盆地类型与盆山藕合

1、1984，1990，2000199019951992，20001999200220032001一）板块构造与沉积盆地形成一）板块构造与沉积盆地形成板块构造的思想板块构造的思想板块边界是指两个板块之间的分界。三种类型：板块边界是指两个板块之间的分界。三种类型：分离型板块边界分离型板块边界（大洋中脊）（大洋中脊）敛合型板块边界：敛合型板块边界： 俯冲边界俯冲边界A A、弧后盆地、弧后盆地- -岛弧岛弧- -海沟型（西太平洋型）海沟型（西太平洋型）B B、陆缘弧、陆缘弧- -海沟型（安底斯型）海沟型（安底斯型）碰撞边界碰撞边界转换边界转换边界（转换断层）（转换断层）板块边界类型板块边界类型西太平洋型

2、西太平洋型俯冲边界俯冲边界安底斯型安底斯型俯冲俯冲边界边界碰撞边界碰撞边界转换边界转换边界大陆边缘指一个大陆的边部（属于大陆板块大陆边缘指一个大陆的边部（属于大陆板块的一部分）。二种类型：的一部分）。二种类型：被动大陆边缘（大西洋型大陆边缘）被动大陆边缘（大西洋型大陆边缘）活动大陆边缘（太平洋大陆边缘）活动大陆边缘（太平洋大陆边缘）西太平洋型（沟西太平洋型（沟- -弧弧- -盆体系型）盆体系型）安底斯型（海沟安底斯型（海沟- -火山弧型）。火山弧型）。活动大陆边缘活动大陆边缘西太平洋型西太平洋型活动大陆边缘活动大陆边缘安底斯型活安底斯型活动大陆边缘动大陆边缘指被天然高地围绕的一块低地。大陆地貌

3、盆地可以是较小的山指被天然高地围绕的一块低地。大陆地貌盆地可以是较小的山间平原，也可以是横贯大陆的河谷；水下的地貌盆地可以从小型的冰流湖到间平原，也可以是横贯大陆的河谷；水下的地貌盆地可以从小型的冰流湖到大型的大洋盆地大型的大洋盆地亦称沉积后盆地。在这种盆地中，岩相带的走向与古水流的方亦称沉积后盆地。在这种盆地中，岩相带的走向与古水流的方向、盆地的现存构造无关，说明形成盆地的沉降运动发生在变形岩层沉积之向、盆地的现存构造无关，说明形成盆地的沉降运动发生在变形岩层沉积之后后重力均衡重力均衡负载下沉负载下沉1 1裂谷带的沉积作用裂谷带的沉积作用裂谷演化裂谷演化陆内裂谷盆地陆内裂谷盆地陆间裂谷盆地陆

4、间裂谷盆地二）主要盆地类型及沉积作用二）主要盆地类型及沉积作用贝加尔湖（俄罗斯）、坦噶尼喀湖（东非）贝加尔湖（俄罗斯）、坦噶尼喀湖（东非）穹形隆起阶段穹形隆起阶段断裂下陷阶段断裂下陷阶段陆间裂谷阶段陆间裂谷阶段陆内裂谷盆地沉积作用：陆内裂谷盆地沉积作用：早期：早期：不成熟的石英长石不成熟的石英长石-长石砂岩与泥岩构成的长石砂岩与泥岩构成的扇扇-（河）（河）-湖相碎屑沉积（红层？），并伴有大陆湖相碎屑沉积（红层？），并伴有大陆碱性和双峰系列的岩浆活动物质；可含泥灰岩、碳碱性和双峰系列的岩浆活动物质；可含泥灰岩、碳酸盐岩、膏盐、含铜砂岩、煤、石油、天然气等；酸盐岩、膏盐、含铜砂岩、煤、石油、天然气

