Question

盆地原型及其叠加改造

Answer 1

3.1.1 盆地原型概念

盆地在漫长的地史发展过程中并不都是一成不变的，随着板块运动演化，盆地所处大地构造位置、所受地应力作用、外部环境、热体制均发生了变化，从而导致盆地形态、性质发生变化。现今盆地的特点是不同时期盆地的综合效应。它在纵向上具有不同层次的盆地系统，在横向上可呈现出多个不同型式盆地的组合。正是由于这种盆地叠加组合的多样式，导致了盆地生、排、运、聚、保过程的复杂多变性及现今盆地油气资源分布的多样性。因此，在开展盆地分析，进行油气资源评价时，必须以时间为主线，分析不同地史阶段盆地的原型以及各阶段盆地的叠加组合。

盆地的原型（Proto-type）这一术语是Klemme（1974）首先提出来的，现在已为人们广泛接受。按现在的观点，所谓盆地原型是指盆地演化中某一阶段运动体制下受单一动力机制所产生的盆地沉降类型和结构实体。作为分类学上的“型”，本质上是一种科学抽象的典型表达，以区分事物之间的特殊性。然而客观事物中，型与型之间差别总是过渡的、不典型的，因此在一定体制下具体的原型盆地在形成中由于地质作用的差异而发生变异。

3.1.2 盆地分类

为更深入地认识盆地的特点，比较不同盆地之间的差异，通常对盆地进行分类。但是，由于不同学者的观点不同，目的不同，故而采用不同的参数和原则进行分类，通常采用的原则主要有盆地赋存大地构造位置、盆地形成的动力学环境、盆地的形态和结构、盆地的沉降与充填、盆地含油气性等几个方面。显然，在盆地原型的意义下，盆地的大地构造位置和所处动力学环境是主要的分类原则。

迄今为止，国内外许多专家都提出了自己的盆地分类体系。前期一些专家，如Vmbgrave（1947），Weeks（1952）、Dallmus（1955）、БЛОД（1957）、Vspenskaya（1967）等依据非板块构造学说提出了自己的分类。自60年代中期板块构造理论提出后，许多学者又提出了新的盆地分类方案。陆克政（2001）对一些盆地分类方案进行了汇总和分析，下面列举其中几个代表性盆地分类方案。

3.1.2.1 Halbouty-Klemme的盆地分类

该分类首先由M.T.Halbouty等（1970）提出，后经H.D.Klemme多次修改。主要是根据地壳结构构造将盆地分为内大陆盆地（克拉通盆地）和外大陆盆地（大陆边陲盆地）两大类，再进一步分为内部简单盆地等8类（表3-1）。陆克政等（2001）认为，在Halbouty-Klemme的盆地分类中缺少走滑盆地，该分类中所用拉分盆地一词并非指通常的走滑拉分盆地，而是大西洋型张裂形成的被动大陆边缘盆地。

表3-1 Klemme（1980）的盆地分类

3.1.2.2 Dickinson的盆地分类

Dickinson（1974，1976）根据板块的开合和盆地形成的地动力环境将形成盆地的环境分为裂谷环境和造山环境（表3-2），并将扭张性和扭压性盆地分别归属到两种构造环境中。这种方案没有突出克拉通盆地，而是将底克拉通盆地列于裂谷型盆地大类中。

3.1.2.3 Bally的盆地分类

A.W.Bally（1975，1976，1980）根据新全球大地构造概念作了盆地分类，他强调盆地与巨缝合带的关系及B俯冲带和A俯冲带的差异。巨缝合带（megasuture zone）是指巨型非刚性的造山带。B俯冲带是大洋岩石圈向大陆俯冲而产生的Benioff带，主要分布在环太平洋边界和印度洋北部边界，A俯冲带是根据Ampferer所提出的大陆岩石圈的有限俯冲作用产生的。A俯冲带的俯冲速率远逊于B俯冲带，有时也被译作推掩带边缘。在环太平洋地区，A俯冲带在南北美、阿拉斯加、俄罗斯、南极都有分布，且在靠陆一侧与B俯冲带相向而生。A俯冲带在环地中海也有分布。但在蒙古和中国则未发现一个和B俯冲带相对应的A俯冲带存在，在这种情况下，Bally只好用中生代侵入岩分布西界来划出一条相应的边界。Bally将盆地分为三大类，即位于刚性岩石圈内的盆地、缝合带边的盆地和缝合带上的盆地。

