盆地分析(10)克拉通盆地分析

二、克拉通内盆地的分布 克拉通内盆地出现于远离板块边缘的地区， 克拉通内盆地出现于远离板块边缘的地区，其底部 远离板块边缘的地区 为大陆壳。这种盆地在各大陆上都有广泛分布。 为大陆壳。这种盆地在各大陆上都有广泛分布。 如北美洲的克拉通内盆 地有伊利诺斯、威利斯顿、 地有伊利诺斯、威利斯顿、 伊利诺斯 密歇根、哈德逊湾等大型盆 密歇根、哈德逊湾等大型盆 ）。其中含大型 地（图6－4）。其中含大型 － ）。 油田的盆地有伊利诺斯、 油田的盆地有伊利诺斯、威 利斯顿盆地。 利斯顿盆地。
中国大陆构造 经历了多旋回的演 经历了多旋回的演 化。古生代以来， 古生代以来， 主要表现为冈瓦那 大陆的裂解、 大陆的裂解、离散 和亚洲大陆的增生 、造山活动。 造山活动。
中国有三个主要的古地台 中朝地台、 区，即中朝地台、扬子地台 和塔里木地台。中朝地台是 和塔里木地台。 早元古代末固结的克拉通， 早元古代末固结的克拉通， 扬子地台和塔里木地台则是 晚元古代固结的克拉通。 晚元古代固结的克拉通。 中国大陆与北美、欧洲大 中国大陆与北美、 陆不同， 陆不同，不具有巨型的前寒 武纪克拉通，而是有一些微 武纪克拉通，而是有一些微 小的克拉通块体和其间由许 小的克拉通块体和其间由许 多造山带组合而成的拼贴大 陆或复合大陆， 陆或复合大陆，呈现出复杂 的镶嵌格局。 镶嵌格局。
二、克拉通内盆地的分布
南美洲有巴拉那、北亚马逊盆地等大型克拉通内盆地， 南美洲有巴拉那、北亚马逊盆地等大型克拉通内盆地，巴拉 有巴拉那 那盆地尚无工业性油气流，北亚马逊盆地有较大型油田。 那盆地尚无工业性油气流，北亚马逊盆地有较大型油田。 非洲的克拉通内盆地中， 锡尔特、伊利兹、撒哈拉、 非洲的克拉通内盆地中 ， 锡尔特 、 伊利兹 、 撒哈拉 、 乍得 等盆地具大型和较大型油田。 等盆地具大型和较大型油田。 欧洲的克拉通内盆地中， 含大型油田的盆地有北海、 欧洲的克拉通内盆地中 ， 含大型油田的盆地有北海 、 西北 德盆地； 德盆地； 俄罗斯克拉通内盆地中，西西伯利亚盆地具大型油田， 俄罗斯克拉通内盆地中 ， 西西伯利亚盆地具大型油田 ， 波 罗的盆地有油田。 罗的盆地有油田。 在澳洲的克拉通内盆地中，鲍恩、坎宁、库珀、 在澳洲的克拉通内盆地中 ， 鲍恩 、 坎宁 、 库珀 、 瑟拉特等盆 地有油气田发现。 地有油气田发现。 中国的克拉通内盆地中，塔里木、四川、 中国的克拉通内盆地中 ， 塔里木 、 四川 、 鄂尔多斯盆地有大 型油气田发现。 型油气田发现。
第二节 克拉通盆地的类型及其沉降成因
一、克拉通盆地的类型和特征
克拉通盆地按其所处的大地构造位置可划分为两类： 克拉通盆地按其所处的大地构造位置可划分为两类：
克拉通内部盆地和克拉通边缘盆地． 克拉通内部盆地和克拉通边缘盆地．
克拉通盆地按其发育又可划分为：克拉通单旋回盆地和克拉 克拉通盆地按其发育又可划分为 ： 通多旋回盆地。前者是指以古生界海相沉积为主， 古生界海相沉积为主 通多旋回盆地 。 前者是指以 古生界海相沉积 为主 ， 其上缺少中 新生界覆盖，如鄂西、滇黔桂等地； 、 新生界覆盖 ， 如鄂西 、 滇黔桂等地 ； 后者以古生界海相沉积 为第一旋回 旋回， 新生界为第二旋回 如鄂尔多斯、四川、 旋回， 为第一 旋回 ， 中 、新生界为第二 旋回 ， 如鄂尔多斯 、 四川 、 塔 里木等盆地。勘探证明多旋回叠合盆地 多旋回叠合盆地多具较大的含油气潜能 里木等盆地 。 勘探证明 多旋回叠合盆地 多具较大的含油气潜能 。 在古生代盆地中既有大型克拉通盆地 也有中小型盆地 大型克拉通盆地， 中小型盆地。 在古生代盆地中既有 大型克拉通盆地 ， 也有 中小型盆地 。 古 生代原型盆地多受后期变形改造，现今多是残留盆地 残留盆地。 生代原型盆地多受后期变形改造 ， 现今多是 残留盆地 。 大型克 拉通盆地常是多期的复合，各期发育着不同类型原型盆地。 拉通盆地常是多期的复合，各期发育着不同类型原型盆地。

1．密歇根盆地