5、等；晚期：晚期：可有海水侵入而形成海陆交互相及滨、浅海可有海水侵入而形成海陆交互相及滨、浅海相碎屑岩、碳酸盐沉积。相碎屑岩、碳酸盐沉积。陆间裂谷盆地陆间裂谷盆地沉积作用：沉积作用：红层红层火山岩火山岩蒸发岩组合（有阻挡）蒸发岩组合（有阻挡）红层红层火山岩火山岩浊积岩组合（无阻挡）浊积岩组合（无阻挡） 裂陷槽（拗拉槽、拗拉谷）裂陷槽（拗拉槽、拗拉谷）沉积作用：沉积作用：前期和晚期阶段以陆相前期和晚期阶段以陆相碎屑为主；挠曲阶段以海碎屑为主；挠曲阶段以海相、海陆过渡相碎屑和碳相、海陆过渡相碎屑和碳酸盐沉积为主酸盐沉积为主碎屑沉积成熟度既有大碎屑沉积成熟度既有大量成熟度高的石英砂岩，量成熟度高的石英

6、砂岩，也有不少成熟度低的长石也有不少成熟度低的长石砂岩、岩屑砂岩砂岩、岩屑砂岩沉积层序与两侧克拉通沉积层序与两侧克拉通的地台层序相似，但厚度的地台层序相似，但厚度可大几倍，可在较低层位可大几倍，可在较低层位中出现火山岩中出现火山岩2被动大陆边缘的沉积作用被动大陆边缘的沉积作用基底常见裂谷式基底常见裂谷式沉积沉积其上逐渐覆盖海其上逐渐覆盖海相层，并形成海相层，并形成海侵序列侵序列被动大陆边缘由被动大陆边缘由大陆架大陆架、大陆坡大陆坡和和大陆麓大陆麓组成组成陆架：陆架：陆源沉积（特别是三角洲沉积）或生物碳酸盐沉积（热陆源沉积（特别是三角洲沉积）或生物碳酸盐沉积（热带和温带）或硅藻土（寒带）带和温带

7、）或硅藻土（寒带）陆坡：陆坡：浊流、滑塌和滑坡沉积浊流、滑塌和滑坡沉积陆麓：陆麓：浊流和滑塌沉积，还包含分选良好细粒等深线流沉积；浊流和滑塌沉积，还包含分选良好细粒等深线流沉积；向大洋一侧，逐渐过渡为深海平原向大洋一侧，逐渐过渡为深海平原裂谷带裂谷带被动大陆边缘沉积作用演化被动大陆边缘沉积作用演化大陆裂谷环境的湖相沉积（以砂岩为主），伴有玄武质火山岩大陆裂谷环境的湖相沉积（以砂岩为主），伴有玄武质火山岩夹层；夹层；其上为陆间裂谷环境的黑色页岩、蒸发岩等闭塞海湾相沉积；其上为陆间裂谷环境的黑色页岩、蒸发岩等闭塞海湾相沉积；再向上过渡为毗邻开阔大洋环境的陆架再向上过渡为毗邻开阔大洋环境的陆架陆坡陆

8、坡陆麓沉积相组陆麓沉积相组合。合。成熟度自下而上逐渐升高。以上三个阶段分别相当于威尔逊旋成熟度自下而上逐渐升高。以上三个阶段分别相当于威尔逊旋回洋盆演化的胚胎期、幼年期、成年期回洋盆演化的胚胎期、幼年期、成年期3活动大陆边缘的沉积作用活动大陆边缘的沉积作用陆缘弧型陆缘弧型安底斯型安底斯型岛弧型岛弧型（沟弧盆体系型）（沟弧盆体系型）西太平洋型西太平洋型弧后扩张弧后扩张边缘海边缘海 岛弧型活动大陆边缘的沉积作用岛弧型活动大陆边缘的沉积作用 海沟海沟远洋钙质沉积、硅质沉积、深海红粘土、火山灰沉积远洋钙质沉积、硅质沉积、深海红粘土、火山灰沉积以及在海沟形成的浊流沉积。厚达几百米，受俯冲作用以及在海沟形

