弧前盆地、前陆盆地的基本特征

试论弧前盆地、前陆盆地的基本特征及异同点1

弧前盆地（forearc basin）与前陆盆地（foreland basin）均发育于板块边缘，但由于发育构造位置有所差异，因此在区域构造特征、沉积特征上存在相同点和差异。弧前盆地主要发育于两个大样板块汇聚的岛弧地带的沟-弧-盆体系中；前陆盆地主要在大洋岩石圈俯冲与大陆板块之下的活动大陆边缘地区发育，以安第斯地区为代表。

一、弧前盆地

（1）构造位置

弧前盆地又称为残余海盆，发育于汇聚板块边界，活动的弧—沟间隙内, 向陆一侧与活动火山弧相连。盆地基底主要由蛇绿增生杂岩系组成。由于弧前盆地发育在消减的（俯冲的）大洋板块之上，随着大洋岩石圈物质在俯冲过程中被刮落，盆地内的沉积物具有混杂堆积的特征，在空间上形成楔状的岩片，即增生楔。其沉积岩片离海沟愈远的产状愈陡。

（2）区域构造特征

弧前盆地一般表现为一窄而长、发育巨厚沉积的不对称盆地。在这些盆地中，发育有同沉积变形及大型滑坡构造，表明沉积作用发生时俯冲作用在持续进行。

（3）沉积特征

沉积物以陆缘碎屑为主，火山物质较少，较常见的沉积岩有含长石和岩屑的杂砂岩、砾岩、滑塌角砾岩、泥岩、混杂堆积岩等。岩石总体位前海相沉积，也可有礁灰岩与火山岩的互层。走向上,弧前盆地发育多个沉降中心,它们呈串珠状排列,间距为 150 km 左右,充填的沉积物厚度从不足1km到大于10km。海沟坡折位于海沟内陡坡与弧前缓坡之间的过渡带上,地貌上表现为一线状隆起, 是板块俯冲变形作用向岩浆弧侧传递的边界线。构造龙骨是弧前盆地的沉降中心, 位于向洋一侧(图1)

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图1弧前盆地的构造位置、次级构造单元和控制其沉降的主要构造动力学因素（据张传恒）

1活动断裂；2非活动断裂；3大洋岩石圈；4弧前盆地基底；5岩浆弧；6岩浆弧岩石圈。F1为下冲板片的浮力；F2为俯冲杂岩的构造均衡载荷；F4位盆地基底的伸展沉降；F5位岩浆弧侧的热动力沉降；反向

箭头指示在构造沉降作用后期可能是盆地抬升。

二、前陆盆地

前陆盆地最早是由Dickinson在1974年提出，并定义为与造山带变形翼部毗连的克拉通边缘前陆环境中形成的造山形盆地。一般有如下特点：

（1）位于盆地毗邻的褶皱-冲断层代的构造符合促使盆地弯曲下沉；

（2）盆地的横剖面有明显不对称性；

（3）在盆地演化期间盆地的靠造山带一翼遭受变形作用；

（4）盆地的靠克拉通一翼逐渐与地台层序相合并。

前陆盆地中的沉积物来自邻近快速逆冲抬升的山体，所以粗碎屑在其中占主要地位。从岩石学特征来看，前陆盆地的早期沉积中石英矿物丰富，而长石矿物较少，说明物源主要来自克拉通，后期沉积中含有较丰富的岩屑，说明物源主要来自造山带，由于造山带逐步遭受剥蚀，在沉积的碎屑物中出现倒序现象，如年代较老的砾岩层，其源岩时代较新，而年代较新的砾岩层，其源岩时代较老。因此前陆盆地的构造活动与沉积作用具有相关性。他们的层序正好反映了相邻山体从上向下的剥蚀顺序即岩性地层柱，所以成为造山过程最完整的沉积记录。

按前陆盆地的下伏是陆壳类型,又将其分为两类: 一类是在俯冲的板块上面形成，被称作周缘前陆盆地或周缘盆地 (Peripheral foreland basin)，另一类是在仰冲的板块上面形成,位于弧后地区,被称作弧后前陆盆地（Retroarc foreland basin）（图2）。

图2 周缘前陆盆地（a）和弧后前陆盆地（b）（据陈书平等）

1、弧后前陆盆地

指形成于大陆壳表面向下拖曳与碰撞造山缝合线带相接之处，相邻造山带倒向盆地，蛇绿岩缝合线带比岩基岩浆岩带和火山岩带更接近于盆地。

（1）构造位置

弧后前陆盆地分布在大陆边缘岩浆岛弧的后面，它们一般和海沟或俯冲带杂岩体、火山岛链或岩基带以及周缘前陆盆地在比较长的距离内，保持平行排列的关系。在弧后前陆盆地形成前，一种情况为边缘海盆地和弧间盆地，后来岛弧和大陆边缘碰撞、挤压，迫使边缘海沉积物受挤压形成褶皱—冲断层带，弧后前陆盆地的形成与褶皱—冲断层带构造叠置造成的构造负荷有关

（2）区域构造特征

周缘前陆盆地的一侧靠近造山带的褶皱——冲断层带，另一侧靠近克拉通，在克拉通一侧形成正断层。盆地横剖面是不对称的，这种不对称性还表现在盆地靠造山带一侧，盆地中地层遭受强烈的构造变形，而靠克拉通一侧，变形微弱。

（3）沉积特征

盆地靠近造山带是楔形碎屑岩体分布地带，碎屑岩体来源通常是和盆地的造山带一侧有联系，但是另一侧的碎屑岩也可进入盆地。盆地沉积类型主要是河流—三角洲沉积物组合。沉积物搬运方向纵横向均有。海相和非海相地层各占的比例取决于沉降速度和沉积速度之间的关系。

三、弧前盆地与前陆盆地的特征异同点

弧前盆地与前陆盆地属于发育于汇聚性板块边缘的，在挤压构造背景下形成的不对称盆地。

表1 弧前盆地与前陆盆地之特征比较