盆地分类
2020-01-16 · 技术研发知识服务融合发展。
盆地形成机制和类型是一个十分复杂的问题,迄今为止对盆地类型的划分仍存在着较 大的争议,不同学者由于研究内容和研究目的各异,对盆地类型划分方案不尽相同(谭 试典等,1990;刘和甫,1993;何登发等,1995;陈建文等,1996;王骏等,1998)。
在研究南岭东段盆地动力学演化的过程中,笔者注意到区内沉积盆地的形成和演化与 盆地所处的应力环境和大地构造背景关系十分密切。大地构造背景是盆地形成的基础,应 力环境是盆地形成的外在条件,二者受地球动力学深部因素所控制,它们间的相互作用是 决定盆地形成机制和类型划分的关键性因素。因此,以地球动力学和板块构造理论为基 础,结合盆地的几何学、运动学、沉积学特征及边界性质和盆地形成机制将研究区盆地划 分为类前陆盆地、断陷盆地、裂谷盆地三种主要类型。
1.类前陆盆地(T3-J1)
经典的前陆盆地是指大洋板块俯冲时,下冲板块前缘因受挤压发生推覆作用而在岩浆 弧后缘大陆一侧形成的沉积盆地,以陆壳基底和巨厚的陆相粗碎屑沉积为特征,同生褶皱 发育,并有台阶状逆断层和断层相关褶皱及滑脱褶皱。这种由逆冲岩片导致的前陆盆地通 常与造山带平行,二者时代相近。因为本区晚三叠世—早侏罗世盆地虽然具有挤压性质、 盆缘被逆冲断层所限,但其位置远离板块俯冲带,属于陆内地区、盆地面积和盆内沉积厚 度均较小,和类前陆盆地有一定差别,故称类前陆盆地。其盆地轮廓可呈长条形、圆形、 椭圆形或不规则形。类前陆盆地大多分布于基底边缘,盆地边缘磨拉石呈角度不整合关系 覆盖在基底之上,盆缘呈逆断层接触(图5-1)。盆内地层在水平截面上呈环状圈闭,剖 面上为大体对称的向斜,最新地层位于沉积中心区,系盆地深部均一整体沉降而成。盆地 沉积地形平缓简单,沉降幅度小,速度慢,厚度薄,盆缘粒度粗,盆心较细,盆地呈两缘 对称“平底锅状”,多为对称盆地,沉积厚度与盆地深度基本一致。该类盆地的演化时间 较长,各期地层也多为连续过渡关系。总体走向近EW,但单个盆地产状并不一致。如湖 雷盆地、永定盆地、白渡盆地、罗浮盆地和安远县北侧的早侏罗世或晚三叠世盆地走向近 EW,而定南盆地则呈NE走向。该类盆地在研究区内分布范围较广泛,大多保存良好, 少数盆地因后期抬升遭受风化剥蚀而使盆地呈圆形或不规则状形态。
图5-1 闽西南安砂-广平褶皱冲断带及早侏罗世挤压类前陆盆地剖面图(据侯泉林等,1995)
2.断陷盆地(K2 -E)
断陷盆地是盆地盖层褶皱后,因引张、裂陷作用而形成的构造盆地,往往具有裂谷构 造的某些特征(任纪舜等,1990)。区内断陷盆地多数沿一条主控断裂的上盘发生大幅度 的沉降,从而形成半地堑式箕状盆地(图5-2)。其突出特点是平面上呈狭长的带状延 伸,剖面上为不对称向斜或单斜。后者盆地狭窄,但沉降幅度较大,如会昌盆地横向宽度 不足15km,但其沉积厚度却超过3000m;遂川盆地宽度仅30余千米,而沉积厚度可逾 6000m(地质矿产部南岭项目构造专题组,1988)。本区晚白垩世-古近纪盆地属此类型, 往往发育在早期类前陆盆地之上,盆地基底多为前泥盆系,有时也发育在侏罗纪的盆地基 础之上。该类盆地长轴和地层展布多呈NE-SW方向,受断裂构造控制,一般沿主干断 裂展布,盆地一边为正断层边界,另一边为角度不整合边界,盆地沉降幅度较大、速度 快、沉积厚、粒度粗,受断层影响明显。盆地不对称,常表现为 “东断西超”(如龙南县 K2盆地东缘为正断层,西缘为不整合)或 “西断东超”(如南雄K2-E盆地),多数盆地 从东向西迁移,东老西新,并有生长断层和边缘相沉积。盆地形态呈半圆形或长条形,部 分为不等边三角形。由于控盆断裂长期活动,沉积环境不稳定,沉积中心不断向主构造带 迁移,常使盆内地层发生掀斜而形成单斜半地堑式箕状断陷盆地,沉积厚度大于盆地深 度。如江西龙南县晚白垩系盆地呈NE向长条状展布,SE边界为向NW倾斜的正断层, NW边界为沉积不整合;广东南雄白垩系盆地呈北东东向长条状,北界为向南(东)倾斜 的正断层,南界为沉积不整合(图5-3);江西吉泰白垩系盆地呈北东方向展布的不规则 菱形,南东为北西倾斜的正断层,其余三面基本为沉积不整合。