9、成的浊流沉积。厚达几百米，受俯冲作用的影响，海沟沉积物保存不完整，并多发生强烈变形的影响，海沟沉积物保存不完整，并多发生强烈变形混杂堆积（混杂堆积（俯冲杂岩或消减杂岩俯冲杂岩或消减杂岩）：）：变形深海平原沉变形深海平原沉积物、海沟沉积物、洋壳碎块等组成的构造岩带，原始积物、海沟沉积物、洋壳碎块等组成的构造岩带，原始层序完全被破坏层序完全被破坏弧前盆地弧前盆地沉积相空间变化大，可以出现三角洲相、滨岸相、陆架相、陆坡沉积相空间变化大，可以出现三角洲相、滨岸相、陆架相、陆坡相以及浊积相。相以及浊积相。弧前盆地的沉积物主要来自岩浆弧：火山岩、深成岩、变质岩。弧前盆地的沉积物主要来自岩浆弧：火山岩、深成

10、岩、变质岩。还有海沟坡折处弧沟隙的局部隆起。还有海沟坡折处弧沟隙的局部隆起。弧前盆地的沉积以碎屑为主，其中浊积岩是最主要的。弧前盆地的沉积以碎屑为主，其中浊积岩是最主要的。碎屑成分是不成熟或极不成熟的，有大量的火山碎屑、岩屑砂和碎屑成分是不成熟或极不成熟的，有大量的火山碎屑、岩屑砂和长石砂。长石砂。岩浆弧岩浆弧沉积作用主要发生在弧边部的海盆和因强烈断裂而形成的弧内沉积作用主要发生在弧边部的海盆和因强烈断裂而形成的弧内张裂盆地张裂盆地沉积物主要来自岩浆弧，沉积相的类型可能包括有从陆相层到沉积物主要来自岩浆弧，沉积相的类型可能包括有从陆相层到深水浊积岩等一系列类型深水浊积岩等一系列类型弧后盆地（弧

11、后盆地（边缘海边缘海）盆地两则的复理石特征不同盆地两则的复理石特征不同靠大陆一侧是在陆壳或过渡壳基底上发育的冒地槽靠大陆一侧是在陆壳或过渡壳基底上发育的冒地槽型沉积，与被动大陆边缘的沉积相似，广阔而稳定型沉积，与被动大陆边缘的沉积相似，广阔而稳定的大陆供给大量比较成熟的碎屑沉积；的大陆供给大量比较成熟的碎屑沉积；在靠岩浆弧一侧是在过渡壳和洋壳基底上发育的优在靠岩浆弧一侧是在过渡壳和洋壳基底上发育的优地槽型沉积。岩浆弧则供给大量火山碎屑特别是凝地槽型沉积。岩浆弧则供给大量火山碎屑特别是凝灰质沉积灰质沉积弧后盆地的动力学模式Tamaki et al., 19911 板块裂开产生的上涌模式2 地幔柱

12、灌入模式3 弧后板块后退模式4 软流圈流动模式I5 软流圈流动模式II软流圈向后滚动被动的主动的1陆缘弧型活动大陆边缘的沉积作用陆缘弧型活动大陆边缘的沉积作用海沟海沟混杂堆积混杂堆积带带弧前盆地弧前盆地陆缘弧和弧背盆陆缘弧和弧背盆地。地。除弧背盆地外除弧背盆地外其余各单元的沉其余各单元的沉积特征与岛弧型积特征与岛弧型大陆边缘相似大陆边缘相似弧后前陆盆地（弧背盆地）弧后前陆盆地（弧背盆地）弧后前陆盆地可以部分被海水淹没，形成河流三角洲相、浅海陆架相沉积；弧后前陆盆地可以部分被海水淹没，形成河流三角洲相、浅海陆架相沉积；可以全部处于大陆环境，形成山麓相、河流相及湖沼相沉积。可以全部处于大陆环境，形

