走滑拉分作用及其意义

1、走滑拉分作用及其意义 摘要走滑拉分作用广泛存在于盆地的内部，对盆地的形成和油气成藏起到一定的控制作用。拉分盆地较其他盆地发育快、沉降快，沉积相迅速。本文从几个典型的走滑盆地入手，分析其形成的背景及走滑拉分作用所起的作用，对于进一步深化走滑拉分作用和盆地演化理论研究，石油天然气和盐类矿产勘探开发等具有重要的意义。关键词：走滑拉分作用，郯-庐断裂带，阿尔金断层带引言走滑断层一般是指大型平移断层，两盘顺直立断层面相对水平滑动。人们对其认识晚于对正、逆断层的认识和研究。拉分盆地是走滑断层系中拉伸形成的断陷盆地。1960年伯菲尔（a.c.Burchfiel）研究圣安德列斯山后提出，拉分盆地形似菱形，曾称

2、菱形断陷（图1）。盆地两侧长边为走滑断层。两短边为正断层。规模变化很大，大者长逾百公里，小者长达百米。拉分盆地与其它成因的盆地比较，发育快、沉降快，沉积相迅速。中国典型的走滑拉分盆地有与郯庐断裂有关的走滑拉分盆地，与阿尔金断层带有关的走滑拉分盆地，与滇西断裂带有关的走滑断裂拉分盆地还有南海北部湾一些拉分盆地。本文选取了几个典型的断裂带进行文献调研，以实例来研究走滑拉分作用及其意义。 图1 拉分盆地示意图图2 大型拉分盆地中包容的次级拉分盆地和断块隆起示意图一 与郯-庐断裂有关的走滑拉分盆地郯庐断裂带切割深，延伸长，位移量大。其山东沂沐断裂段由四条大断层组成“两堑一垒”组合。这四条断裂向下延伸至

3、20 km左右变为两条。在下扬子、胶南、沈阳都有NE向断裂与之斜交，构成了以郯庐断裂为主干的分支走滑断裂系统。郯庐断裂带具有长期复杂的活动历史。在中生代早期，可能是一条左行转换断层，其活动可能与印支期中朝板块和扬子板块的拼接、碰撞有关。随后在中生代中晚期进一步发生左行走滑，可能与izanagi板块的斜向俯冲作用有关。晚白垩世至新生代表现为右行走滑活动。沿着郯庐断裂带东侧的分支走滑断裂系统中发育了走滑盆地群，包括胶莱盆地和下扬子区盆地等（图3）。胶莱盆地是一个白垩纪走滑拉分盆地，其发展受郯庐断裂带左行走滑活动和五莲荣城断裂带右行走滑活动的控制。在挤压分力作用下，两条走滑断裂带间的楔形断块向NE伸

4、展和逃逸，胶北地块向NE方向移动形成走滑盆地并伴有岩浆活动。白垩纪末，随着郯庐断裂带转变为右行走滑活动，地块隆起，结束了走滑盆地演化历史。下扬子区晚侏罗世至白垩纪时，在碰撞的背景下，楔形块体逃逸全区形成一系列小型火山岩盆地群，其中较大者如庐枞、宁芜、怀宁、繁昌、溧水和溧阳等盆地。这些小型拉分盆地形态多为菱形，面积小，厚度大，沉积速率决，以河湖碎屑岩为主。图3 郯-庐断裂带东侧白垩纪走滑拉分盆地的基本格局文献调研主要是胶莱盆地。胶莱盆地牟平即墨断裂带(简称牟即断裂带)由多条NNE向、呈雁列展布的断裂组成,约200 km长,2040 km宽。通常认为,该断裂带构成了苏鲁造山带和华北地块之间的走滑边

5、界(周存亭等,2003)。张岳桥等(2007c)对该断裂带晚中生代运动学演化历史做了详细的研究。断裂带在航磁场特征上该表现为显著的负异常条带,指示为一条深部构造不连续带。6条呈斜列展布的断裂非常显著,它们是:桃村东陡山断裂、郭城断裂、朱吴断裂、海阳断裂、即墨断裂和青岛断裂(图4)。这些断裂以脆性变形为特征,破碎带发育,断层面陡立。区域上,牟即断裂带是中国东部巨型郯庐走滑断裂系统的主要组成之一，北延伸越过北黄海,与鸭绿江断裂相接,向南斜切苏鲁造山带,与日照断裂相连,构成一条延伸长达1600km的鸭绿江青岛断裂带(Xu et al.,1987;Xu and Zhu,1994)。通过断裂带两侧晚燕山

6、期花岗岩体错移特征的观察和研究,崔可锐等(1994)认为,该断裂带晚中生代发生重要的左旋走滑运动,估算横跨断裂带累积走滑位移量达100km。该断裂带在白垩纪表现为伸展正断层,控制了胶莱盆地的形成和发展。这个地区晚白垩世到古新世时期总体走滑伸展构造型式起源于沿NNE向郯庐断裂系右旋走滑活动的拉分作用。南黄海伸展盆地展示了相似的沉积-构造样式。这期右旋走滑拉分作用被NESW向挤压构造事件所终止,并在渤海湾盆地产生始新世底部的地层不整合面,在南黄海和苏北盆地产生中新世底部的区域角度不整合面。图4 胶莱盆地和沂沭裂谷系构造简图与阿尔金断层带有关的走滑拉分盆地阿尔金断层带是我国西部大型左行走滑断层带，由

