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第3章研究方法2——板块沉积学与构造古地理

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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D+练习答案板块沉积学与构造古地理分析板块沉积学与构造古地理分析一 、 概述二 、 地层的沉积类型和沉积组合三 、 板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五 、 沉积盆地的构造背景分析、概 述地球演化或地壳运动形成各种各样的地质记录 ,基本上可以分为两大类: 岩层和构造 , 也就是 建造和改造 ( 形成与形变 ) 。建造 的类型和时代反映了其形成时地壳运动的特点和特定的环境 。构造 的类型包括断裂 、 褶皱 、 韧性剪切带等 , 在恢复古构造环境 , 了解造山作用类型 、 造山作用过程及大陆动力学方面都有重要意义 。地质学研究中的基本思维方式是反向思维或称反演 ,即由结果反推作用过程 , 即由地层中保存的物质记录去分析形成背景和作用过程 。 “ is 1830) ( 地质学原理 ) ,采用的分析方法是 “ 将今论古 ” ( 或称现实主义原理 ) 。板块沉积学 是融造山带地层学 、 沉积学 、板块构造学 、 地球物理 、 地球化学等为一体的综合性分支学科 , 被誉为近年来自层序地层诞生以后 , 沉积学领域又一次大的跃进 。 它以造山带构造为背景 , 以岩石圈动力学成因为解释基础 , 依据造山带地层 、 沉积 、 古生物 、 构造及岩浆作用等方面基础资料 , 探讨造山带沉积盆地形成和展布 , 内部物质组成和演化特征 , 重塑各板块的古地理 、 古构造格局及岩石圈动力学特征 。构造古地理 是包含了一个时期的古构造格局和古地理轮廓,主要指海区、陆区、剥蚀、沉积区范围、沉积物主要类型及展布、海陆区地壳性质及其相互关系。所谓 构造古地理 侧重于构造格局,着眼于构造地貌标志,不仅表示各种沉积类型、组合的分布,而且表示构造 —地貌单元,如大陆边缘、岛弧、边缘海、裂陷槽等。板块沉积学与构造古地理分析一 、 概述二 、 地层的沉积类型和沉积组合三 、 板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五 、 沉积盆地的构造背景分析二、地层的沉积类型和沉积组合( 现代世界 ( 或亚洲 ) 地图上 , 存在着大陆 陆棚海 岛弧 深海洋盆等一系列自然景观 ( 构造地理单元 ) , 在各单元中持续地发生着沉积作用 , 形成沉积物 , 而这些沉积物的结合在不同单元中是各具特色 、 不尽相同的 。 总的来说 , 他们在较长的时期和较大的范围里是受到所处的地理位置和构造运动性质的明显控制的 。我们对现代大陆进行古构造 、 古地理及演化历史分析 , 一个重要任务就是通过鉴别各时代地层的沉积类型 、沉积组合及展布关系 , 从而确定古大陆及陆缘区的边界 ,确定不同时期边缘海和岛弧的位置 , 确定不同的板块及边界位置 , 即运用现实主义原理 , “ 将今论古 ” 。二、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1、沉积类型1) 定义 :指由地壳构造活动程度所决定的地层沉积总貌 , 这个总貌要在较长时期和较大范围才能显现 。