13、成山麓相、河流相及湖沼相沉积。沉积物主要来源于岩浆弧和隆起的褶皱冲断带的岩石，也有些来源于大陆。沉积物主要来源于岩浆弧和隆起的褶皱冲断带的岩石，也有些来源于大陆。沉积物进入盆地及在盆地中的散布作用主要是横向的，碎屑主要从岩浆弧一沉积物进入盆地及在盆地中的散布作用主要是横向的，碎屑主要从岩浆弧一侧向大陆方向运送侧向大陆方向运送4碰撞带的沉积作用碰撞带的沉积作用陆陆碰撞陆陆碰撞碰撞是分段碰撞是分段进行，已经缝进行，已经缝合的地段和尚合的地段和尚待缝合海域同待缝合海域同时存在，之间时存在，之间的构造转变点的构造转变点随时间而转移随时间而转移转变点后面转变点后面为为边缘前陆盆边缘前陆盆地地；转变点的；

14、转变点的前面为前面为残余洋残余洋盆和初期的边盆和初期的边缘前陆盆地缘前陆盆地。边缘前陆盆地（边缘盆地、周边盆地、外围盆地）边缘前陆盆地（边缘盆地、周边盆地、外围盆地）俯冲造山、构造与沉积负载作用俯冲造山、构造与沉积负载作用早期主要为纵向流动形成的早期主要为纵向流动形成的浊积岩浊积岩同造山或造同造山或造山前期山前期复理石复理石；后期为横向流动形成的后期为横向流动形成的碎屑岩楔碎屑岩楔造山期后或同造山期后或同造山期造山期磨拉石磨拉石（海相、海陆交互相及三角洲相（海相、海陆交互相及三角洲相河河流、三角洲、湖沼及山麓堆积）流、三角洲、湖沼及山麓堆积）残余洋盆残余洋盆实例是地中海实例是地中海A.A.白垩

15、纪的灰岩白垩纪的灰岩; B.; B.中新世深海沉积物中新世深海沉积物中新统蒸发岩与中新统蒸发岩与海相硅藻土成互层和含淡水、半咸水的介形虫、硅藻的淡海相硅藻土成互层和含淡水、半咸水的介形虫、硅藻的淡水沉积；水沉积；C.C.上新世和第四系含超微体化石和有孔虫的深海上新世和第四系含超微体化石和有孔虫的深海沉积。沉积。东地中海的新生代浊流沉积分布很广东地中海的新生代浊流沉积分布很广大洋盆地大洋盆地CCDCCD线下主要沉积物线下主要沉积物为红色软泥、硅质为红色软泥、硅质生物软泥，高部位生物软泥，高部位有钙质软泥沉积，有钙质软泥沉积，有时还可见到自陆有时还可见到自陆缘来的浊流沉积。缘来的浊流沉积。有时见有

16、玄武岩组有时见有玄武岩组成的海山，并有较成的海山，并有较厚的碳酸盐沉积。厚的碳酸盐沉积。5 5大洋盆地的沉积作用大洋盆地的沉积作用洋中脊洋中脊快速扩张中脊（太快速扩张中脊（太平洋型）区平洋型）区未发育纵未发育纵向断裂，中脊上沉积向断裂，中脊上沉积物稳定，物稳定，CCDCCD线以上线以上出现大面积的稳定碳出现大面积的稳定碳酸盐沉积酸盐沉积缓慢扩张中脊（大缓慢扩张中脊（大西洋型）西洋型）区发育大量区发育大量断裂，沿断裂附近形断裂，沿断裂附近形成大量小型沉积盆地成大量小型沉积盆地6大陆板块内部的沉积作用大陆板块内部的沉积作用 褶皱带盆地褶皱带盆地：褶皱带内原来的稳定断块或小板块后来沉降而演化褶皱带内