7、一系列左行断层组成。断层带长度不少于 1800 km，断层平直，倾角约 700。断层带西部和东部倾向东南，中部倾向西北，总体呈丝带状。自新生代早期的印度次大陆和欧亚板块碰撞以来，阿尔金断裂发生明显走滑活动，其总位移量可达 400 km。沿阿尔金走滑断层有一系列小型新生代拉分盆地形成（图5）。阿尔金断裂带的走滑活动,最早的证据是塔中隆起东段的扭动。塔中隆起总体为一EW向隆起,其东段在靠近阿尔金断裂带北界断裂民丰北车尔臣河断裂附近发育3排背斜，一、二排背斜轴向呈NW向,为左行扭动条件下断裂旁侧的羽状派生褶皱,第三排背斜轴呈NE向,与主断裂平行,可能是断裂牵引所致。背斜上一般缺失晚奥陶世沉积,中奥陶

8、世末到晚奥陶世初沉积表现为超覆沉积的特点,说明在中奥陶世晚期已开始出现走滑活动。图5 沿阿尔金断层带的索尔库里拉分盆地奥陶纪以后的走滑活动是明显的,主要标志是北山与敦煌构造楔的形成,证据如下:(1)祁连山西延被明显错断,使北祁连优地槽带与前寒武纪敦煌群接触。祁连山西段被错向何处,大家都非常关注。很多人认为祁连山应与西昆仑关系密切，但西昆仑整体为一前寒武纪隆起，其上覆盖的主要是奥陶纪浅海相碳酸盐岩，这与北祁连完全不同。现在唯一能对比的是阿尔金中段红柳沟拉配泉岩相带，这里有显生宙早期高压变质岩石,围岩主要是厚层硅质岩凝灰质砂岩拉斑玄武岩,其上被富含化石的上寒武统至上奥陶统地层不整合覆盖，后者之上有

9、弧后裂谷型玄武岩产出。这一岩带的特征与北祁连类似,走向EW，向东在阿尔金主断裂附近呈弧形弯转，存在明显的走滑牵引。所以红柳沟拉配泉构造岩相带有可能是北祁连的西延部分，现在被向南错开了约400 km的距离。(2)由敦煌群组成的三危山呈北东走向,其片理、片麻理近东西走向,在安西县双水塔水库南，该岩带呈弧形转向SE方向,很可能与走廊北山的龙首山群组成的隆起带为同一构造岩带。二者岩石组合类似(四分性明显,即由下而上:片麻岩，盐岩，粒岩，中酸性火山岩，混合岩化强烈等)，而与以基性麻粒岩为主体的阿尔金基底岩层有较大差异。敦煌地块是被左行走滑拖曳进阿尔金中的原华北板块南部边缘,拖曳距离也在400 km左右。

10、(3)北山地区可分为3个近东西走向的构造带。北部活动陆缘带:由早古生代中基性火山岩、蛇绿岩和晚古生代中酸性火山岩组成；中部马鬃山岛弧带:由中上元古界和寒武奥陶系稳定型沉积组成;南部弧后裂谷带:奥陶纪陆缘碎屑和碳酸盐岩沉积厚达5 500 m以上,志留纪时期有基性中酸性火山喷发，石炭二叠纪时期的中酸性火山建造极其发育。这一构造特征明显不同于其西邻的东天山，也不同于其东邻的阿拉善地区,而类似于北面蒙古共和国境内的戈壁阿尔泰岛弧带，很可能是后来沿NE向断裂左旋滑移,呈楔形插入塔里木东缘的一个外来地体。北山构造带延伸方向为NE向,而其内部构造线方向近东西,与一般裂谷带构造线方向平行于边界断裂的特征完全不

11、同,也说明可能是后来改造所致。如以中蒙边界为北山的原始北界,现在向SW方向滑移了约450 km的距离。陈炳蔚等观察到北山地区的韧性剪切带都是由北向南逆冲,滑距也是由北而南减小,可从60 km到20 km,时代约为228.7201 Ma。说明上述推论有一定合理性。据B.N.乌斯特利茨基对甘肃北山地区二叠系地层及动物群的研究,其中含有北极冷水动物群,如Productus timanicus是北极地区阿丁斯克阶上部的标准种。这也说明所谓的“北山裂谷”可能来自北方。三 南沙微板块和万纳断裂带对于南沙微板块，作者追踪了多条穿过南沙微板块西部边界的地震剖面,发现该边界带为一典型的超壳伸-缩型右旋走滑双重构

