沉积盆地分析考前复习题(中国地质大学北京大三上学期)

中国地质大学（北京）大三（上）《沉积盆地分析》考前复习题

一、前陆盆地的沉降机制论述

与岩石圈挤压挠曲有关的盆地统称为前陆盆地。前陆盆地的发育与逆冲构造产生的构造载荷使岩石圈挠曲引起的前陆沉降作用有关。

前陆盆地的沉降机制有以下三类：

1 构造应力作用

前陆盆地地壳或岩石圈厚度变化主要是挤压作用动力学机制。由于岩石圈板块的俯冲、碰撞等汇聚作用引起岩石圈向下牵引弯曲和地壳岩石圈的挠曲沉降，常见于俯冲带或造山带。如周缘前陆盆地和陆内造山前陆盆地，前者是大洋板块俯冲和消减后，在继续俯冲的、向下挠曲的陆壳之上形成的沉积盆地；后者是陆内板块碰撞挤压挠曲形成山前凹陷继而形成沉积盆地。

2 负载（重力作用）

某些前陆盆地与岩石圈加载造成的挠曲或弯曲变形作用有关。如弧后前陆盆地，其发育于仰冲板块上的岩浆弧之后。火山岛弧构造载荷导致挠曲沉降，盆内充填了大量来自前陆和后陆方向的沉积物。

3 热沉降机制

由于先前受热的岩石圈的冷却及伴随的密度增大而产生的均衡沉降。在前陆盆地的形成过程中，这种作用机制很少，弧后前陆盆地的形成可能与此有关。

前陆盆地沉降机制一般以构造应力作用为主，三种机制综合作用。

二、裂陷盆地和前陆盆地形成的动力学机制及其相互之间的区别

列陷盆地形成的动力学机制：

1、列陷盆地沉降的控制因素：（1）岩石圈的变薄；（2）热异常；（3）沉积物负载的均衡沉降；（4）软流圈上升造成的熔融作用

2、列陷盆地的形成作用主要有两种：即主动裂陷作用（张应力作用和地幔作用相伴生）和被动裂陷作用（先张应力作用引起破裂，后热地幔物质上侵）

3、岩石圈的伸展模式：（1）岩石圈的纯剪切模式，包括均匀纯剪切拉伸模型和非均匀纯剪切拉伸模型（2）岩石圈的简单剪切模式（3）简单剪切—纯剪切挠曲悬臂梁模型（4）拆离—纯剪切模式

4、裂谷盆地具有幕式进行的热点

5、裂谷盆地的定量动力学模型有两种：（1）同裂谷期沉降（2）热衰减沉降

三、前陆盆地形成的动力学机制：

1、弹性挠曲模型

把地壳或岩石圈看作是覆盖于粘滞性流体之上的连续性薄板，在水平应力和重力负

载作用下发生弹性挠曲变形。弹性变形模型认为岩石圈的挠曲刚度为一常量，它取

决于岩石圈的有效弹性厚度。

2、粘弹性模型

该模型认为地壳对负荷的初始响应为弹性，随着时间的推移，负荷不变，岩石圈发

生粘弹性变形。

（1）均匀粘弹性模型

该模型而为岩石圈的挠曲刚度随时间变化、整个地壳或岩石圈具有初始的

挠曲刚度，但随时间推移，挠曲刚度减少至零，最终达到Airy均衡状态。

（2）该模型认为粘弹性流变最初发生于热的、地粘度的下部岩石圈，然后逐渐向上扩展到冷的、具有较高粘度的岩石圈，而上部岩石圈温度低、粘度大，

在整个地球发展时期都不会发生流动，保持静力弯曲状态。因此，地壳的

弹性厚度随时间逐渐变小，最后达到一个稳定值，从而保证了岩石圈长期

具有一定的挠曲刚度。

（3）简单剪切/纯剪切模型

地壳或岩石圈上部脆性带断裂逆冲，叠置加厚，挠曲。下部韧性带呈纯剪

切变形，岩石圈加厚，软流圈顶面下降。

四、试述周缘前陆盆地和弧后前陆盆地的关系

两者的共同点：

它们发育于聚合、碰撞或挤压环境，介于克拉通与造山带前缘，它们的发育与逆冲构造产生的构造载荷使岩石圈挠曲引起的前陆凹陷或前陆沉降作用有关。

两者的不同点：

1 所处板块构造位置不同

周缘前陆盆地紧靠在大陆碰撞所产生的造山带外侧，形成于大洋板块俯冲消减之后继续俯冲的、向下挠曲的陆壳之上，其形成与板块A型俯冲作用有关。其板块构造位置离蛇绿岩带较近而距岩浆弧带较远。