过去认为密歇根盆地是一个典型的克拉通内坳陷或 平缓台向斜（ 平缓台向斜（图6－6、6－7）。 － 、 － ）。
但地震及钻探资料表明 地震及钻探资料表明 在晚元古宙， 在晚元古宙，该区有一 个大陆三叉裂谷系，其 大陆三叉裂谷系， 中的一支向南延伸， 中的一支向南延伸，埋 于密歇根盆地之下， 于密歇根盆地之下，在 裂谷支中火山活动强烈 。张裂活动、玄武岩发 张裂活动、 育和伴随的下沉时间是 11亿年，而热沉降开始 亿年， 亿年 的时间， 的时间，大约是 520～ ～ 500 Ma。 。
二、克拉通的旋回性和幕 Sloss指出 大陆克拉通显生宙历史 中有三种类型 指出， 显生宙历史中有三种类型的全球幕 Sloss 指出 ， 大陆克拉通 显生宙历史 中有 三种类型 的全球幕 出现， 下降幕、上升幕和震荡－破裂幕存在。 出现，即下降幕、上升幕和震荡－破裂幕存在。 （ 1）下降幕 ： 逐渐下沉形成广阔的陆表海 ， 这种下沉具有 ） 下降幕： 逐渐下沉形成广阔的陆表海， 差异性，形成盆地和隆起。 差异性 ， 形成盆地和隆起 。 可能与克拉通同大洋间板块聚敛或 扩张的时间相对应 时间相对应。 扩张的时间相对应。 （ 2）上升幕 ： 相对于海平面的缓慢上升 ， 克拉通表面无明 ） 上升幕： 相对于海平面的缓慢上升， 显的构造和地形起伏。 显的构造和地形起伏 。 克拉通的上升幕可能与大陆边缘的相对 平静构造期或挤压碰撞期有关。 上升幕是以一个大型不整合为 平静构造期或 挤压碰撞期有关。 有关 代表，以侵蚀作用为主。 代表，以侵蚀作用为主。 （3）震荡－破裂幕：克拉通发生相对于海平面总体上升的脉 ）震荡－破裂幕： 动垂直运动，常伴有高角度的块断隆起和相关盆地， 动垂直运动 ， 常伴有高角度的块断隆起和相关盆地 ， 并有火山 作用。这些可能受基底断裂和基底挠曲的控制， 作用 。 这些可能受基底断裂和基底挠曲的控制 ， 出现于远离聚 敛边缘的克拉通环境。在克拉通边缘，差异大的升降会造成克 敛边缘的克拉通环境。 在克拉通边缘， 拉通边缘扩张和弧间盆地发展。克拉通张裂作用通常在震荡－ 拉通边缘扩张和弧间盆地发展 。 克拉通张裂作用通常在震荡 － 破裂幕期间发生。 破裂幕期间发生。
Sloss（1976） 对 美 国 西 （ ） 部 、 加拿大和东欧的古生代 和中生代岩层的保存面积和 沉积速率作了比较。 沉积速率作了比较。 克拉通存在沉积和侵蚀交 替的幕， 替的幕 ， 不同克拉通的下降 幕和上升幕是同时或大致同 时的， 同时性 图 － ） 时的，具同时性(图6－2）。
Sloss（1978） 又对比了撒哈拉 、 （ ） 又对比了撒哈拉、 西内陆、 湾岸、 阿基坦、 伏尔加－ 西内陆 、 湾岸 、 阿基坦 、 伏尔加 － 乌拉尔、 乌拉尔 、 西西伯利亚等六个中新生 克拉通盆地， 也指出了盆地间沉 代 克拉通盆地 ， 也指出了 盆地间沉 积和侵蚀幕明显的一致性(图 － 。 积和侵蚀幕明显的一致性 图6－3)。 Sloss认为 ， 沉积和剥蚀受全球 认为， 认为 海平面升降的控制， 海平面升降的控制 ， 克拉通下降幕 与陆缘板块聚敛期相一致， 与陆缘板块聚敛期相一致 ， 也与板 扩张加速、 洋脊抬高、 块 扩张加速 、 洋脊抬高 、 海洋高水 位期一致。 位期一致。 但也有学者不同意全球海平面变化 周期性和克拉通幕的同时性观点。 周期性和克拉通幕的同时性观点。
有些古生代克拉通沉积区在中新生代印支燕山喜山期发生强烈反转产生隆升剥蚀褶皱断裂早期曾有过生烃成藏的过程但到后期受到严重的破坏如山西沁水湘鄂西滇黔桂等地区
第十讲 克拉通盆地构造分析
第一节
一、基本概念
