二、压陷盆地

二、压陷盆地

压陷盆地主要发育在汇聚板块边界及周围。如大洋岩石圈向大陆岩石圈之下俯冲形成的沟弧系,可发育弧后前陆盆地、弧前盆地;当大陆岩石圈相互碰撞时会发育碰撞造山带,在造山带两侧和克拉通边缘可形成周缘前陆盆地;碰撞造山带演化后期存在残留洋盆;造山带内和造山带之间可发育山间盆地。

压陷盆地主要发育缩短构造,如逆冲断裂带、推覆体、挤压断块、不对称背斜、压扭性构造等。前陆盆地和山间盆地具有丰富的油气资源。

(一)前陆盆地

前陆盆地(foreland basin)是指位于线性收缩造山带前缘和相邻稳定克拉通间的狭长盆地。根据前陆盆地所处的大地构造位置可分为周缘前陆盆地(图8-7)和弧后前陆盆地(图8-8)。盆地横剖面为由造山带侧翼向克拉通减薄的不对称楔状,平面上平行于造山带展布。

无论是周缘前陆盆地还是弧后前陆盆地,其本质特点是:①均发育在大陆型地壳;②由造山带中冲断席载荷引起的挠曲沉降形成;③与板块之间的相互聚敛运动和板块挤压的构造环境有关。

图8-7 与碰撞造山带毗邻的周缘前陆盆地简图(据Dickinson,1976)

图8-8 弧后前陆盆地横剖面简图(据Dikinson,1976)

前陆盆地(或前陆盆地系统)由四个分隔的构造沉积带组成(图8-9),根据这些沉积带与逆冲带的几何关系将它们分别称为逆冲楔顶部带(wedge-top)、前渊带(foredeep)、前隆带(forbulge)和隆外凹陷带(backbulge)(DeCelles and Giles,1996)。前陆盆地造山带一侧发育向前陆区逆冲推覆的褶皱-冲断层带,主要断面为倾向造山带的铲形或阶梯状,常呈叠瓦状组合;盆地近克拉通一侧沉积组合常见的有洪积-河流-三角洲相和浅海相,有时有浊积岩,碎屑物源主要来自造山带,克拉通为次要物源区。沉降中心常逐渐向克拉通方向迁移。

图8-9 前陆盆地组成示意图(据DeCelles and Giles,1996,修改)

前陆盆地具有丰富的油气资源,如北美洲落基山西侧的前陆盆地是美国、加拿大主要的产油区之一,中东的扎格罗斯造山带前陆盆地是伊拉克、科威特、伊朗西南部主要的产油区,我国西北地区的酒泉-民乐盆地为祁连山北缘前陆盆地,酒泉西部盆地的玉门油田是我国最老的石油工业基地;昆仑山、天山、祁连山等造山带前缘均发育有新生代前陆盆地。

(二)山间盆地

山间盆地指周围被碰撞造山带包围或位于造山带内部的以陆壳(通常是克拉通或早期的褶皱带)为基底的压陷盆地,即以逆断层为盆地边界的断陷盆地(图8-10)。如我国天山褶皱带中的一些小型盆地,如尤尔都斯、焉耆盆地。盆地形态受四周山系所限;造山带附近仍发育向盆内逆冲的褶皱-冲断带,规模可能比前陆区小,山前可以呈向盆内减薄的楔状,但影响范围不大;四周均为物源区,沉积组合主要为冲积、河流、湖相及浅海相。山间盆地除受挤压作用外,走滑断层也常常发育,如柴达木盆地西缘的阿尔金走滑断裂带的活动使盆地内发育典型压扭构造。山间盆地也具有良好的油气富集条件。

图8-10 沿碰撞造山带内部发育的山间盆地简图(据G.Einsele,1992)

由于造山带一侧向盆内逆冲推覆,可能在褶皱冲断带下掩覆了前陆盆地或山间盆地的一部分。

(三)弧前盆地

位于岛弧与海沟之间,其基底性质取决于岛弧与海沟间地壳的性质,可以是陆壳,也可以是洋壳或过渡壳(图8-11)。弧前盆地沉积主要来自岩浆岛弧的碎屑物,水深取决于盆地性质与补偿关系。下伏为残留洋壳时水可能较深,可沉积含火山灰的深水细浊积岩和浅水粗浊积岩、陆棚砂岩和三角洲砂岩。物源也可以是非火山高地侵蚀碎屑,赤道区盆缘可形成珊瑚礁。

弧前盆地近岛弧一侧为脆性破裂,发育正断层;近海沟一侧挤压性褶皱、冲断层发育。当斜向俯冲时也可产生走滑断层。

除秘鲁、厄瓜多尔的塔拉拉区石油可采储量可观(约10亿桶)外,大部分弧前盆地未找到大量油气。主要原因可能是沉积速度快、相变大、储集性差、生油岩多为腐殖型且不成熟等。

图8-11 海沟、斜坡盆地和孤前盆地发育示意图(据Dickinson,1976)自上而下表示时间从早到晚

(四)残留洋盆

洋壳板块消减末期,陆壳板块发生碰撞,碰撞缝合线走向上结合的时间不一致,使部分地带残存老洋盆,这种收缩大洋盆地叫残留洋盆(图8-12)。盆缘形成大型三角洲体系,向海盆发育海底扇并覆于远洋沉积之上,这种浊积岩就是前造山期复理石。

图8-12 碰撞造山缝合带发育使残留大洋盆地逐渐封闭简图(据G.Einsele,1992)

沿喜马拉雅山构造走向出现的恒河三角洲和孟加拉湾海底扇就是这种侧向变化和穿时相发育的表现。随着俯冲、碰撞的继续,残留洋盆逐渐缩小、封闭消失,同时前陆盆地不断扩大,磨拉石覆于复理石沉积之上。

这种盆地沉积往往与前陆盆地叠合成为油气勘探的目标层系,具有一定的潜力。