克拉通盆地特征

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克拉通盆地具有地台型构造性质,主要是稳定大陆壳板块区内以均匀沉降为主,地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海和内陆棚海。陆壳克拉通内部不发育断裂活动,也没有火山喷发活动和岩浆活动,因此不发育火山沉积建造类,主要形成稳定型陆源建造和、隐定型内源建造。建造的物源是古陆风化剥蚀区或由浅水陆表海水中直接或间接沉淀下来的内源沉积物(孟祥化,1990)。

克拉通并不是均质的完整块体,而是具显著非均一性的拼合体,克拉通是在过去地质历史时期由大、小岩石圈碎块通过组合、分开、再组合而成的拼合体。克拉通构造上的非均一性表现在地壳块体间或内部存在一系列构造带(克拉通焊接缝合带、前寒武纪造山带、绿岩带、岩浆弧及前寒武纪裂谷)。克拉通在岩石学上的非均一性可表现出岩石质量的差异分布导致浮力的不均一和热导率、流变性的差异(张光亚,1995)。

发育在古老克拉通块体上的盆地大体可分为两类:克拉通边缘在拉张分裂时可形成大陆边缘盆地(前渊),在挤压拼合时可形成前陆盆地。克拉通内部则主要发育相对简单的坳陷型盆地,一般称为克拉通内盆地(张抗,2004)。

克拉通内盆地又称简单克拉通盆地,其性质主要表现在稳定大陆板块区内以均匀、缓慢、地势平坦、长期稳定、地形坡度很小的陆表海沉积为主,在陆表海沉积的基础上盆地深度加大,从而形成了具有一定形状的狭义简单克拉通盆地。陆壳内部克拉通盆地不发育断裂活动,也没有火山喷发和岩浆活动,因而形成了稳定型的内源沉积和陆源沉积以及与板块边缘无关的沉积矿产(张立平,1994)。克拉通内盆地沉积物主要是碳酸盐岩,并含少量高成熟度的石英砂岩、高岭石粘土岩、海绿石质石英砂岩等,克拉通内盆地陆源碎屑沉积主要由单一而稳定的石英砂岩、高岭石粘土岩和石英质砾岩组成(张立平,1994)。克拉通内盆地沉积韵律性明显,旋回层序发育。陆内克拉通盆地的沉积建造主要为稳定型的陆源沉积,其中海绿石沉积和风暴沉积是其主要的稳定沉积建造的鉴定标志。根据Leighton和Kolata(1991)的研究,他们认为克拉通内盆地发育过程中的主要变化与板块构造体制的主要变化同时发生,即板块运动方向和板块加速或者减速速率的变化。每一个板块活动体质下均有相应的克拉通盆地发育。伸展阶段以裂谷作用及地堑或拗拉谷的发育为特征。在聚敛阶段,伴随弧前、弧后盆地的发育以及克拉通边缘前渊的开始形成,克拉通内盆地开始发育。在碰撞阶段,由板块碰撞驱动的板内应力场可导致克拉通内盆地的分化和相邻隆起、弯隆的抬升(张光亚,1995)。

克拉通边缘的前陆盆地体系域发育往往不完整,其实在克拉通稳定边缘的一侧的沉积体系配置单一,一个层序往往由层序界面→海进体系域→高水位体系域组成,更多的是由层序界面和高水位体系域组成(赵玉光,1997)。克拉通边缘盆地的逆冲块群的周期性逆冲导致了盆地由于应力载荷而下沉,构造效应是其可容纳空间的主要贡献因素。前陆盆地的可容纳空间受到边缘逆冲带周期性活动的制约,大大超出了全球海平面升降对层序发育的影响。

克拉通内盆地(也称稳定克拉通盆地或简单克拉通盆地)的形成机制比较复杂,现在尚有争议,以往的研究提出了以下假设:(1)岩石圈地伸展及热隆起(sleep,1971;sleep,1976;Haxby,1976,等);(2)造山时期发生的逆冲载荷(Leighton,1990);(3)自由热对流(Deming,1992);(4)辉长岩-榴辉岩的相变或其它变质作用引起下部地壳或岩石圈密度增大也能引起均衡沉降,但这种沉降一般是局部的(张立平,1994);(5)沉积负荷引起的沉降作用,这种沉降一般不超过水体深的3-4倍。

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