Inverted Earth(創意圖片:顛倒的世界)
盆(pen)地(di)構(gou)造研究的(de)前緣問題包括(kuo)盆(pen)地(di)結構(gou)、構(gou)造背景、沉(chen)積——構(gou)造演化以及(ji)盆(pen)地(di)發育(yu)的(de)動力學(xue)過程在此(ci)基礎上(shang)形(xing)成盆(pen)地(di)油氣勘探(tan)的(de)理論指導。
在全球(qiu),至少可(ke)以劃分(fen)(fen)(fen)出上千個沉積盆(pen)(pen)地(di)(di),它(ta)們(men)普遍具(ju)有不同的(de)規模和保存狀態,許多(duo)盆(pen)(pen)地(di)(di)還經(jing)歷了多(duo)期的(de)構(gou)造(zao)(zao)演化(hua)和疊(die)合改(gai)造(zao)(zao)難于簡(jian)單地(di)(di)進(jin)行分(fen)(fen)(fen)類。如何從全球(qiu)構(gou)造(zao)(zao)的(de)視角(jiao)探討這些盆(pen)(pen)地(di)(di)的(de)分(fen)(fen)(fen)類、結(jie)構(gou)分(fen)(fen)(fen)析和構(gou)造(zao)(zao)演化(hua),已成為重要(yao)的(de)理論問題。
1 全球構(gou)造背景(jing)
現今的含油氣盆地多由顯生宙以來的構造活動決定,大陸間的張合決定了盆地群的結構和構造特征。寒武紀(約540-480 Ma):勞倫大陸和岡瓦納大陸之間出現Iapetus洋;奧陶紀(約480-440 Ma):岡瓦納中分離出Avalonia-Carolinia,在其(qi)間形成瑞(rui)克洋;晚泥盆世(約(yue)370 Ma),勞(lao)倫、波(bo)羅的(de)和(he)阿瓦隆(long)尼亞(ya)碰撞拼合形成勞(lao)亞(ya)大陸,快速碰撞中(zhong)在波(bo)羅的(de)板(ban)塊(kuai)上形成大量(liang)逆沖席。
早石炭世,非洲西北部與(yu)勞(lao)倫(lun)大陸東(dong)南緣沿南阿巴拉契亞(ya)山(shan)和(he)Meseta山縫合,同(tong)時(shi)南美(mei)向北(bei)朝(chao)著(zhu)勞倫大(da)陸運動。岡瓦(wa)納東部從赤道向南極運動,華北(bei)和(he)華南此時(shi)仍然孤立存(cun)在(zai)。中石炭世(shi),哈薩克斯(si)坦(tan)(tan)微陸塊(kuai)與(yu)西伯(bo)利亞碰撞。晚石炭世(shi),隨著(zhu)烏(wu)拉爾(er)洋和(he)原特提斯(si)洋的(de)(de)閉合,西哈薩克斯(si)坦(tan)(tan)與(yu)波(bo)羅(luo)的(de)(de)拼接,勞亞超大(da)陸和(he)烏(wu)拉爾(er)造山帶形成。同(tong)時(shi),西伯(bo)利亞順(shun)時(shi)針(zhen)旋轉,在(zai)未來的(de)(de)阿(a)爾(er)泰和(he)烏(wu)拉爾(er)地區形成圖瓦(wa)-蒙古(Tuva-Mongol)弧。從古(gu)太平洋(yang)(yang)中形成的洋(yang)(yang)脊向西擴張,形成古(gu)特(te)提(ti)(ti)斯洋(yang)(yang)。與此同時,南美與勞亞(ya)大陸(lu)碰(peng)撞,瑞克洋(yang)(yang)閉合(he),形成阿巴(ba)拉契亞(ya)山(shan)最南部分(fen)和沃希托山(shan)。岡瓦(wa)納此時已(yi)位于南極(ji)附(fu)近,在南極(ji)、印度、澳(ao)大利亞(ya)、南非和南美出現(xian)冰川運動。華北陸(lu)塊隨著古(gu)特(te)提(ti)(ti)斯洋(yang)(yang)的閉合(he),與西伯利亞(ya)碰(peng)撞拼合(he)。
早二疊世,基梅里板塊從岡(gang)瓦納中分裂出來,向勞亞大陸運動。280 Ma左右,古特(te)(te)提(ti)斯(si)洋(yang)閉合(he),新(xin)特(te)(te)提(ti)斯(si)洋(yang)出(chu)現在勞亞大(da)陸的南端(duan)。此(ci)時,泛大(da)陸南緣形成環Australis造(zao)山帶,代(dai)表古太平洋內構造活動的(de)殘余。西伯利亞進一步旋(xuan)轉(zhuan),使阿爾泰和烏拉(la)爾發生進一步的(de)彎曲與合并,形成跨歐亞和烏拉(la)爾一天山的(de)大型左旋(xuan)走滑斷層系。
