裂谷盆地成因类型
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发布时间：2022-05-19 02:34
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时间：2024-03-03 09:02
从全球范围来看，许多沉积盆地属于裂陷型盆地，或者经历过裂谷阶段，如加利福尼亚盆地、马拉开波盆地、印度尼西亚盆地、北海盆地、苏伊士湾盆地、苏尔特盆地、渤海湾盆地、松辽盆地等，它们具有优越的油气成藏条件。为了找到更多的油气资源，国内外学者对其形成的地球动力学机制给予了广泛关注，并提出多种分类方案。
1.裂谷盆地构造成因类型
裂谷盆地分布广，可以发育在板块内部，也可以出现在板块边缘，如在克拉通内部或陆块拼合带上沿深大断裂带形成的东非裂谷、红海裂谷、北海裂谷、莱茵裂谷、贝加尔裂谷和渤海湾裂谷;稳定*边缘陆壳离散伸展可形成西非*边缘、尼日利亚、加蓬、刚果和珠江口盆地等。根据裂谷盆地的形成演化过程与板块构造运动的关系，将其分成五大类。
图1-1 *板块内部的3种裂谷盆地剖面结构［2］
(1)*板块内部的裂谷盆地
伸展型坳陷盆地(extensional sag):指地壳或岩石圈受引张减薄而形成的碟状坳陷，不直接受断层的控制(图1-1a)。这种盆地的形成可能有两种情况:一是岩石圈的减薄没有造成大规模破裂，另一种可能是盆地位于大型坡坪式拆离断层的断坡部位，属于拆离断层上的伸展盆地。
陆内宽裂谷盆地(terrestrial wide rift basin):裂陷盆地由一系列平行延伸或分叉、斜交的地堑、半地堑组成，裂陷作用发生在宽阔的地区。这种裂陷作用往往是由发育在地壳中的大型拆离正断层控制的，而裂陷盆地是拆离正断层上盘的地壳断块伸展变形的产物，也可称为拆离断层上盘的伸展盆地 ( 图1-1b) 。
陆内窄裂谷盆地 ( terrestrial narrow rift basin) : 裂陷作用发生在比较窄的范围内，地堑、半地堑呈链状、斜列式分布，构成平面上狭长的沉降带 ( 图1-1c) ，是典型的*裂谷，如东非裂谷、苏伊士湾等。
( 2) 与板块离散运动有关的裂谷盆地
陆间裂谷、被动*边缘盆地、坳拉谷盆地均属于与离散型板块边界有关的裂谷，是与陆内伸展作用有关的裂谷盆地持续大规模拉张形成的。
陆间裂谷 ( inter-continental rift) 或原始大洋裂谷 ( proto-oceanic rift) : 裂陷作用使岩石圈裂解成为两部分或三部分，裂谷底部是新生洋壳，并有进一步扩张成为岩石圈板块离散运动边界的趋势，如红海裂谷南部。
衰退裂谷 ( failed rift) : 也称为夭折裂谷 ( aborted rift) 或遗弃裂谷 ( abandoned rift) ，大洋以高角度伸入*内部的裂谷盆地，是大洋形成初期三叉裂谷系中的一支 ( 图1-2) ，如西非的贝努埃裂谷。
图1-2 三叉裂谷系示意图［3］
新生大洋盆地 ( nascent oceanic basin) 和洋中脊 ( oceanic ridge) : *板块破裂后继续发生海底扩张，形成大面积以洋壳为底的新生洋盆，在洋中脊海底扩张仍然发生，如大西洋盆地和大西洋中脊。
被动*边缘盆地 ( passive margin basin) : 指由离散板块运动造成的*边缘盆地。随着新生洋壳的不断增加，被动*边缘由原来的离散板块边缘，逐渐演变成为包含*和大洋岩石圈的统一板块的内部。主要包括陆阶和陆隆或陆堤等盆地单元 ( 图1-3) 。如大西洋两侧的*边缘。
图1-3 被动*边缘示意图［3］
( 3) 与板块聚敛运动有关的裂谷盆地
