弧前盆地沉积特征.doc

弧前盆地沉积特征提纲 1. 弧前盆地沉积物来源 2. 弧前盆地充填相 3. 弧前盆地沉积序列 4. 弧前盆地充填型式及控制因素 5. 弧前盆地的主要识别标志 6. 弧前盆地的油气资源一、弧前盆地沉积物来源弧前盆地一侧超覆于弧块上，另一侧位于增生楔上。最初的深部残留弧前盆地，在增加沉积物符合的情况下具有发生大沉降的极大可能性，并能在较短时期内堆积起厚厚的沉积层序。弧前盆地的沉积物有三种来源：岩浆弧、俯冲增生体以及某些情况下相邻大陆的纵向补给。一般情况下，弧前盆地的物源主要来自岩浆弧。随着盆地不断接受沉积，岩浆弧剥蚀深度逐渐加大，这样，提供给盆地的碎屑也就从早期的火山碎屑过渡到以深成岩为主的碎屑。通过分析现代和古代洋岛型弧前盆地、美国加州大谷弧前盆地、太平洋西北部和阿拉斯加弧前盆地以及完达山早中生代弧前盆地的砂岩骨架碎屑成分标准三角形图解，可以发现，图解指示它们具有统一的源区和图解位置。这也证明了，物源主要来自于岩浆弧。二、弧前盆地的沉积相弧前盆地位于海沟坡折与岩浆弧之间，由于弧前地形复杂，差异大，并受隆起山带、大陆低地、陆架、深海阶地、深海槽等的影响，使得弧前盆地沉积充填相变大。可能包括：1、河流-三角洲-滨岸沉积；2、活动陆架沉积；3、深海浊积岩。三、弧前盆地沉积序列弧前盆地沉积序列总体表现为一种由深水到浅水的岩相变化。一个理想的弧前盆地从上至下可呈现如下沉积序列：（1）河流和三角洲砂岩，部分来源于隆起的弧基。在盆地内缘，这些沉积物可与来自火山碎屑流、较粗粒的火山灰降落物、熔岩流、以及由火山物质和非火山物质组组成的冲积扇的沉积物相互穿插。（2）沉积于浅海环境（陆棚海）的砂岩和页岩。火山碎屑物的比例高，但生物组分的含量较低，这是由于陆源物质补给量大和沉积物迅速上隆之故。（3）含较粗粒浊积岩（比例向上增加）的类复理石页岩-砂岩层序，主要由火山碎屑物质组成。页岩可能含有一些碳酸盐（当沉积于CCD之上时），以及部分有机碳含量较高（4）含蒙脱石质页岩的深海平原沉积，无碳酸盐、细粒火山灰降落沉积和细粒浊积岩在1050Ma的相对较短的时期内，弧前盆地堆积起数千米至十多千米厚的沉积序列。供给盆地充填物的火山物质的含量通常较高，但在源自大陆的大河进入盆地，或非火山高地就在附近（例如秘鲁）的地方，火山物质的补给量也可能较低或微不足道。在沉积物饥饿的温暖赤道地区，礁和碳酸盐滩可能沿浅盆地边缘生长，筑起厚厚的碳酸盐剖面（例如在门塔瓦伊海槽）。弧前盆地沉积层序中的深水、浅水和地表沉积的比例和时间当量取决于盆地充填方式。假如一个盆地在早期充填很快（如在大陆边缘环境中那样），那么，其沉积物的很大部分就是浅水沉积和非海相沉积，它们堆积于稍后的沉降阶段（沉积物负荷引起的）。相反，较缓慢充填的盆地和同期沉降，则在较长时间内维持深水条件，因而导致厚层深水层序的生长。四、弧前盆地充填型式及控制因素盆地充填序列的岩相类型、组合以及岩石组成等主要受相对海平面变化和盆地所处气候带等因素控制，其中增生槛的高程、盆地的充填速率与沉降速率的比值是两个最主要的控制因素。1、增生槛的高程 增生槛：整个增生楔的构造高点。在盆地发育过程中起构造堤坝作用。增生槛高程是盆内沉积所能达到的水深上限, 它主要受下冲板片构造刮削总量和内部构造岩片的堆叠型式这两个因素所控制。研究揭示增生楔内部构造岩片存在4 种典型的堆叠型式, 分别是逆冲叠瓦扇型、双重构造底辟型、流变混杂岩上拱型和反冲抬升型, 后3 种都可以在增生楔宽度基本不变的情况下增大增生槛的高程。2、充填速率与沉降速率的比值 充填速率的变化是控制充填速率与沉降速率比值的主导因素, 它主要与源区气候条件、海平面变化及岩浆弧区的构造活动有关。 气候条件：主要通过控制源区的风化类型、盛行风方向来影响盆地充填序列 例如：赤道地区的洋内弧前盆地, 如在T onga 地区, 源区的化学风化占主导地位, 可以发育巨厚的台地碳酸盐岩沉积。 Sigurdsson 等证实刮向弧前的盛行风既能增大充填速率, 又能提高沉积物中火山碎屑、火山灰的比例 海平面变化：主要通过改变源区的面积及相对高差来影响充填速率和充填序列 例如：30 Ma 时的全球海平面下降被认为是渐新世伊豆小笠源弧前盆地粗碎屑明显增多的主要原因 岩浆弧的构造活动：主要通过改变源区面积、剥蚀层次。陆缘弧总体演化趋势是剥露深度、岩浆弧高程及面积逐渐增大, 因此, 充填速率呈逐渐增大趋势, 也使沉积岩系中的碎屑成分从以沉积岩、火山岩为主逐渐转变为以深变质岩和侵入岩为主。而洋内弧则主要是因岩浆喷发强度的增大和构造抬升而改变充填速率, 塑造沉积序列。五、弧前盆地的主要识别标志 ( 1) 特殊的构造部位：弧前盆地位于岩浆弧与蛇绿混杂岩组成的增生楔之间。 ( 2) 富有特色的沉积序列：连续的从深海沉积过渡到浅海甚至陆相的巨层序, 不发育区域性角度不整合。放射虫硅质岩稀土配分模式以不发育Ce 负异常为特征, 而与远洋放射虫硅质岩稀土配分模式明显不同。碎屑岩成分成熟度极低, 大量发育火山岩、变质岩岩屑及长石碎屑, 在Dickinson 砂岩碎屑组分三角图解中, 其投点均落在源区为岩浆弧的区域内。 ( 3) 相对较弱的变形、变质：弧前盆地地层只发育较弱的变形、变质。而且其变形、变质主要记录活动陆缘构造