2) 分类 :王鸿祯等 ( 1985) 在编制 《 中国古地理图集 》 时 , 根据构造活动程度和基本地理环境划分出六种沉积类型:陆 相 : 稳定 / 过渡 / 活动(((( 相 : 稳定 / 过渡 / 活动(1、沉积类型3) 划分沉积类型的依据 , 即稳定和活动程度的具体表现:物质成分 :成分成熟度以及火山物质的有无和比例沉积结构构造 :分选磨园 、 层面构造和层理类型地层层序和几何形体 :韵律 、 旋回的频度及形态( 席状等 )其它特征 :如厚度 ( 单位时间内 ) 、 间断性质 ( 单位时间内 ) 成岩保存 、 变质 、 生物生态保存 , 上述特征在一定程度上反映了构造运动的速度和幅度 , 指明其形成的构造条件 。三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合2、 沉积组合1) 定义 :是在一定地质时期内形成的 , 能够反映其沉积过程中主要构造环境的沉积岩共生综合体 , 即指在不同构造部位上 , 一定时期内形成的沉积物 。2) 沉积组合及分布 :王先生曾对沉积类型组合进行过详细划分 , 并在 《 中国古地理图集 》( 1985) 中表示了我国各地史时期的沉积类型和沉积组合分布 。沉积类型划分及代表性沉积组合稳定类型 过渡类型 活动类型陆相游移盆地湖泊碎屑组合内陆盆地河湖砂泥质组合近海盆地含煤碎屑组合 ( 河湖盆地 )内陆断陷盆地暗色砂泥质组合内陆断陷盆地火山碎屑 松辽盆地 )山麓 、 山间粗碎屑组合大陆火山喷发 山间磨拉石 、 海相滨 、 浅海相碎屑或碳酸盐组合海陆交互 , 含煤沉积组合( 华北地台碳酸盐岩 , 现代黄海 )边缘海碳质 、 硅质组合边缘海碎屑及碳酸盐岩组合( 日本海 )岛弧海硬砂岩 海 琉球海 )三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1)复理石2)磨拉石3)远洋沉积3、几种重要的沉积组合1)复理石( 地质文献中最早使用复理石的是瑞士地质学家 1827) 用来描述 3深灰色含砂岩夹层的泥质岩 。 它是活动带特有的 、 由海相碎屑沉积所构成的韵律层系 , 韵律的厚度为几 几十 目前一般认为是深海碎屑沉积 , 但总的具有以下四个特征:( 1) 均为海相 ;( 2) 岩性为陆源碎屑岩类 , 主要为砂泥质 , 而且粗碎屑在剖面中所占比重非对称地从盆地一端向另一端减少 , 从而显示明显的极性;( 3) 韵律性 , 常常厚达几千米的岩系都是由少数几种岩性规则互层组成 , 鲍马层序 ( 就是对这些韵律组合的概括;( 4) 特征的结构 , 递变层理 、 槽模 、 层理良好 , 分选差 , 生物贫乏 。浊积岩中鲍马层序1)复理石早期有关复理石成因和环境看法很多 , 从三角洲 、 滨浅海一次深海均有 , 并归因于地壳的垂直振荡运动 。 1950年 奎恩 ) 等根据水槽实验把复理石中的递变层理与高密度浊流( 比重为 联系起来 , 揭示出复理石的浊流成因 , 发表的 《 浊流是递变层理的形成原因 》 一文被誉为是现代沉积学的开始 。复理石是一种浊流沉积 , 但 复理石 浊积岩 。复理石一词的使用常和构造相联系,槽台观点认为它代表地槽充填的晚期,在造山以前及同造山期的各个不同槽部所沉积的一套沉积建造。板块学说认为复理石形成于不同板块部位的相对活动的深水的海盆中,如大西洋型大陆边缘、弧后盆地(日本海)、弧前盆地、海沟等环境中,而且不同环境形成的复理石具有不同的特征。其他成因的砂泥岩互层(如浅海、潮坪、河流环境中形成的)不是复理石;而浊积岩有湖相、海相也有沟道充填沉积等层理不明显的成分,也不能称为复理石。层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1)复理石2)磨拉石3)远洋沉积3、几种重要的沉积组合2) 磨拉石 ( 来自瑞士,其历史稍早于 1824年斯图德( 先用其来命名 形成于造山带主形变期以前的复理石不同,磨拉石是主变形作用本身的产物,它的出现反映了山岳存在,充填于山前、山间盆地中。含有泥灰岩或灰岩夹层,按不同气候条件还可出现石膏,芒硝等盐类沉积或煤等有机质的的湖泊堆积,其中粗碎屑占绝对优势,常组成厚达千米的巨厚岩系,由于它直接来自相邻高地的快速侵蚀作用,所以磨拉石砾石和重矿物组分沿垂直层序的变化顺序就反映了毗邻高地的母岩性质。