克拉通（ 克拉通（craton）通常是指地壳上已经达到稳定，并在漫长 ）通常是指地壳上已经达到稳定， 的地质时期（至少是古生代以来）已很少受到较强变形的部分。 的地质时期（至少是古生代以来）已很少受到较强变形的部分。 Kober（1921）用Kratogen表示地壳较稳定部分，与造山带 表示地壳较稳定部分， （ ） 表示地壳较稳定部分 对应。 对应。Stille（1936）改称为 （ ）改称为Craton，它包括大陆地盾和地台。地 ，它包括大陆地盾和地台。 台具有双层结构，下部为褶皱变质基底 上部为沉积盖层 褶皱变质基底， 沉积盖层。 台具有双层结构，下部为褶皱变质基底，上部为沉积盖层。地台 活动以升降运动为主，岩相和厚度稳定， 活动以升降运动为主，岩相和厚度稳定，岩浆活动和区域变质作 用都较弱；克拉通内部有大面积基底岩石出露的地区称作地盾 称作地盾， 用都较弱；克拉通内部有大面积基底岩石出露的地区称作地盾， 它们长期隆起，遭受剥蚀，缺少盖层或仅在局部有沉积 或仅在局部有沉积， 它们长期隆起，遭受剥蚀，缺少盖层或仅在局部有沉积，如加拿 波罗的等地盾。 大、波罗的等地盾。
克拉通的构造环境
一、基本概念
板块构造中的克拉通主要是指大陆板块内的稳定大 板块构造中的克拉通主要是指大陆板块内的稳定大 克拉通主要是指大陆板块内的 陆块体。在克拉通基础上形成的面积广、形状不规则、 陆块体。在克拉通基础上形成的面积广、形状不规则、 沉降速率相对较慢并以拗陷为主要特征的盆地称为克拉 沉降速率相对较慢并以拗陷为主要特征的盆地称为克拉 通盆地（craton basin）。 通盆地（ ）。 地质历史时期， 地质历史时期，围绕陆核的活动带不断转变为稳定 的地壳单元，这一过程称为克拉通化 克拉通化。 的地壳单元，这一过程称为克拉通化。大陆地壳通过克 拉通化不断增生扩大。 拉通化不断增生扩大。
三、克拉通的后期变形
克拉通的后期变形可以有多种样式。 中国的克拉通受印支、 克拉通的后期变形可以有 多种样式。中国的克拉通受印支 、 多种样式 燕山、喜马拉雅等多期活动影响而发生活化 活化。 燕山、喜马拉雅等多期活动影响而发生活化。 随着盆地油气勘探的进展， 随着盆地油气勘探的进展，在覆盖区发现了复杂的克拉通后 期变形，在四川、华北、塔里木地区都有发现，并且是多期叠 期变形 ， 在四川 、 华北 、 塔里木地区都有发现， 并且是多期叠 置和复合的。有些古生代克拉通沉积区在中、新生代印支、 置和复合的 。 有些古生代克拉通沉积区在中 、新生代印支 、 燕 喜山期发生强烈反转，产生隆升剥蚀、褶皱、断裂， 山 、 喜山期发生强烈反转 ， 产生隆升剥蚀 、 褶皱 、 断裂， 早期 曾有过生烃、成藏的过程，但到后期受到严重的破坏， 曾有过生烃 、 成藏的过程 ， 但到后期受到严重的破坏 ， 如 山西 沁水、湘鄂西、滇黔桂等地区 地区。 沁水、湘鄂西、滇黔桂等地区。 克拉通演化与造山带的演化有密切关系。 克拉通演化与造山带的演化有密切关系。在造山带前身大洋 发育期，克拉通形成被动边缘，物源来自克拉通， 发育期 ， 克拉通形成被动边缘 ， 物源来自克拉通 ， 以 浅海相碎 屑岩和碳酸盐岩为主 为主。 屑岩 和 碳酸盐岩 为主 。 板缘俯冲和碰撞作用在克拉通内可以产 生远距离效应，不仅产生挤压 而且还产生滑移线场 张裂、 挤压， 滑移线场、 生远距离效应 ， 不仅产生 挤压 ， 而且还产生 滑移线场 、张裂 、 大陆逃逸和重力滑动等各种变形 等各种变形。 大陆逃逸和重力滑动等各种变形。
三、克拉通盆地的实例
克拉通盆地的基本特点是，岩相和厚度都相对稳定， 克拉通盆地的基本特点是 ， 岩相和厚度都相对稳定 ， 总厚度 不大，通常没有大规模基底卷入式同生断层作用。 不大，通常没有大规模基底卷入式同生断层作用。 1．密歇根盆地 位于北美克拉通内部， 位于北美克拉通内部， 北美克拉通内部 以前寒武系为基底， 以前寒武系为基底，平面为 圆形，剖面为碟形， 圆形，剖面为碟形，盖层沉 积厚约 4500 m。主要有五 。 套岩系，即寒武－奥陶系、 套岩系，即寒武－奥陶系、 志留系、下中泥盆统、 志留系、下中泥盆统、密西 西比系和宾夕法尼亚系， 西比系和宾夕法尼亚系，以 碳酸盐岩和蒸发岩为主， 碳酸盐岩和蒸发岩为主，次 为页岩和砂岩， 为页岩和砂岩，为海岸和陆 架沉积。 架沉积。志留系蒸发岩和塔 礁发育。 礁发育。其上为侏罗系红层 不整合覆盖（ 不整合覆盖（图6－5）。 － ）。