12、造系统,由其北段尾端的南海西南次海盆西南端走滑-伸展叠瓦扇、中段的万安盆地走滑-拉分双重构造和南段前锋的拉奈沙捞越走滑-收缩叠瓦扇所组成,称为万安纳土纳超壳伸-缩型右旋走滑双重构造带(万纳带) (图6).该带北起万安滩西北侧,南至纳士纳岛东南侧,主体呈北北东近南北向延伸,沿带多处见穿透T2(第四系地震反射底界面)甚至海底的火成岩体及明显的花状构造,两侧地层厚度、磁异常特征、地震相特征均明显不同,甚至在北半段出现明显的莫霍面埋深梯度。北段尾端的走滑-伸展叠瓦扇向北与越东超壳走滑断裂带，向东北面的西南次海盆一侧呈撒开趋势,组成统一的走滑-伸展叠瓦扇构造系统.南段前锋向南与南沙微板块南部边界超壳倾滑

13、推复断裂带的西段相连,即发育于曾母地块西南部的拉奈塔陶垒堑区和具洋壳基底和晚中新世褶皱-冲断的早中中新世盖层的巴林坚凹陷之中,其中组成垒堑区的断裂呈弧形叠瓦扇,总体向西北收敛、向东南撒开,倾向多为西南西南,晚白垩至早中新世早期以压扭性活动为主,早中新世后期因李准廷贾断裂带的右旋走滑运动、曾母地块逆时针转动而开始表现为明显的张扭活动,形成垒堑区.中段的万纳右旋超壳走滑由其北部的万安滩西断裂带和南部的卢帕尔断裂带组成,此两走滑带叠置段的走滑拉分作用造成了万安盆地的形成.该盆地内发育雁列状的北北东北东向走滑-正断层及与之配套的北西向断裂、近北东东向断裂和轴向北北西向背斜,雁列于控制盆地东界的万纳带之

14、西侧，并与之以较小锐角相交，与控制盆地西界的西缘断裂带(卢帕尔断裂的北延)则成较大锐角相交。断裂主要形成于晚始新渐新世,于中新世达到张扭活动的高峰。整个西部边界带大约形成于中生代晚期，在早第三纪至中新世末期整体以右旋运动为主，具超壳走滑拉张性质，其北、中、南段组成一个在时间上同步、空间上相连、动力上共源的统一运动的伸-缩型右旋走滑系统,对南沙微板块西部边界起着平移转换作用。 图6 南沙微板块西部边界万纳超壳伸-缩型右旋走滑双重构造带万纳断裂带为一典型的右旋走滑系统,由其南段前锋的拉奈沙捞越走滑-收缩叠瓦扇、北段尾端的南海西南次海盆西南端走滑-伸展叠瓦扇和中段的万安盆地走滑-拉分双重构造所组成,

15、其动力主要源自中生代末以来华南印支陆缘岩石圈的拆沉作用和南海海底扩张,它的走滑拉分作用直接导致了万安盆地的产生,对该海域油气等资源的形成与聚集起了重要的控制作用。作者认为万纳走滑系统不同于常规的走滑系统（图6），其前锋即发育在曾母盆地西南部的走滑-挤压构造系统及其在沙捞越陆上的延伸部分，为一走滑-收缩叠瓦扇，尾端即为西南次海盆西南端的走滑-伸展构造系统,为一走滑-伸展叠瓦扇，万安盆地则为其中部叠置段的走滑-拉分双重构造。它们组成一个在时间上同步、空间上相连的统一运动的伸缩型右旋走滑系统。这一走滑系统的重要构造意义在于：它的走滑作用与南沙超壳层块之下的软流圈顶面的层滑作用一起，使形成于南沙超壳层

16、块北面的伸展应力转换成南沙超壳层块南面的挤压应力。南沙超壳层块因此而得以向南漂移，从而使其北面的现代南海的洋盆不断扩大，南部的古南海。洋壳则不断往南俯冲消减，与其他克拉通东北缘挤压碰撞。这一系统运动恰好顺应了新生代东亚陆缘沿红河越东等大型走滑系统向东或东南构造逃逸的整体运动,是后者的直接证据。结论：走滑拉分作用广泛存在于盆地的内部，通过文献调研，得出以下结论：（1）对于郯庐断裂带，晚白垩世到古新世构造应力体制转变为NNE向右旋走滑伸展，这个过程持续了近30Ma(从80Ma50Ma)。这一时期形成的断陷盆地与NNE向郯庐走滑断裂系的右旋拉分作用有关。引起右旋走滑伸展的动力主要来自青藏地区地块碰撞产生的远程效应。对50 Ma左右发生的太平洋板块运动学调整的响应，右旋走滑伸展作用于古新世末期结束，断陷盆地遭受NESW向挤压。（2）阿尔金断裂带走滑活动最明显的标志是:将北祁连构造带的西延部分拖曳改造为阿尔金构造带中的红柳沟拉配泉下古生代构造岩相带；将天山兴蒙地槽带和阿拉善地块的一部分拖曳改造为北山与敦煌构造楔。阿尔金断裂系中盆地的成因主要与走滑拉分作用有关，因此平面上表现为