晚(wan)二(er)疊世至中三(san)疊世,原為(wei)特提(ti)斯洋(yang)中的羌(qiang)塘以(yi)及(ji)從(cong)岡(gang)瓦納(na)大(da)陸(lu)分離出的拉薩、江孜等(deng)小塊體(ti),從(cong)南半球向北漂移,分別于二(er)疊紀(ji)(ji)晚(wan)期(qi)一三(san)疊紀(ji)(ji)早期(qi)、侏(zhu)羅(luo)紀(ji)(ji)中期(qi)-白堊紀(ji)(ji)、新近紀(ji)(ji),越過赤道與(yu)勞亞(ya)大(da)陸(lu)拼貼。非洲東部馬達加(jia)斯加(jia)形(xing)成狹窄海溝,預示著岡(gang)瓦納(na)古陸(lu)開(kai)始解體(ti)。
中三疊世至晚侏(zhu)羅世,勞(lao)亞大陸整體向南漂移,岡瓦納大陸整體向北漂移,新特提斯(si)洋縮小。晚(wan)侏羅世至早白堊世,屬勞亞大(da)(da)(da)陸(lu)的北(bei)美(mei)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)與(yu)歐亞板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)分離,屬岡瓦(wa)納大(da)(da)(da)陸(lu)的南(nan)(nan)美(mei)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)與(yu)非洲(zhou)板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)分離大(da)(da)(da)西洋雛形形成。勞亞大(da)(da)(da)陸(lu)整體(ti)繼續(xu)向(xiang)南(nan)(nan)漂移,岡瓦(wa)納大(da)(da)(da)陸(lu)整體(ti)繼續(xu)向(xiang)北(bei)漂移,新(xin)特提斯(si)洋進一步(bu)縮(suo)小,印度洋張開。南(nan)(nan)美(mei)和南(nan)(nan)極大(da)(da)(da)陸(lu)間的洋殼最早是(shi)在大(da)(da)(da)約148Ma拉張(zhang)。
晚(wan)白堊世(shi)至古(gu)新世(shi),北(bei)美(mei)板塊(kuai)與歐亞板塊(kuai)、南美(mei)板塊(kuai)與非洲板塊(kuai)進(jin)(jin)一(yi)步分離,大西洋進(jin)(jin)一(yi)步拉張。120-100 Ma,印度板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)從岡瓦納古陸上裂(lie)解,并與澳大利亞板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)分(fen)離。印度板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)向(xiang)北的快(kuai)速漂移,形成了印度洋(yang),新特提(ti)(ti)斯(si)洋(yang)消亡。泛(fan)大陸解體的過(guo)程,實際上是新特提(ti)(ti)斯(si)洋(yang)縮小(xiao)直至(zhi)消亡的過(guo)程,也是特提(ti)(ti)斯(si)洋(yang)周緣板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)聚合(he)的過(guo)程。隨著中、南大西洋(yang)的張開,非(fei)洲板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)與北美板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)分(fen)離。印度板(ban)(ban)塊(kuai)(kuai)(kuai)迅速向(xiang)北運動,在50 Ma左(zuo)右(you)與歐(ou)亞大陸(lu)碰(peng)撞。南(nan)(nan)極(ji)大陸(lu)成為原(yuan)岡瓦納(na)古陸(lu)中,唯一停留(liu)在(zai)南(nan)(nan)極(ji)的陸(lu)塊。岡瓦納(na)大陸(lu)已經進入全(quan)而的分(fen)裂解體階(jie)段。始新世(約53 Ma),南極板(ban)塊向南漂移,開始與澳大利亞板(ban)塊分離。始新世(約39 Ma)南極板(ban)塊與(yu)澳大利亞板(ban)塊完全(quan)分(fen)(fen)離。新近(jin)紀,紅海開(kai)始形成,阿拉(la)伯半島(dao)與(yu)非洲分(fen)(fen)離,東(dong)非裂(lie)谷(gu)開(kai)始形成,預示東(dong)非將進(jin)一步地分(fen)(fen)裂(lie),新的大洋又將誕生。
全球緯向(xiang)超(chao)長剖面是在泛大(da)陸格局(ju)下設計(ji)的,兩條剖而分(fen)別穿過北美一非洲一歐亞大(da)陸中部和南美——非洲板塊(見下圖)。