2)磨拉石( 拉石特征:( 1) 为巨厚的粗碎屑岩系 ;( 2) 陆相 沉积为主 , 有些地区磨拉石剖面由底部向上是由海相 陆相 , 相应岩石颗粒逐渐变粗 , 颜色由灰 地形反差逐渐增大的过程 , 所以有 灰色磨拉石 和 红色磨拉石 之分 , 但典型磨拉石是指后者 。( 3) 磨拉石在 空间上呈楔状 , 近造山带一侧厚度大 , 物质也最粗 , 其形成的原因是由于剥蚀区主要来自一侧 , 故磨拉石盆地在结构上强烈不对称 。( 4) 磨拉石是造山主变形作用的直接产物 , 所以 与下伏地层为角度不整合 , 基本不变形 , 变质强度也要低的多 , 一般称为后造山堆积 。在经典地槽理论中,磨拉石出现是地槽封闭的最重要标志之一,在板块构造学说中,是大陆或弧陆焊接(碰撞)的标志,具有重要构造意义。前陆盆地层序为前陆地层的逆顺序图解三、地层的沉积类型和沉积组合1、沉积类型2、沉积组合3、几种重要的沉积组合1)复理石2)磨拉石3)远洋沉积3) 远洋沉积 远离大陆的深海洋盆中,陆源碎屑颗粒无法达到,又处于 碳酸钙沉积临界深度(即以下,碳酸盐矿物都被溶解。 仅见 硅质岩 (生物化学或火山热液化学成因)和 粘土岩 ( 悬浮沉积)。远洋深水生物 现代钙质壳 有孔虫灰岩 现代硅质壳 放射虫硅质岩深海锰结核 水深: 5323米( 2909英寻,1英寻 = 6英尺或 地点: 概述二 、 地层的沉积类型和沉积组合三 、 板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五 、 沉积盆地的构造背景分析四、板块构造的沉积盆地分类在板块构造学说兴起以前 , 主要是按槽台学说对沉积盆地进行构造分类 。 由于当时对古沉积环境了解较少 , 而所谓的地槽沉积实际上又是形成在几种完全不同的沉积环境中 , 所以把不同类型的地槽进行了划分 , 给予了不同名称 ,如优地槽 、 冒地槽 、 准地槽 、 裂陷地槽 。 此外 ,还划分了一些与造山作用有关的边缘凹陷 、 中央凹陷等不同类型的沉积盆地 。 在广大地台区 ,将接受沉积物相对较多的沉降区称为台向斜 、台盆或台凹区等 。四、板块构造的沉积盆地分类板块构造学认为地球上沉积作用主要发生在大陆边缘 。 大洋和大陆内部沉积作用进行得较缓慢 , 沉积后也会被重新搬运 , 故沉积物保留较少 。 而大陆边缘则由于离隆起陆地较近 ,有丰富的物质来源 , 同时又有足够的盆地深度 ,大量陆源物质在此堆积 , 故这里是地球表面进行沉积作用的主要场所 。许多学者以板块构造的动力学及地壳特征为基础 , 对沉积盆地进行分类 。 现多数根据沉积盆地所处的构造位置和基底特征进行划分 。板块沉积学与构造古地理分析一 、 概述二 、 地层的沉积类型和沉积组合三 、 板块构造的沉积盆地分类四、主要盆地类型及沉积作用五 、 沉积盆地的构造背景分析四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 大陆板块内部的沉积作用(一)割很深的张裂带。 裂谷具有两个特征 :一是 规模大 ,所发育的断裂可切穿整个岩石圈;二是处于 拉张环境 ,从而区别于其他切过整个岩石圈的大型断裂(如转换断层、缝合带等)。裂谷在地形上表现为纵长的凹陷和谷地。发育于陆壳上的裂谷,即是 大陆裂谷 。它的两侧往往被一系列正断层所限,表现为单一的或复杂的地堑带。裂谷底多有深水湖泊展布。世界上最深的湖泊 —贝加尔湖(深1740m)便发育于贝加尔裂谷中。