前陆盆地
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中国的主要前陆盆地有:
塔里木库车坳陷前缘、塔西南昆仑山前缘、塔东南阿尔金山前缘;
准噶尔盆地南缘、准噶尔盆地东部博格山前缘, 贺兰山一六盘山前缘;
南方地区的两个前陆盆地。
这些前陆盆地都是寻找油气前景广阔的地区。
1 前陆盆地形成机理简述
两个板块的相互碰撞形成一系列的造山带, 而在稳定板块的前缘常常形成前陆盆地。
前陆盆地分为两类:周缘前陆盆地和弧后前陆盆地。
在大洋板块的俯冲过程中, 两类前陆盆地形成于演化过程中的不同阶段, 可表达如下:
大洋俯冲一形成岛弧一大洋继续俯冲-大陆碰撞-形成缝合带
弧后扩张挤压形成周缘前陆盆地
后期转化为挤压, 形成弧后前陆盆地
两者明显差别在于:周缘前陆盆地形成于大陆碰撞的过程中;弧后前陆盆地形成于大规模大陆碰撞之前。
在空间上:周缘前盆地发育在靠近地缝合带的俯冲板块上;弧后前陆盆地发育在仰冲板块上, 分布在大陆边缘岩浆岛弧后面。
2前陆盆地主要特点
( 1) 前陆盆地前依造山带, 背靠稳定的克拉通;
( 2) 前陆盆地内有机质丰富, 由于碰撞挤压作用, 使这一地区区域性的温度值升高, 有利于油气生成或造成二次生烃的条件;
( 3) 前陆盆地和一般的山前坳( 凹) 陷有所不同, 有沉积上没有粗相带存在;
(4)油气运移和保存条件好
(5)前陆盆地同山前带之间有一个缓冲带,在逆冲过程中形成成排成带的构造带。
以上这些特点对油气生成、运移、聚集、保存都十分有利。正因为如此, 目前正在世界范围内出现对前陆盆地的勘探热并取得了好的成果( 如南美的库西安娜、卡诺利蒙等大油田),丰富了油气勘探新领域。
前陆盆地最早是由Dickinson 提出, 并将其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盆地。前陆是指与造山带或活动带毗邻的、稳定的大陆部分, 造山带的岩石向着前陆逆冲或掩覆。孙肇才曾把前陆的这种特殊构造背景形象化地称为“面朝活动带, 背依稳定区”;用板块构造的原理来研究前陆的构造背景, 认为前陆是毗邻活动带的稳定克拉通部分。
前陆盆地一般有如下特点:
(1)邻近造山带的褶皱-冲断构造负载促使岩石圈挠曲下沉;
(2)盆地的横剖面具有明显箕状不对称性的沉积充填;
(3)在盆地演化期间靠造山带一翼遭受变形作用;
(4)靠克拉通一翼逐渐与地台层序合并。
由造山带向克拉通方向, 前陆盆地可划分为3 个基本构造单元:
(1)活动翼(thrust belt)或造山楔形体构成的褶皱-冲断带;
(2)紧邻活动翼或掩伏在冲断带下盘的前渊凹陷(foredeep);
(3)进一步向克拉通方向延伸的稳定前陆斜坡(stable foreland slope)及前缘隆起(fore bulge)。
前陆盆地的演化记载着由大陆边缘伸展到聚敛、碰撞(洋-陆、陆-陆、弧-陆碰撞)的过程。前陆盆地奠基在
某一时期的克拉通或陆壳向活动带或洋壳的过渡带上, 即被动大陆边缘、残留洋或陆缘(内)裂谷之上, 早期的
陆缘张性盆地沉积构成前陆盆地的下层序, 而上层序是由褶皱-冲断带的挤压构造负荷导致岩石圈挠曲沉降时
充填的沉积层序, 上层序习惯上称为前陆盆地的“本体”。
楔顶沉积带(wedge-top)位于造山带前缘的上部,以发育极其粗粒沉积物、大量的构造不整合及构造变形为特点。前渊沉积带(foredeep)位于逆冲带前缘的前部, 是传统上所指的前陆盆地, 该区沉积物朝着逆冲带前缘增厚。前隆沉积带(forebulge)是一个宽的隆起区, 该区发育较薄的沉积物或长期为剥蚀区。由于造山带向克拉通方向的持续推进, 一般情况
下前隆沉积带会逐渐向克拉通方向迁移, 前渊沉积带的沉积物逐渐超覆在由于前隆沉积带迁移形成的不整合面上。然而, 由于更强烈逆冲作用造成的造山带负载的急剧增加也可以
导致前隆沉积带向造山带发生大规模的后退。隆后沉积带(backbulge)位于前隆沉积带向克拉通方向一侧, 是一个宽而浅的沉降带, 隆后沉积带中间部位具有较厚的沉积物, 而向前隆沉积带和克拉通方向逐渐减薄。
前陆盆地呈不对称楔形, 沉积中心靠近造山带,自造山带向克拉通方向尖灭。由造山带向克拉通方向, 典型
前陆盆地依次可划分为逆冲褶皱带、前渊深坳陷带、斜坡带和前隆带四个带。毗邻造山带一侧, 挤压构造变形
强烈, 向克拉通方向, 变形强度递减。
逆冲褶皱带主要由基底地层组成, 也可以卷入早期前陆盆地沉积地层, 是盆地沉积的主要物源区,多为粗
碎屑沉积。
前渊深坳陷带是前陆盆地沉积和沉降中心, 早期以深水细粒沉积为主, 是主力烃源岩发育区。
斜坡带和前隆带是造山带与克拉通之间的枢纽带, 多为细碎屑沉积, 沉积、沉降速率较低, 常见超覆及不
整合现象。
值得注意的是, 前陆盆地的基本结构和主要单元的位置在不同演化阶段是动态变化的, 随造山过程的发展, 前陆盆地剖面的四元结构常发生往克拉通方向的横向迁移。受多种因素影响,前陆盆地规模和形态不尽一致, 甚
至差别较大, 致使盆地的剖面四元结构中有的单元发育不完全, 特征不典型。如有的盆地斜坡带宽度很窄, 与
前渊深坳陷或前隆难以明显区分, 常将其与相邻某一单元合并。
前陆盆地结构
前陆盆地系统
2 前陆盆地类型及特征
Dickinson( 1974)从板块构造角度提出前陆盆地的两种成因类型, 即周缘前陆盆地和弧后前陆盆地。
周缘前陆盆地( A) 和弧后前陆盆地( B)
2. 1 周缘前陆盆地
周缘前陆盆地( 图3,A) 位于造山带外侧, 与陆- 陆碰撞( A 型俯冲) 有关。在洋壳消减后, 大陆边缘随之俯冲, 前陆盆地发育在俯冲的大陆地壳之上。周缘前陆盆地的构造位置近蛇绿岩带而远岩浆弧带, 是大陆碰撞后由于板块自身重力作用造成陆内俯冲而形成的岩石圈挠曲盆地。现今所发现的周缘前陆盆地都叠置于原被动大陆边缘之上,盆地充填具双层结构,早期发育复理石前陆盆地, 堆积厚度巨大;后期发育磨拉石前陆盆地,为向上变粗的序列,发育较厚的储集岩系。这类前陆盆地发育两型多套厚层生油岩系, 具有极好的油气远景[ 11] 。最为典型的例子是油气储量富甲天下的波斯湾周缘前陆盆地, 它叠置在被动边缘沉积楔之上, 具有双重油源。
2. 2 弧后前陆盆地