2 全球(qiu)不同大陸沉(chen)積盆地(di)的(de)剖面結構(gou)構(gou)造特征
2.1 北美(mei)-北非-中東(dong)-中(zhong)亞-東亞緯(wei)向(xiang)超長(chang)剖面(mian)(見下圖)
2.2 南美一(yi)非洲沉積盆(pen)地緯向超長剖面(見下圖)
3 盆地(di)群(qun)構造演(yan)化序(xu)列(見下表)
4 結論
全球(qiu)構(gou)造(zao)背(bei)景(jing)下(xia)的(de)構(gou)造(zao)傳遞作(zuo)用,導致北美和(he)南美板塊(kuai)兩側運動(dong)(dong)性質常(chang)(chang)相(xiang)反,一(yi)側為擴張邊界,另一(yi)側則常(chang)(chang)是(shi)聚斂邊界。相(xiang)同的(de)構(gou)造(zao)背(bei)景(jing)會(hui)形成(cheng)不同大陸(lu)不同類型的(de)沉積盆(pen)(pen)(pen)地(di)有序(xu)并(bing)列(lie)北美和(he)南美大陸(lu)自西(xi)向東均(jun)為大洋(yang)盆(pen)(pen)(pen)地(di)、海溝、弧前(qian)盆(pen)(pen)(pen)地(di)、弧后前(qian)陸(lu)盆(pen)(pen)(pen)地(di)、克(ke)拉通盆(pen)(pen)(pen)地(di)、裂谷盆(pen)(pen)(pen)地(di)和(he)被動(dong)(dong)陸(lu)緣盆(pen)(pen)(pen)地(di)。
單(dan)個板塊上(shang)不同的盆地群(qun)之間具有(you)密切的構造-沉積聯系(xi)和構造事(shi)件(jian)響應特征(zheng)。如(a)北非和非洲中部東西(xi)向(xiang)剖(pou)而(er)均(jun)發育被動陸緣(西部)-克拉通(tong)(中(zhong)部)-裂谷(偏(pian)東部(bu))的特征(zheng),(b)晚古(gu)生代(dai)海(hai)西運動,表現(xian)為塔(ta)里木陸塊和(he)華北陸塊前陸到抬升剝蝕的發展(zhan)階段和(he)中(zhong)亞盆(pen)地群基底的形成。
北美(mei)和(he)非(fei)洲大陸內部的盆地(di)(di)(di)(di),由于遠(yuan)離板塊(kuai)邊(bian)界,盆地(di)(di)(di)(di)發育時的構造環境穩定,均發育克拉通盆地(di)(di)(di)(di),盆地(di)(di)(di)(di)沉降(jiang)(jiang)量較(jiao)小,位于板塊(kuai)邊(bian)緣的盆地(di)(di)(di)(di),如中亞盆地(di)(di)(di)(di)群、中東盆地(di)(di)(di)(di)群等由于擠壓撓曲,沉降(jiang)(jiang)量往往較(jiao)大。
北美、南美、非洲板(ban)塊(kuai)內部發育(yu)多個(ge)陸拱,分隔克拉(la)通盆(pen)地(di)(di)(di)群(qun)。陸拱是大陸持續隆(long)升的(de)(de)產物,并(bing)對(dui)現存盆(pen)地(di)(di)(di)改造,以沉積蓋層減(jian)薄(bo)或(huo)出露基底巖石(shi)為特(te)征(zheng)。通過盆(pen)地(di)(di)(di)群(qun)結構和構造演化(hua)的(de)(de)對(dui)比(bi),可知(zhi)北美、南美、非洲板(ban)塊(kuai)內部在古生代出現過多個(ge)地(di)(di)(di)史(shi)上克拉(la)通盆(pen)地(di)(di)(di)與被(bei)動陸緣盆(pen)地(di)(di)(di)組成的(de)(de)超級盆(pen)地(di)(di)(di)。
亞洲大(da)陸(lu)是(shi)世界上(shang)最(zui)復(fu)雜的(de)(de)(de)盆(pen)(pen)地(di)類型(xing)(xing)分布(bu)區,盆(pen)(pen)地(di)發育具(ju)有多變而復(fu)雜的(de)(de)(de)構造背(bei)景,盆(pen)(pen)地(di)構造上(shang)強(qiang)烈不穩定,規模普遍(bian)較(jiao)小(xiao),盆(pen)(pen)地(di)原型(xing)(xing)保存較(jiao)差。亞洲大(da)陸(lu)群盆(pen)(pen)地(di)的(de)(de)(de)發育及(ji)其后期改造受(shou)古(gu)亞洲、特提斯和西太平洋構造域控(kong)制,導致不同時代和類型(xing)(xing)的(de)(de)(de)盆(pen)(pen)地(di)疊合在一起。