弧内裂谷盆地 ( intra-arc basin) : 指岩浆弧或岛弧内部的裂谷盆地 ( 图1-4) ，有强烈的火山活动。火山作用使岩浆弧裂开，进一步扩张可能使岩浆弧或岛弧一分为二，弧内盆地则演化为弧间裂谷盆地。
图1-4 与 B 型俯冲有关的裂谷盆地示意图［2］
弧后裂谷盆地(back-arc basin)和弧间裂谷盆地(inter-arc basin):岩浆弧或岛弧位于*一侧的裂谷盆地称为弧后裂谷盆地，在大洋内部岛弧之间发育的裂陷盆地称为弧间裂谷盆地。与*陆地相邻的弧后盆地也称为边缘海盆地，如东海盆地、渤海湾盆地。
(4)与碰撞作用有关的裂谷
板块碰撞使机械能在岩石圈中横向传递是*裂谷形成的一种原因。在*板块碰撞过程中，在碰撞带前方*内部可形成走向与碰撞带近垂直的狭长盆地。盆地的形成是一种典型的被动裂陷作用过程，如莱茵地堑、贝加尔湖盆地、格朗德裂谷等。
(5)与平移板块作用有关的裂谷
如阿亚基尔盆地-普罗格列索盆地、加利福尼亚盆地，是板块平移过程中的局部拉张作用形成的。
2.裂谷盆地地球动力学类型
根据地球动力学机制的不同，裂谷盆地可分为拉张-裂陷、走滑-伸展和挤压-裂陷三大类，根据具体作用机制和作用方式的不同又可划分为若干类别和不同的模型。
(1)拉张-裂陷盆地
根据盆地动力学特征的不同，可分为主动裂谷盆地和被动裂谷盆地。
主动裂谷盆地是地幔热作用的结果。地幔热传导、热对流等引起地幔底辟上隆，或者热对流引起软流圈产生横向温度梯度，使岩石圈底部的正应力发生变化导致岩石圈机械上隆。主要有5种模型:地幔底辟模型，强调热作用使地幔上隆，导致岩石圈伸展，如东非肯尼亚裂谷;重力均衡扩张模型，热作用使岩石圈深部发生部分熔融，改变了岩石圈密度结构，在重力均衡作用下地幔上隆;岩石圈-软流圈转换模型，通过热梯度使岩石圈和软流圈发生阶段性的转换，为岩石圈伸展提供主动力机制;地壳-地幔转换模型，幔源岩浆侵入下地壳实现下地壳与地幔的转换，使莫霍面升高，在重力均衡作用下形成盆地;自限式模型是一种综合考虑了热流量、隆起和岩石圈减薄之间关系的模型。
被动裂谷盆地是区域拉张应力场作用的结果。可细分为5种模型:纯剪切伸展模型，岩石圈在拉张应力作用下发生上地壳对称的脆性断块和伸展减薄、下地壳和岩石圈地幔拉伸和伸展减薄;简单剪切模型，低倾角滑脱断层(剪切带)将岩石圈分为上盘和下盘，下盘沿滑脱面发生非对称位移，使伸展作用从上地壳延伸到下地壳和岩石圈地幔，上盘相对隆升形成大型断块山脉，如东非裂谷西支和中西非裂谷;分层组合伸展模型，强调岩石圈的分层性以及层间近水平拆离滑脱面(层)在伸展过程中的作用;悬臂梁弯曲模型，地壳内存在面状断裂，下降盘由于沉积物重力作用而发生弯曲，上盘抬升剥蚀出露基底;简单剪切与悬臂梁弯曲组合模型，岩石圈上层发生简单剪切，下层是悬臂梁弯曲模型和纯剪切的组合模型，如东非裂谷的Tanganyka裂谷盆地。
(2)走滑-伸展盆地
有3种模型:剪切拉分模型，沿两条斜列的走滑断裂发生拉分形成的盆地，一般具有对称结构的盆地两侧都有走滑断裂，如维也那盆地、贝加尔裂谷、中国东部新生代裂谷等;走滑-斜向伸展模型，沿一条走滑断裂发生斜向伸展形成的不对称盆地，盆地一侧为走滑断裂，另一侧为伸展断裂，剖面上可出现半地堑-地堑-反向半地堑组合，如Tanganyka裂谷盆地等;共轭走滑断裂拉分模型，沿两条共轭走滑断裂的交汇部位发生拉分形成“S”形盆地，如山西裂谷系。
(3)挤压-裂陷盆地
有两种模型:纵向挤压-横向拉张模型，在挤压应力条件下表现为纵向挤压、横向拉张，形成平行于挤压方向的狭长拉张盆地，如青藏高原许多近南北向的盆地和断裂;弯曲拉张模型，在挤压褶皱背斜轴部发生拉张形成垂直于挤压方向的断裂和伸展。