东非裂谷中的坦噶尼喀湖,既窄且长,深度在 1400) 大陆裂谷盆地的沉积作用大陆裂谷盆地的沉积作用主要是在下列条件下发生的:大陆地壳的不断变薄而使盆地沉降 , 同时 , 两侧陆块不断剥蚀和盆地中沉积物的不断堆积也使岩石圈均衡沉降;不断隆起的大陆断块是主要的蚀源地 , 供应了大量不成熟的石英 —长石砂或长石砂 , 往往还伴随有大陆火山喷发物质;沉积主要在大陆环境中发生 ,形成河 、 湖相碎屑沉积 , 晚期也可以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;基底断块的差异性活动对岩相和厚度的分布有很大影响 。在这些条件下产生的沉积组合 , 是以与碱性或拉斑质陆相喷发岩成互层的大陆红层为特征 , 除大量碎屑沉积外 , 可含泥灰岩 、 碳酸盐岩 、 膏盐 、 含铜砂岩 、 煤 、石油 、 天然气等 , 厚度可达数千米 。) 大陆裂谷盆地的沉积作用许多现代的大陆裂谷带都具有上述沉积特征 。 例如 , 东非裂谷带 , 侏罗 、 白垩纪处于裂前拱或裂谷初期阶段 , 有大量的大陆碱性喷发岩 。 中新世以来是裂谷活动的主要时期 , 有多次陆相的碱性岩喷发 ,在地堑盆地中堆积了以冲积扇和湖相沉积为主的碎屑 、 火山碎屑沉积 , 厚可达 2000m。 贝加尔裂谷活动主要在晚第三纪 , 形成以湖泊 、 沼泽及河流相为主的碎屑沉积 , 伴有不多的碱性火山岩 , 厚达 3000-5000m。 我国山西的汾渭地堑 , 裂谷作用始于古新世 ,上新世达到高潮 , 并形成统一的裂谷 , 盆地中堆积了厚达 5000- 6000 有多次碱性玄武岩喷发 。) 陆间裂谷盆地的沉积作用陆间裂谷 的沉积是在过渡地壳或洋壳基底上堆积的 ,这种远比一般陆壳薄很多并在继续变薄的基底 , 以及在变薄同时地壳中发生的失热沉降 , 是引起盆地沉降和海水侵入的主要原因 。 据迪金森 ( 974) 的观点 , 过渡地壳的产生 , 一方面是通过陆壳的伸展变薄 , 形成厚度薄于一般陆壳但性质与陆壳相似的准大陆地壳;另一方面 , 由于凹陷内的火山活动和同期的火山活动和同期的沉积作用 , 形成了包括熔岩流 、 岩墙 、 岩床和海相沉积等火成组分与沉积组分相混杂的地壳剖面 , 从而产生一种厚度大于一般大洋地壳但属于洋壳性质的准大洋地壳 。陆间裂谷 海湾的环境以及盆地边缘存在的可阻挡陆源碎屑进入盆地的倾斜断块隆起,在适宜的气候带中,盆地的这种受限制的条件将促使蒸发岩形成。于是,熔岩、蒸发岩和在此之前的陆内裂谷红层一起,构成了 红层 —熔岩 —蒸发岩组合 。如果有河流携带着来自两侧陆块的大量碎屑流经海峡而进入裂谷盆地,或者盆地受限制的条件消失而窄大洋已经出现,就会缺乏蒸发岩,三角洲沉积将向盆地内延伸,越过三角洲前缘的碎屑物质可以形成浊流沉积,于是产生 红层 —熔岩 —浊积岩组合 。) 裂陷槽的沉积作用裂陷槽的概念裂陷槽( 称拗拉槽,拗拉谷)是地质历史时期发育的张裂构造,是当大陆地壳发展到一定阶段,在已形成的大规模刚性块体上形成的槽状拗陷 。大陆裂谷的演化,并非都能经历上述阶段,最后发展为大洋裂谷。大陆裂谷可以长时期处于微弱扩张阶段,也可能裂谷发展终止于陆间裂谷阶段。可以形成大型深水盆地,最终完全被沉积物所填充,这就是裂陷槽的基本特征。) 裂陷槽的沉积作用裂陷槽的沉积 , 在前期和晚期阶段以陆相碎屑为主 ,挠曲阶段以海相 、 海陆过渡相碎屑和碳酸盐沉积为主 。由于除广阔而稳定的克拉通是主要的蚀源区外 , 还存在某些边缘上升断块和火山活动的影响 。 因此 , 碎屑沉积的成熟度十分不同 , 既有大量成熟度高的石英砂岩 , 也有不少成熟度低的长石砂岩 、 岩屑砂岩 。 由于裂陷槽伸入到克拉通内部 , 使沉积作用受到盆地两侧克拉通总体升降运动的影响 , 海水进退规程与克拉通大体一致 , 因而整个沉积层序与两侧克拉通的地台层序相似 , 不过厚度可大好几倍 , 岩性更为复杂 , 并可在较低层位中出现火山岩 。 不同的裂陷槽沉积剖面中 , 碳酸盐沉积的多寡 ,层序内不整合的有无 , 火山活动的程度也十分不同 。四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 构造上长期处于相对稳定状态的大陆边缘 。 