海洋地球物理与海底构造学 (1)

第五章大陆边缘构造 5.2 被动大陆边缘

被动大陆边缘从陆壳过渡到洋壳，并不是板块构造的边界，如大西洋的大陆边缘。

大西洋型大陆边缘沉积剖面示意图

1.大陆裂谷阶段粗碎屑沉积

2.闭塞海湾相沉积

3.大陆型地壳

4.过渡型地壳

5.大洋

型地壳

被动大陆边缘演化的4个阶段示意图

被动（张裂）大陆边缘

的一些研究进展

（1）被动大陆边缘的基本特点

（2）张裂边缘结构（沉积盖层、基底与上地幔）

（3）张裂边缘的沉降

（4）张裂边缘的火山作用（倾斜反射层序、火山型边缘的深部结构）

离散（被动）边缘的声学基底上覆盖着巨厚的沉积层，包括大陆架、大陆坡和大陆隆等地形。大陆隆之下为大洋盆地。

离散（被动）边缘的主要地貌区划

•新泽西岸外晚中生代、新生代沉积向大西洋方向增厚，东侧：1.9-2.7km/s的地层由大陆架向西增厚，陆架坡折超过3公里

沉积盖层•1950s 、1960s 的地震折射剖面揭示许多张裂大陆边缘的沉积层厚度超过5km ，一些地段达10km 。一些地震剖面显示在大陆坡、大陆隆地区沉积层覆盖在倾斜断块上

•

重、磁异常也指示厚厚的沉积层。许多大陆架盆地（现今石油产地）首先是由重力低、低幅度长波长磁异常（深的磁性基底）圈定，或通过航磁调查快速、经济圈定厚沉积区。

（2）张裂边缘结构（沉积盖层、基底与上地幔）沉积盖层

•早期漂移阶段层序－蒸

发盐、页岩

（有机质丰

富），裂谷

盆地于开阔

海分隔；底

流的侵蚀和

沉积，不稳

定堆积的往

下运动

比例变化很大，在

西前者占一半以上，在Niger三角洲几乎全是裂谷后沉积。

•钻探显示许多同裂谷期沉积：河流、湖泊环境的烃

源岩。漂移层序也包含源

岩（老的层段）。储层在

同裂谷期、漂移期层序中

均有。

•层序地层：不整合，上超、下超、底超、上超和削截（truncation）

•P R Vail（1977）通过不同海洋地震层序的对比，指出全球海平面变化起主要作用。

•海岸上超－上升海平面

•海岸顶超－海平面静止

•下超－海平面下降

•过去200Ma海平面变化曲线宽缓、长周期超级旋回上叠加有短周期摆动（Haq等1987）

•长周期变化－扩张脊的体积变化，

•快速变动－大陆冰川的消长

•中间－构造过程

•渐进的海平面上升后快速的下降

•井（生物地层）－测井－地震：层序地层学

•地震相分析，地震层序结果加深对张裂边缘沉积盆地形成演化及其油气潜力的认识

•海平面变化与构造变动：边缘沉降超过海平面下降，海进层序

•裂谷－漂移转换：断层控制弯曲沉降•Vail的海平面周期可能与岩石圈弯曲响应

有关。大规模板块重

组，裂谷－漂移转

换，不整合（超级旋

回边界）。弯曲不能

解释大陆深处的不整

合，因此要考虑其他

因素（如大洋中脊体

积的变化）。

•重力研究表明：大陆边缘岩石圈弯曲强度

是变化的。

•高反射的深部地壳：下地壳有多个不连续强反射，层状结构。•英国岸外，厚度1s-5s，平均4s

•7.5-9.0s的下地壳反射多。

•高反射带的成因不清楚，火成侵入、变质成层、组分成层、流体丰富带的存在、地壳拉张或压缩形成的准水平的剪切带是形成较大声波阻抗界面的可能因素。

•在一些边缘（加拿大东北部大滩、南海北部），高角度（25-40°）正断层

穿透整个地壳（Keen等，1987；Hayers等，1995）；

•在一些边缘（Biscay湾北部、

西班牙下部）存在低角度基底断层、同裂谷期拆离断层。•S反射：脆性－韧性转换？侵入顶部？拆离！

（3）张裂边缘的沉降深部边缘钻探和下陆坡露头采样

表明：存在中生代、新生代

浅水沉积（<200m)，现今深

度几公里

根据艾里均衡，200m厚的陆架

水层被沉积替换，沉降小于

500m；

沉积荷载不是主要的沉降机制。

年龄－深度曲线是指数变化的，

反映了沉降过程中岩石圈冷却的

重要性

• D Mckenzie（1978）纯剪－软流圈上升，地温梯度和热流增加，岩石圈快速均匀减薄，热收缩，沉降

•在一些地区由于厚厚的（>10km）沉积盖层向海倾斜反射层成像差;

•向海倾斜反射层序位于深水区老的磁异常条带附近，指示与大陆张裂和初始海底扩张有关。

•K Hinz(1981)提出它们代表大量的玄武质熔岩，挪威岸外的Voring海台、Rockall 海台西南部、格陵兰东南的钻探证实（Eldhol，1995）。•产生大量熔融物质的机制有许多讨论。一般认为在接近地表的或浅水环境下喷发，现在位置向海侧是源地，倾斜是负载和沉降造成的。

•K Hinz（1981)指出倾斜反射层序是近地表喷发到陆壳上的

结果。

•在大陆分裂的早期阶段，陆壳减薄伴随大量玄武质的喷出

（沿减薄陆壳中局部的裂隙系）（图）熔岩层序最厚的靠近裂

隙带，最大沉降。负载导致熔

岩柱向裂隙带倾角增加。裂隙

带成为海底扩张的所在地，分

离熔岩柱，在新生的大陆边缘

留下约一半的向海倾斜反射层

序。