3.裂谷盆地(J1晚-J2)
裂谷盆地是地壳或岩石圈在拉张作用下减薄、破裂和沉陷形成的盆地,盆地两缘均为 正断层,朝盆地中心拉张形成地堑式盆地。裂谷盆地形成于后造山拉张的大陆裂解地球动 力学背景,其形成机制与造山的威尔逊旋回结束以后的构造-岩浆活动有关,处于板内的 地球动力学背景,是威尔逊结束和大陆开始裂解的标志。区内部分早侏罗世晚期-中侏罗 世盆地属此类型,如江西龙南县东坑和临江早侏罗世晚期-中侏罗世盆地,走向近SN, 盆地沉降幅度大,速度慢,厚度大,粒度细,沉积环境稳定,沉积中心为沉降中心,沉积 厚度与盆地深度基本一致,盆心最厚。形态上以长条形为主,也有的呈不对称的菱形,多属裂陷成因。裂谷盆地与断陷盆地的主要区别是盆地拉伸深度较大,可拉穿地壳,盆地具 高的热流值和地幔上隆,盆中常发育有玄武岩、双峰式火山岩和碱性侵入岩,代表当时的 裂解拉张环境。盆地的沉积作用受这种拉张活动的控制。如东坑和临江早侏罗世火山-沉 积盆地中双峰式火山岩代表盆地形成时的裂解拉张环境(陈培荣等,1999);广东仁居盆 地侏罗纪火山碎屑沉积盆地中,中侏罗世晚期发育有玄武安山岩,晚侏罗世以紫红色流纹 岩和晶屑岩屑凝灰岩沉积为主,厚度大。晚期(上部)则为K2-E断陷沉积盆地,以砖 红色砂砾岩、粉砂岩、泥岩为主体,与早期盆地沉积岩呈正断层接触(图5-4),表明该 盆地中侏罗世晚期就已进入裂解拉张环境。
图5-2 广东河源盆地地质简图
图5-3 南雄盆地剖面图(A—A′)
图5-4 广东仁差盆地地质简图
除上述三种主要类型之外,区内尚发育有复合盆地和残缺盆地等其他盆地类型,它们 是经后期改造或多种成因机制联合作用的结果。
(1)复合盆地:该类型盆地也称继承性沉积盆地,是在早期盆地的基础上,继续接 受新的沉积而形成的盆地。在研究区内分布十分广泛,南岭东段及其邻区大部分中-新生 代盆地都为继承性盆地。该类盆地形态多变,在盆地后期演化过程中,可继承早期盆地的 特征,也可能扩大或缩小,盆地规模和形态上的变化并无一定规律。根据盆地充填物质的 不同,可分为火山物质充填(J3-K1)和沉积物质充填(K2-E)两种类型。如广东梅县 盆地、浙闽沿海火山-沉积盆地等,在早期火山断陷盆地的基础上,继承了晚期的陆相红 色沉积。一般而言,处于火山岩带北西一侧的白垩纪红层范围往往比侏罗纪杂色沉积层大 出许多,表明白垩纪时期的扩张作用有所加强。
(2)残缺盆地:区内残缺盆地原型为晚白垩世断陷盆地,成盆后受后期构造作用的 改造,主要表现在盆地边界遭受了强烈的挤压变形和构造逆掩,两缘缺少边缘相沉积,导 致盆地面积缩小。该类型盆地可分为三种亚类:(1)盆地边界大多为逆断层,也有正断层。 这些断层初期可能对盆地起控制作用,成盆后的活动则对盆地的完整性起破坏作用,使其 支离破碎,或使原先盆地变小,因而盆地的形态多不规则,呈长条形、三角形及边界如岛 状的碎片形等,如江西寻乌县留车盆地。(2)一边为逆断层,其他为不整合边界,盆地呈半 圆形(如广东兴宁盆地)-不规则形,且地层往往向断层一侧倾斜,故又称半边盆。多见 于侏罗纪盆地,区内粤西、赣中等地均有发育。因晚期由南东向北西的推覆挤压,盆地基 底也向北西逆冲在侏罗纪盆地之上,风化后既可出现飞来峰(基底岩性飘在红层上),亦 可出现构造窗(覆盖的基底岩性风化后露出红层),规模极小。(3)风化残余盆地,后期的 改造不明显,以风化剥蚀为主。在沉积物较薄的情况下,有时会剥露出基底岩性;若后期 抬升明显,则残留一小块挂在山坡上。该类盆地常出现在火山岩稀少的地带。
由此可见,研究区内中-新生代沉积盆地类型较为复杂,其形成和演化受深部地球动 力学因素控制,多数盆地形成于拉张的应力环境,不同时代盆地成因机制和类型互不相 同,晚三叠世—早侏罗世早期发育类前陆盆地,中侏罗世发育裂谷盆地,早白垩世属火 山-沉积断陷盆地,晚白垩世以来则几乎全是箕状断陷盆地。其中类前陆盆地、裂谷盆地 和断陷盆地是本区沉积盆地的三种基本类型。