它缺失海沟俯冲带 , 位于板块的内部 , 被动地随着板块而移动 , 故无强烈的地震 、 火山和造山运动 。被动大陆边缘亦称大西洋型大陆边缘 、 稳定大陆边缘 、拖曳大陆边缘 、 离散大陆边缘等 。 然而 , 被动陆缘遭到显著的沉陷和张裂活动 , 承受了巨量沉积物 , 许多学者把它当作现代的地槽区 。 因而 , 所谓 “ 稳定 ” 大陆边缘 ,亦不过相对而言 。被动大陆边缘基底常见有裂谷式沉积 , 其中有时还有陆相红层 、 盐类和火山活动等堆积物 , 上面逐渐覆盖海相层 , 并形成海侵序列 。 在开阔海洋发育阶段以前 ,常由裂谷发育逐步过渡到红海阶段 。陆架 、 大陆坡 和 大陆麓 组成。陆架 上,在不同环境可接受陆源沉积(特别是三角洲沉积)或碳酸盐沉积,后者主要是生物碎屑沉积,显然,陆架环境有利于生物,特别是底栖生物的繁殖。生物碳酸盐沉积主要见于热带和温带;寒带海域不利于碳酸盐的沉积,而是硅藻土较为常见。陆源沉积作用有关的营力主要有:( 1)浊流,大部分浊流沉积沿海底峡谷被带过大陆坡,输往大陆麓,可能有部分浊流沉积停留在陆坡上。( 2)滑塌和滑坡,其发生常与斜坡过陡或沉积物堆积过快有关,也可能受到暴风浪、海啸、地震、火山等触发而引起。浊流、滑塌和滑坡带来大量沉积物外,等深线流也相当活跃。等深线流具连续作用性质,常沿大陆麓活动。等深线流可搬运粘土和粉砂,偶而还有细砂,也可以把携带的沉积物搬运至另一地区停积下来。这样,陆麓上既有浊流和滑塌沉积,也包含分选良好的细粒的等深线流沉积。向大洋一侧,逐渐过渡为深海平原。被动大陆边缘的沉积作用被动大陆边缘的演化,是在大陆分离、海底扩张的背景上进行的。被动大陆边缘的沉积剖面底部可有代表 大陆裂谷 环境的湖相沉积,它以砂岩为主,拌有玄武质火山岩夹层;向上为 陆间裂谷 环境的黑色页岩、蒸发岩等闭塞海湾相沉积;上部过渡为 毗邻开阔大洋 环境的陆架 —陆坡 —陆麓沉积相组合。成熟度自下而上逐渐升高。这种沉积序列,记录了大陆裂离的演化过程。与威尔逊旋回对照,以上三个阶段分别相当于洋盆演化的 胚胎期 、 幼年期 和 成年期 。一旦发生俯冲、碰撞作用,便意味着大西洋型大陆边缘发展历史的终结 。四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 大陆板块内部的沉积作用(三)活动大陆边缘的沉积作用活动大陆边缘与会聚型板块边界有关,是大洋板块向毗邻大陆俯冲消减的地带,代表威尔逊旋回的后期历史。火山弧、海沟和贝尼奥夫带( 者的共生是其基本特征。一般将其划分为 岛弧型 (或称沟弧盆体系型、西太平洋型)和 陆缘弧型 (安底斯型,东太平洋型)。大洋向大陆方向依次为海沟、消减杂岩、弧前盆地、火山弧、弧后区。) 海沟(2) 混杂堆积(3) 弧前盆地(4) 岩浆弧(5) 弧后区(1) 海沟海沟以大洋壳为基底 , 是大洋板块俯冲的位置 。海沟长而窄 , 延伸方向与岛弧平行 , 长达数百至数千公里 , 宽达数十至上百公里 , 深度 6000 已知最深点是马里亚纳海沟 , 深度达 11034m。海沟的沉积物主要有两部分。一部分是由俯冲板块带来的深海平原沉积物,另一部分是在海沟形成的深海沉积物。包括远洋钙质沉积、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。海沟沉积物一般厚达几百米,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。(2) 混杂堆积混杂堆积 ( 称俯冲杂岩或消减杂岩 )是在板块俯冲形成的 、 由已变形的深海平原沉积物 、海沟沉积物及洋壳碎块等组成的构造岩带 。 其原始层序完全被破坏 , 由外来岩块 、 原地岩块和基质三部分构成并广泛遭受剪切变形 。 是板块俯冲带的证据之一 。混杂堆积指含有外来的和原地的,各种大小不同的碎片和岩块,以构造方式嵌入到遭受普遍剪切作用的塑性基质中的地质体。