中国前陆盆地命名及特征
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中国西部前陆盆地特征及命名
20世纪90年代以来,在实施“稳定东部、发展西部”的油气战略方针中,人们把目光和勘探研究工作转向西部,当时最为关注和使用最多的地质名词是“前陆盆地”,在科技刊物上发表文章之多,不胜列举;认识之分歧,莫衷一是。有的多把西昆仑山北缘、天山和祁连山南北缘、六盘山和龙门山东缘旧称的中-新生代山前坳陷叫“前陆盆地”;有的“甚至把大型的塔里木盆地归入前陆盆地之类”(马力,钱奕中,1997);也有的把南天山中的小型库尔勒盆地(即焉耆盆地)也叫“前陆盆地”(Allen,1991);更有甚者在华南板块的北边划出四川-江汉-下扬子-苏北等北缘前陆盆地带,在其南边划出楚雄-南盘江-十万大山等南缘前陆盆地带,其间只剩下江南隆起了,这就把前陆盆地概念在空间上“泛化”了。类似现象在许多文章论述中颇为流行。有的把前陆盆地概念在时间上“扩大化”了,如有的作者在塔里木盆地就划分出早期类前陆(S-D)、中
-E)、前陆(N-Q)等阶段(贾润胥等,1991);又如有期类前陆(C-P)、晚期类前陆(P
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的作者还认为中国南方古生代的“钦州残余海槽,是云开碰撞造山带的前陆盆地”(李曰俊等,1993)。
对前陆盆地名词的理解和应用上也各不相同,在中国同一盆地可叫出不同的前陆盆地名称。如塔里木盆地北缘库车盆地,很多学者都称为前陆盆地,但也有一些学者认为与Dickinson (1974)厘定的前陆盆地性质不一样,因而称为“类前陆盆地”(曹守连等,1994),有的学者认为中国西部陆相盆地属特提斯碰撞造山带后缘部位上的产物,把库车盆地称为“前陆类盆地”(李曰俊,邝国敦,吴浩若,咸向阳,1993),还有的学者认为中国中西部的前陆盆地是因陆内俯冲所引起,有别于Dickinson (1974)的洋、陆俯冲形成的弧背前陆盆地和陆、陆碰撞形成的周缘前陆盆地,提出“再生前陆盆地”的概念,库车盆地属于这种类型。甚至在中国大百科全书(地质学)列出的二条前陆盆地条目中(程裕淇,1993),把龙门山山前坳陷与美国落基山前陆盆地对比,把天山北麓山前坳陷与恒河前陆盆地和阿尔卑斯北麓磨拉石前陆盆地对比,是否恰当?也值得商榷!对中国前陆盆地名词和含义还有一些修正和不同的叫法,以及与Dickinson (1974)界定的前陆盆地特性对比等问题,详见第一章。
对中国中西部前陆盆地的研究,在空间上的“泛前陆盆地化”,在时间上的“地史演化中扩大化”,在使用前陆盆地名词上的“复杂化”,这就是当前中国中西部前陆盆地的研究现状和引起同行关注的焦点。
前陆盆地是世界上油气最丰富、大型油气田最多的一种盆地类型。据统计在世界10种不同含油气盆地原型中,前陆盆地的油气储量占总储量的45%(李曰俊,邝国敦,吴浩若,咸向阳,1993)。据宋岩(2003)对中国天然气储量大于100×108m3大、中型气田储量丰度统计,克拉通盆地为2×108~8×108m3/km2间,裂谷盆地为2×108~16×108m3/km2间,前陆盆地为8×108~16×108m3/km2间,故中国前陆盆地成为勘探天然气的有利方向。因此,中国中西部前陆盆地的定性与世界前陆盆地对比,不单是盆地分类学
上的理论问题,也是评估油气丰度的勘探实际问题。笔者将从国外文献中追踪确定前陆盆地术语沿革、前陆盆地在板块构造格架中的沉积和构造特征来认识国外前陆盆地形成模式。再从中国西部实际地质出发,认识中国西部前陆盆地演化特征,与国外确定的前陆盆地对比,分析彼此的异同。最后,提出中国型前陆盆地名称的概念,讨论动力学形成机制,反思发展中国石油构造学的思路。
第一节国外前陆盆地名词演化变革及其特征
一、前陆盆地名词演化变革及类型
早在100多年前,Suess(1883)提出前陆(Foreland)概念,是指与造山带毗邻的稳定的克拉通或地台的边缘地区。Stille(1936)更明确指出,前陆是“不再遭受阿尔卑斯式褶皱作用的大构造单元,但至多只发生过日尔曼式的变形”(Dennis,1983)。板块构造学兴起后,1974年Dickinson在研究板块构造与沉积作用时,提出前陆盆地(Foreland basin)一词,按板块地壳会聚不同方式分为二类:第一类称周缘前陆盆地(Peripheral foreland basin),因陆壳与陆壳碰撞时形成于造山带外弧的盆地,如印度-恒河盆地、阿尔卑斯北麓磨拉石盆地。第二类称弧背(弧背)前陆盆地(Retro-arc foreland basin),因洋壳向大陆壳消减俯冲作用,在岩浆弧后形成的盆地,如美国晚中-新生代形成的落基山盆地(图4-1)。
(A)(B)
-型俯冲带
-型俯冲带-型俯冲带
图4-1 前陆盆地的两种基本类型(据Dickinson,1974;Bally,1980)
(A)周缘前陆盆地;(B)弧背前陆盆地
1980年Bally和Snelson在研究全球中-新生代巨型构造体系时,划分出环太平洋与B-型俯冲带配套的A-型俯冲带(在中国境内无A-型俯冲带)(图4-2),由于A-型俯冲带的作用在美国落基山等地形成弧背前陆盆地;沿特提斯域,因南方大陆与欧亚大陆发生的陆-陆碰撞划分的A-型俯冲带内发育有前述的印度-恒河和磨拉石等周缘前陆盆地
(注意,在中国西部也未划出A-型俯冲)。从上可看出,前陆盆地与板块构造作用形成背景有密切关系。当今,中国许多使用的前陆盆地及其涵义是否恰当?就是本节要讨论的问题。
图4-2 全球A-、B-型俯冲带分布与前陆盆地
(据Bally和Snelson,1980;甘克文等,1994资料)
1-中-新生代A-型俯冲带; 2-现代B-型俯冲带;3-弧后油气前陆盆地;4-周缘油气前陆盆地
二、前陆盆地概念和前陆盆地系统
按Dickinson(1974)和Bally(1980)对前陆盆地划分的概念,它是一种较为特殊的沉积盆地,位于造山带前沿和相邻克拉通之间的沉积盆地,是在板块会聚或碰撞条件下,靠近克拉通(或大陆)一侧形成的盆地,靠近造山褶皱冲断带一侧有蛇绿岩套和火山弧等特征,如Bally等1980认为前陆盆地是与挤压巨型缝合带相伴生刚性岩石圈上的缝合带周缘盆地(Perisutural basin),其形成与A-型俯冲有关。因而, 必须承认前陆盆地是在挤压构造背景下形成的。
1996年P.G.Decelles等提出前陆盆地系统的概念(Decelles et al.,1996):①它是陆壳上一个长条形沉积物丰富的聚集区,位于造山带和克拉通之间,它的形成与消减带的地球动力学作用和周缘或弧后褶皱冲断带活动有关;②它由4个单独的沉积带组成,即顶部尖灭带(Wedge-Top)、前渊、前缘隆起(前隆)、后缘隆起(后隆);③前陆盆地延伸长度大约与冲断、褶皱带长度相当(图4-3)。