弧后前陆盆地发育在在岩浆弧之后，形成于仰冲板块之上，其形成与B型俯冲有关。其板块构造位置离蛇绿混杂岩带较远而据岩浆弧带较劲。

2 挠曲沉降控制因素不同

周缘前陆盆地的挠曲沉降与下列因素有关：（1）俯冲作用加厚地壳的负载（2）俯冲作用的牵引或碰撞产生的挠曲驱动力（3）岩石圈早期在形成裂谷和被动大陆边缘时的伸展减薄，其往往上置于早期的大陆裂谷和被动大陆边缘盆地之上（4）沉积物的负载沉降

弧后前陆盆地的版块构造位置受到下列因素的影响：（1）弧后褶皱冲断产生的构造负荷（2）岩浆弧的软化（3）沉积物的负载沉降等。

3 沉积物来源不同

周缘前陆盆地：早期石英沉积物主要来自克拉通（复理石盆地充填阶段），后期岩屑沉积物来自造山带（磨拉石盆地充填阶段）。

弧后前陆盆地：沉积物来自前陆和后陆方向。

五、盆地的充填样式及其控制因素

沉积盆地的充填样式指盆内沉积体系和沉积相的类型、性质和时间分布。

1、裂谷盆地

（1）半地堑湖盆

具有不对称的构造—地层格架和沉积体系配置，沉积中心不对称。

如图1，陡坡带可能发育冲积扇、扇三角洲、水下扇；中部洼陷带可能发育浅湖

—深湖、湖底扇、轴向河流、三角洲；缓坡带可能发育滨浅湖、湖湾、湖滩坝沉

积、河流三角洲。

构造作用（陡坡带发育的断层—半地堑）对盆地的充填样式起着主导性的控制作

用。

（2）地堑湖盆

具有对称的构造—地层格架和沉积体系配置，沉积中心位置不变。

如图2，剖面两侧陡坡带为冲积扇、扇三角洲、水下扇；中部洼陷带为浅湖—深

湖、湖底扇、轴向河流、三角洲。

构造作用（两侧断层—地堑）对盆地的充填样式起着主导性的控制作用。

（3）裂谷盆地充填的演化阶段性

1）初始裂期充填：早期冲积盆地，冲积扇、河流、浅湖。

2）裂陷期早期充填：开始形成浅湖盆，扇三角洲（浅水）、浅湖、半深湖、湖滩、河流、河流三角洲。

3）强烈裂陷期充填：快速沉降，深水湖盆，扇三角洲（深水）、深湖—半深湖、湖底扇、辫状河、河流三角洲。

4）裂陷晚期充填：大面积变浅，冲积扇、浅水扇三角洲、河流三角洲。

2、前陆盆地

具有不对称的构造—地层格架（如图3剖面上由左至右由厚变薄）和沉积体系配置。

沉积中心不对称。

剖面左侧逆冲边界发育有逆冲楔，可能为滨浅海、三角洲、冲积扇、河流沉积和滑塌沉积；中部前渊带为海沟深水沉积、薄层状浊积沉积、陆相—浅海相三角洲、浅湖沉积等；缓坡带至前隆为滨浅湖沉积，并提供沉积物源，地层格架样式有上超和底超。

构造作用（逆冲楔和挠曲）对盆地的充填样式起着主导性的控制作用。

充填演化阶段性：早起深水海沟沉积，继而薄层状浊积沉积、浅海相沉积、陆相—浅海相三角洲沉积等。

3、被动大陆边缘盆地

具有不对称的构造—地层格架和沉积体系配置，沉积中心发生迁移。

如图4，从右至左，依次为滨海碎屑沉积—河流三角洲沉积；裂陷沉降，河流、湖泊或海湾碎屑岩充填；滨浅海碎屑沉积、河流三角洲沉积

构造作用对盆地的充填样式起着主导性的控制作用。

双层充填结构：下部为断陷型盆地充填，裂陷期沉降，河流、湖泊、海湾碎屑充填；上部为大陆边缘拗陷，海相、海陆交互相充填，受热衰减沉降，海平面变化和沉积物源类型控制。

4、与走滑作用有关的盆地

如图5，长轴两侧发育边缘扇体（如冲积扇等），一端发育正断层，另一端挤压隆起成为造山带，中部有基性岩浆侵入。共同控制沉积充填，边缘可能为河流三角洲想，中部可能为浅湖或深湖沉积等。

六、盆地的分类

分类遵循的原则---（1）盆地发育的构造环境，如盆地发育位置所处的板块构造环境