混杂堆积发生在俯冲带及碰撞带,古代的混杂堆积在许多造山带都有发现,尤以北美西部海岸山脉早第三纪的弗朗西斯科群及阿尔卑斯山的混杂堆积出露较好。(3) 弧前盆地弧前盆地地貌复杂,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。弧前盆地的沉积物主要来自岩浆弧,源区不仅有火山岩,而且有经隆起和剥蚀作用暴露出来的深成岩和变质岩。还有海沟坡折处弧沟隙的局部隆起。由于物源很近,且供应量大,因而弧前盆地的沉积以碎屑为主,其中浊积岩是最主要的。在弧前盆地和海沟地带的浊积岩是复理石沉积的最典型的类型。其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。这种特征反映了受板块构造控制的蚀源区特征。(4) 岩浆弧岩浆弧的沉积以火山成因为主 。 迪金森将岩浆弧的岩石组合划分成三种成因类型: 主要是熔岩、 火山碎屑岩及某些沉积岩成互层;其沉积物主要来自岩浆弧,这种特点决定了弧内盆地沉积物中火山碎屑及深成岩屑占有极重要地位,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。(5) 弧后区指岩浆弧与大陆边缘之间 ( 大陆与岛弧之间 ) 的广阔地带的边缘海盆 。 一般将岩浆弧与大陆边缘之间的盆地称为弧后盆地 ( 边缘海 ) , 它由弧后扩张作用形成 , 其基底为大洋型地壳 。现代的弧后盆地主要分布在西太平洋边缘,包括白令海,鄂霍茨克海、日本海、南中国海、西非律宾海、苏禄海等。水深可达 3000m。这种盆地中浊流沉积非常发育,被称为日本海型复理石。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沉积,与被动大陆边缘的沉积相似;在靠岩浆弧一侧是在过渡壳和洋壳基底上发育的沉积。沉积物分别来自两侧,广阔而稳定的大陆供给大量比较成熟的碎屑沉积,岩浆弧则供给大量火山碎屑特别是凝灰质沉积 。冲带)与大陆边缘隆起带相邻接,其后无弧后扩张形成的边缘海,典型的现代实例是南美西海岸安底斯山附近的大陆边缘,其构造单元由大洋向大陆方向依次为:海沟、混杂堆积带、弧前盆地、陆缘弧和弧背盆地。除弧背盆地外其余各单元的沉积特征与岛弧型大陆边缘相似。弧背盆地弧背盆地 ( 称 弧后前陆盆地 ) 位于陆缘火山山弧 ( 如安第斯山 ) 后侧紧邻的大陆板块周围地带 , 基底全部为陆壳 。 这个盆地对于岩浆弧而言是弧后盆地 , 对于大陆板块内部而言是前陆盆地 。 弧后前陆盆地与边缘海盆地的区别不仅表现在基底地壳的不同 , 还表现在盆地边缘的靠弧一侧有与弧平行并向弧后 ( 向大陆 ) 逆冲的褶冲带存在 , 因此盆地内的应力状态通常是挤压的 。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;也可以全部处于大陆环境 ,形成山麓相 、 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 。 这样 , 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 。四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 大陆板块内部的沉积作用(四)碰撞带的沉积作用俯冲作用进一步发展,必定导致岛弧与大陆或大陆与大陆的碰撞并形成缝合带(碰撞造山带)。陆块之间缝合带的形成通常不是同时的。一般情况下,碰撞总是分段进行的,已经缝合的地段和尚待缝合的海域同时存在,这两部分之间的构造转变点随时间而转移。在转变点后面,造山作用形成高地,磨拉石堆积在周缘前陆盆地中;在转变点的前面,则存在着残余洋盆和初期的边缘前陆盆地。碰撞带的沉积作用就发生在这些盆地中。