17、原来的稳定断块或小板块后来沉降而演化成的盆地：成的盆地：例如柴达木盆地、准噶尔盆地例如柴达木盆地、准噶尔盆地叠置在褶皱带上的构造陷落盆地：面积小，沉降和叠置在褶皱带上的构造陷落盆地：面积小，沉降和演变迅速。演变迅速。沉积物供应丰富时形成粗碎屑岩甚至磨拉石沉积，沉积物供应丰富时形成粗碎屑岩甚至磨拉石沉积，并以浅水或陆相环境为主；并以浅水或陆相环境为主；沉积物补偿不足则保持相当大的水深（如里海）沉积物补偿不足则保持相当大的水深（如里海） 克拉通盆地：克拉通盆地：面积较大，发育时间长，沉积作用与沉降幅面积较大，发育时间长，沉积作用与沉降幅度同步，以浅水沉积为主。通常处于陆表海、陆棚海及大陆度同步，以

18、浅水沉积为主。通常处于陆表海、陆棚海及大陆湖盆等环境，形成地台型及陆相沉积湖盆等环境，形成地台型及陆相沉积三）沉积盆地的构造背景分析沉积盆地的构造背景分析岩相与构造背景岩相与构造背景岩相的更替与地壳的拗陷和隆起、海平面升降及气候关系岩相的更替与地壳的拗陷和隆起、海平面升降及气候关系岩相与地壳拗陷的速度和幅度的关系岩相与地壳拗陷的速度和幅度的关系相带宽度、类型与地壳拗陷速度、盆地类型的关系相带宽度、类型与地壳拗陷速度、盆地类型的关系扇三角洲：与断陷裂谷的断裂拉张的被动边缘以及冲断的前陆盆地扇三角洲：与断陷裂谷的断裂拉张的被动边缘以及冲断的前陆盆地相关，代表裂谷盆地断陷早期。相关，代表裂谷盆地断陷

19、早期。辫状河三角洲辫状河三角洲( (或辫状河平原或辫状河平原) )与冲积扇并置：可能代表裂谷拉张盆与冲积扇并置：可能代表裂谷拉张盆地发育晚期；地发育晚期； 地层厚度与构造背景地层厚度与构造背景 构造拗陷的速度、沉积物堆积速度、基准面和位构造拗陷的速度、沉积物堆积速度、基准面和位置置欠补偿欠补偿补偿补偿超补偿超补偿地壳凹陷幅度地壳凹陷幅度盆地水深变化盆地水深变化盆地深度未变盆地深度未变砂岩矿物成分与构造背景砂岩矿物成分与构造背景被动陆缘被动陆缘 Q Q6262F F2626L L12 12 俯冲带俯冲带 Q Q1616F F5353L L3131转换断层转换断层 Q Q3434F F3939L

20、L27 27 弧后盆地弧后盆地 Q Q2020F F2929L L5151弧前盆地弧前盆地 Q Q8 8 F F1717L L7575Q Q石英颗粒总数石英颗粒总数 QmQm单晶石英单晶石英F F单晶长石总数单晶长石总数LtLt多晶质岩屑多晶质岩屑L L不稳定岩屑不稳定岩屑(Lv+Ls)(Lv+Ls)LvLv火山岩屑火山岩屑LsLs沉积岩和变质沉积沉积岩和变质沉积岩岩屑岩岩屑常量化学模型分析常量化学模型分析砂岩的化学成分分析砂岩的化学成分分析A、B、C非非稳定型建造稳定型建造D D次稳定型次稳定型建造建造微量元素和稀土元素分析微量元素和稀土元素分析硅质岩稀土元素与构造背景硅质岩稀土元素与构造背

21、景MurrayMurray等（等（19901990、19941994）对美国西海岸加利福尼亚）对美国西海岸加利福尼亚J-KJ-K燧石进行了燧石进行了REEREE研究研究覆盖在枕状玄武岩之上，覆盖在枕状玄武岩之上，洋中脊环境洋中脊环境的红色富锰燧石；的红色富锰燧石；9 9个样品的个样品的CeCe平均值为平均值为0.30, 0.30, 为明显为明显CeCe负异常负异常原因：铁锰质对原因：铁锰质对CeCe的优先提取的优先提取, , 扩张洋中脊附近的海水扩张洋中脊附近的海水CeCe强烈亏损强烈亏损, , 而非铁锰质沉积物吸附了这种而非铁锰质沉积物吸附了这种CeCe亏损的亏损的REEREE形成于形成于洋

