Question

（二）克拉通盆地的成因机制

Answer 1

克拉通盆地长期缓慢下沉的原因存在多种假说，总体来看，比较流行的假说主要有以下几种：

1.热隆起假说

由于地幔热柱作用造成地壳局部隆起，并使隆起区域地壳表层遭受剥蚀，从而使地壳变薄；当地幔物质变冷收缩时，遭受剥蚀的地壳区域在重力作用下而下沉。该假说解释克拉通盆地的早期演化阶段比较实用。但不能很好解释克拉通盆地的长时间持续沉降问题。

2.构造负荷和水负荷作用

受前陆造山推覆体的负荷增加，克拉通地块内可以大范围发生岩石圈沉降（据研究，在盆地500～600km范围内都会受到影响），如伊利诺斯、密歇根盆地的形成可能与构造负荷作用有关（Leighton，1990）。同样受到大面积水负荷的作用，岩石圈也可能发生沉降。构造负荷机制对解释毗邻造山带地区的克拉通盆地沉降历史有用，但不能对全球克拉通盆地沉降的一些同时性问题做出满意的解释。

3.密度变化和相变作用

当下地壳密度由低变高时，由于密度增加和体积缩小，地壳均衡作用使地壳产生沉降。绿片岩变为角闪岩，辉长岩变为榴辉岩等岩相变化也可导致地壳下沉，如威利斯盆地和密歇根盆地的形成被认为是底辟侵入的软流圈物质引起下地壳由辉长岩相转变为榴辉岩相的结果。

4.岩浆活动假说

火山喷发作用使地下岩浆损耗、岩浆囊空虚，重力作用导致地壳下沉。岩浆侵入活动造成岩石圈上拱或下弯。

5.重力均衡调整假说

重力异常研究表明，地球上多数克拉通盆地坐落在古裂谷之上，且这些裂谷大多经历了长达几亿年的周期性沉降，因此，Derito等（1983）认为克拉通盆地沉降的驱动力来自早期裂谷阶段侵位于下地壳的均衡未补偿体。当岩石圈物质的有效黏度下降时盆地就沉降，使未补偿物质和上覆地壳受重力作用以较快的速度沉陷到均衡深度。在地温梯度低或挤压减弱期间，地壳沉降减慢或不发生沉降。该假说可以解释长时间的周期沉降。

6.与超级大陆运动有关的沉降假说

据Klein和Hsui（1987）研究，在北美洲、欧洲、非洲、南美洲等的许多克拉通盆地的形成具有同时性（它们在550～500Ma）、相似的沉积堆积厚度和体积变化，以及相同的区域不整合时限，其原因可能与寒武纪超级大陆的解体有关，在张性构造作用时期，下地壳与上地幔部分熔融而形成非造山花岗岩侵入，并使花岗岩之上的地壳上拱而发生张裂和断陷沉降，当花岗岩冷却后，其张裂带发生热沉降并形成碟形盆地。他们也认为，在板块汇聚造山期也可发生再次局部熔融，侵入体的冷却将使克拉通盆地再次发生热沉降。

虽然克拉通盆地形成机制的假说很多，但它们常常不是单独起作用的，单靠一种作用不能解释所见的全部下沉量，而是要综合分析，区别各种不同因素的主次、发生时间和顺序，一种因素可以触发另一种因素。