称为边缘盆地 、 周边盆地或外围盆地 。 它位于主缝合线的褶皱冲断带与大陆之间的大陆基底之上 , 并平行于缝合带分布 。 这种盆地是在地壳碰撞的渐进发展过程中 , 由于大陆块周边的部分俯冲作用使大陆岩石圈下弯而形成 , 因此初期的边缘前陆盆地是同造山的 。边缘前陆盆地的沉积 , 主要是纵向流动形成的 浊积岩 , 它属同造山或造山前期复理石 。 其次是横向流动形成的碎屑岩楔 , 它属造山期后或同造山期 磨拉石 。复理石沉积主要是在初期的边缘前陆盆地中 。 磨拉石是边缘前陆盆地最有代表性的堆积物 , 初期可能是海相 、 海陆交互相及三角洲相 , 随后则主要是河流 、 随后则主要是河流 、 三角洲 、 湖沼及山麓堆积 。 2. 残余洋盆的沉积作用残余洋盆 的现代实例是地中海 , 它的周围是年青的大陆褶皱山系 。 地中海的近期沉积包括: 中新统上部是很厚的蒸发岩与海相硅藻土成互层 , 中新统顶部出现一些含淡水 、 半咸水的介形虫 、 硅藻的淡水沉积; 主要是含超微体化石和有孔虫的深海沉积 。东地中海的新生代浊流沉积分布很广,除海伦海沟为代表的上升山链前缘的挤压型复理石外,在陆隆和三角洲基部的海底扇上也有分布。其沉积特征是:含有相当成熟的浊积岩,滑塌复理石常见;火山活动不很广泛,仅局部出现凝灰岩和火山碎屑浊积岩;它是同造山期的,不仅向上变为磨拉石,在侧向上也可以过渡为磨拉石。四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 大陆板块内部的沉积作用(五)大洋盆地的沉积作用大洋盆地的沉积作用主要是在洋壳基础上进行的。大洋沉积盆地主要包括洋中脊和深海盆地沉积区。其中洋中脊分为快速扩张中脊(太平洋型)和缓慢扩张中脊(大西洋型)两种类型。前者由于扩张过程未受强烈阻挡(发育俯冲带),故在洋脊附近未发育纵向断裂;后者则相反。在太平洋型中脊的沉积物稳定,在 西洋型中脊区则发育大量断裂,沿断裂附近形成大量小型沉积盆地。在大洋盆地底部,由于在 要沉积物为红色软泥、硅质生物软泥,在较高部位则有钙质软泥沉积,有时还可见到自陆缘来的浊流沉积。在大洋底之上,有时见有玄武岩组成的海山,并有较厚的碳酸盐沉积。但在大洋中脊的边缘凹槽及浊流沉积的分布区深海区,由于陆缘物质少,沉积作用进行速度很慢,为几厘米/千年。四、主要盆地类型及沉积作用( 一 ) 裂谷带的沉积作用( 二 ) 被动大陆边缘的沉积作用( 三 ) 活动大陆边缘的沉积作用( 四 ) 碰撞带的沉积作用( 五 ) 大洋盆地的沉积作用( 六 ) 大陆板块内部的沉积作用(六)大陆板块内部的沉积作用在远离板块边界的大陆板块内的盆地 , 可将大陆内盆地划分为克拉通盆地和褶皱带盆地 。 其中褶皱带盆地包括两种 ,一种是褶皱带内原来的稳定断块或小板块后来沉降而演化成的盆地 , 例如柴达木盆地 、 准噶尔盆地 。 它们的发生和发展主要与周围褶皱带的发展历史和后期的板内断块活动有关;另一种是叠置在褶皱带上 , 可能是构造陷落的盆地 , 其面积小 , 沉降和演变迅速 。 如果沉积物供应丰富 , 形成粗碎屑岩甚至磨拉石沉积 , 并以浅水或陆相环境为主;反之 , 如果沉积物的补偿不足 , 就会保持相当大的水深 ( 如里海 ) 。克拉通盆地相当于大陆内部的盆地 , 如塔里木盆地 。 一般面积较大 。 克拉通盆地发育时间较长 , 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 、 陆棚海及大陆湖盆等环境 , 形成地台型及陆相沉积 。《 板块沉积学与构造古地理 》完
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本文标题:第3章研究方法2——板块沉积学与构造古地理
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