22、盆底部洋盆底部环境，与页岩互层的薄层燧石；环境，与页岩互层的薄层燧石；3 3个样品个样品CeCe平均平均0.550.55，为中等，为中等CeCe负异常负异常; ; 既远离洋中脊又不受大陆物源的影响，并且长期与大洋海既远离洋中脊又不受大陆物源的影响，并且长期与大洋海水接触，因而吸附了海水中具水接触，因而吸附了海水中具CeCe负异常的负异常的REEREE）形成于形成于大陆边缘环境大陆边缘环境，被杂砂岩所覆盖的绿色燧石。，被杂砂岩所覆盖的绿色燧石。1515个样品个样品CeCe=0.79=0.791.541.54，为，为CeCe负异常不明显或正异常。负异常不明显或正异常。受大陆物源明显影响受大陆物源明

23、显影响四）中国盆山耦合研究四）中国盆山耦合研究中国大陆处于三大构造域：中国大陆处于三大构造域：古亚洲域、特提斯域及西古亚洲域、特提斯域及西太平洋域太平洋域。三向或多向相互作用于华北克拉通、扬子。三向或多向相互作用于华北克拉通、扬子克拉通及塔里木克拉通并形成克拉通及塔里木克拉通并形成四大山岭系四大山岭系：西太平洋岩浆弧山岭系；西太平洋岩浆弧山岭系；秦祁昆多旋回复合造山带；秦祁昆多旋回复合造山带；特提斯一喜马拉雅碰撞造山带；特提斯一喜马拉雅碰撞造山带；阿尔泰一蒙古增生造山带。阿尔泰一蒙古增生造山带。相应地发育东部裂陷盆地群和中西部前陆盆地群。由相应地发育东部裂陷盆地群和中西部前陆盆地群。由于多期构

24、造运动形成叠合盆地格局和多种类型的盆山于多期构造运动形成叠合盆地格局和多种类型的盆山耦合。耦合。 中国及邻区中国及邻区大地构造简图大地构造简图（任纪舜等，（任纪舜等，19991999） 中国大陆是由一些中国大陆是由一些较小陆块（准地台）、较小陆块（准地台）、众多微陆块和造山带众多微陆块和造山带组合而成的复合大陆。组合而成的复合大陆。按构造属性，微、小陆按构造属性，微、小陆块分为块分为亲西伯利亚、亲亲西伯利亚、亲冈瓦纳冈瓦纳和和古中华古中华三个陆三个陆块群，造山带分属于块群，造山带分属于古古亚洲、特提斯亚洲、特提斯和和环太平环太平洋洋三大造山区三大造山区。（据刘和甫，（据刘和甫，20012001

25、）中中国国及及邻邻区区盆盆山山耦耦合合简简图图（据刘和甫，（据刘和甫，20012001）盆盆山山耦耦合合及及盆盆地地类类型型Late Mesozoic and Cenozoic extensional basin and tectonic framework of east China and its adjacent areas Craton: Siberia Craton,SinoKorean Craton and Yangtze Craton; Massifs: Ls = LincangSimao Massif; Lx = Longxi Massif; Sb = SongpanBikou

26、 Massif. LateMesozoic Northeast Asia fault basin system: ELbg = Erlian basin group; EMbg = East Mongolia basin group; Hlbg = Hailar basin group;MHbg = Mohe basin group; Slb = Songliao basin. Late Cretaceous Early Tertiary basins: Adb = Andu basin; BBWb= Beibuwan basin;BHb = Bohaiwan basin; ECSb = East China Sea basin; EVb = East Vietnam basin; FMKg= FushunMeihekou graben; JHb = Jianghan basin;Lyb = Liyue basin; NST = Nansha trough; NWPb= Northwest Palawan basin. NY