表3-2 Dickinson 的盆地分类

详细划分如表3-3。Bally（1992）指出可将巨缝合带视为具有复杂滑脱面的造山浮置体（orogenic float，或译作造山飘浮体或造山缆），整个造山带都是外来的，滑脱面在力学上将沉积层和上部壳层与下伏岩石圈根部分开，并在下伏岩石圈上飘浮。这一术语引自H.hubsCher（1977）和随后的Oldow等（1989，1990）。

Bally（1992）的分类方案中突出了巨缝合带，也考虑了巨缝合带以外的刚性岩石圈内的盆地，但将洋壳和陆壳上的盆地归属在同一大类中有些轻视了由于岩石圈结构的差异对盆地性质的影响。此外，巨型剪切系也不一定都发育于缝合带上。

3.1.2.4 Miall的盆地分类

A.D.Miall（1984）依板块边缘和板块内部将盆地分为5类（表3-4），并将前4类进一步分出不同的次级类型，第五类克拉通盆地未作进一步划分。

3.1.2.5 Klein的盆地分类

G.D.Klein（1987，1989）将地球动力学的地质、地球物理描述性特征与力学成因特征相结合提出了一个分类方案。主要的分类标志是：

（1）边缘的性质 分为主动的、被动的、转换的、碰撞的、板内的。

表3-3 Bally的盆地分类

（2）在板块上或板块内的位置 分为内部、边缘、边缘以外。

（3）缝合带地壳性质 分为陆壳、洋壳、过渡壳。

（4）盆地形成的地动力作用 有裂谷作用、拉伸作用、挠曲、挤压、伸展、平移等。

前3个标志与Dickinson（1974）和Bally（1980）等分类中提出的相同。Dickinson分类的主要区别是将其4种过渡壳合为一种简单的（单一的）过渡壳。

因此，Klein提出的分类既包括了描述性参数，也包括了成因方面的参数（表3-5）。

挠曲盆地（flexure basin）是一个新词，指被动边缘粘弹性或弹性挠曲作用所形成的盆地。海沟斜坡盆地是指海沟斜坡上由拉伸造成的地堑型盆地。叠覆盆地（superposed basin）或拼接盆地（college basin）是Kleinsphehn（1985）据英属哥伦比亚拼接碰撞缝合带内发育的盆地而提出的一种新类型。继承盆地或后继盆地（successor basin）定义为沿着构造软弱带接替变化的盆地类型。再生盆地（resurgent basin）这一新词是指沿着较老构造边界和构造线（带）重复和保持原来盆地样式的多期盆地。

表3-4 A.D.Miall的盆地分类（1984）

表3-5 G.D.Klein的盆地分类（1987，1989）

3.1.3 多期盆地叠加改造

由于板块运动，特别是板块碰撞拼接与板块分离，导致盆地所处边界条件（基底性质、应力背景、边缘山系）变化，从而引起盆地在时空上发生变化，构成复杂的结构关系，使早期盆地受到晚期盆地的复合叠加与改造。

在此复杂关系中，主要体现为并列与叠加两种关系。

所谓并列，就是在同一时期，两个或多个盆地紧邻排列，形成一个统一沉降体系。并列的盆地在成因上是相同的或相关变化的，其结合关系中各盆地的结构彼此相似相关，盆地间接合部位是应力作用活跃区，往往形成特殊沉积、构造组合，也往往是油气富集主要场所。例如，在拉张应力背景下，多断裂发育，所形成的盆地类型是半地堑，这些半地堑主要按照串联式、并联式和雁行式同向组合，或按相对式、相背式和正弦式反向组合，形成一个复杂的盆地并列体系。我国松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地即可找到大量此种并列组合的例子（如德惠断陷，表现为双断式，实际上是东、西两个半地堑相对式反向并列组合的结果）。盆地的并列还会在盆地演化过程中交替出现，如通常所谓的断-坳结构就是它的反映。

所谓叠加，就是盆地原型或其并列实体在其演化历史过程中，为其他新的盆地原型所取代、叠置。一般而言，早期盆地受到后期盆地的叠加作用，可以发生形态变化，充填实体被不均衡压实、剥蚀，并且发生相应的成岩作用、成烃成藏作用等等一系列物理、化学变化。其中部分早期盆地甚至可发生反转，变为正向构造单元。新盆地是在早期盆地及其周边环境基础上形成的，则或多或少受到早期盆地的控制，包含了早期盆地的一些特性。

总体而言，不同盆地的叠加改造程度是不同的，有完全褶皱变形改造，有中等程度的，有轻微的变形改造。盆地改造方式也复杂多变，有整体抬升、掀斜断块、块断隆升、褶皱逆转、走滑反转和熔岩溢出等。