现在软流圈上涌的高度或莫霍面位置,或以火山喷发作用将热直接传导到大气圈。软流圈和莫霍面的位置对中、新生代盆地的形成和演化具有明显的制约作用。地球内部热的演化是导致沉积盆地形成和演化的原动力。
岩石圈是地球的外层, 也是沉积盆地的依托。它的上半部分( 厚度一般在
25~50km 之间) 是坚硬的, 能贮存和传播应力, 称为弹性岩石圈。在弹性岩石圈下部受应力则发生蠕变和释放应力, 称热岩石圈。弹性岩石圈在受外力或沉积载荷的情况下能发生破裂或弯曲, 并为沉积物提供堆积空间。岩石圈和软流圈之间的界线是主要的流变界限。岩石圈的厚度和弹性厚度以及岩石圈的性质控制着沉积盆地的形成, 它们都受地幔热对流的影响。岩石圈的性质对盆地的形成有密切关系。
根据地球应力研究证明, 应力可以从岩石圈板块边界通过漫长的距离波及到板块内部。对不同大陆和大洋地区应力方位的观察证明, 这种具有大区域存在的优选应力方向是岩石圈板块的普遍特征, 并且区域应力场是受作用在岩石圈之上大的板块构造力的支配[4]。岩石圈板块内部应力影响着沉积盆地的形成。目前已了解到板内应力的存在对克拉通盆地、前陆盆地、裂谷盆地和走滑盆地的形成和演化都具有重要约束力。
在探讨盆地形成机制时, 首先应当从全球动力学系统来考虑, 任何类型盆地的形成都受到统一的地球动力学因素的控制。地球内部的热和物质对流是盆地形成的最根本的原因, 热和物质对流具体体现在软流圈、莫霍面或地幔羽的位置或火山作用上; 岩石圈是盆地形成的依托, 又是盆地和地幔对流之间不可缺少的媒介; 板内应力的差异是盆地多样性的原因; 沉积载荷是盆地形成不可缺少的条件。
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沉积盆地的分类具有十分重要的理论和实际意义, 通过分类可以把有关沉积盆地的知识系统化、理论化。好的分类能够反映盆地的成因本质、不同沉积盆地之间的演化关系。因此, 研究一个更为完善的含油气盆地分类方案一直是许多地质学家, 特别是大地构造学家、沉积学家、石油地质学家孜孜以求的目标。
自20世纪初Л. Делоне发现了油气聚集带与大的构造带之间的联系以来, , 同时也出现了很多的分类方案[6 ,7 ], 特别是板块构造学说和地球动力学学说出现以后, 对沉积盆地学说的发展起到了极大的推动作用。其中的每一个分类方案都是对一定阶段盆地研究成果的归纳和总结, 反映着一定时期的研究水平, 并对一定时期的盆地学说发展起到了积极的推动作用
; 但它们同样也会因受到当时技术水平和思维方式的限制, 而具有一定的局限性和不完善性。总体上看, 目前所有的盆地分类方案可以归为五类:
(1) 以盆地的框架特征和基底时代为基础的盆地分类。这种分类较为简单易用, 但不能反映出盆地的成因本质。它仅适用于研究程度极低的地区。
(2) 以大地构造特