簡介
在了解盆地構造特徵時應首先識別盆地的構造格架。裂谷和斷陷類盆地中最重要的是對盆地形成演化起重要作用的主幹斷裂系統,這些斷裂具有同生性,並將盆地劃分出一系列斷隆帶和斷陷帶,構成盆地的構造格架。在此基礎上還可以劃分出更小的構造單元。早第三紀的渤海灣盆地即是一個典型代表,包括郯廬斷裂帶內右旋的 NNE向斷裂和 EW 向、NW 向斷裂,控制了盆地裂陷階段的幾何形態以及沉降區和隆起區的分布。
包括其他類型盆地在內,識別和劃分出盆地中隆起的坳陷的次級單元及其配置關係是構造格架分析的最重要內容。生烴的中心都分布於坳陷區,並控制了油氣田的分布。
盆地基底構造及其性質
1、決定盆地構造格架特徵的基本要素。
基底構造包括在盆地發育過程中活動的基底斷裂、盆緣斷裂、次級隆起、拗陷或地塹、地壘等。這些構造有些是伴隨盆地形成而發育的,有些則是古老的或先存構造再活動的結果。
有些構造在盆地形成演化過程中一直是活動的,有些是在盆地發育的某一階段活動。 它們對盆地的沉積充填具有控制作用,因此,又可稱為同沉積構造。
2、盆內的同沉積構造
又稱同生構造,包括同沉積斷裂同沉積褶皺等。同沉積褶皺還可劃分為同沉積向斜和同沉積背斜。同沉積構造可通過沉積厚度變化、沉積相分布、沉積旋迴、古流、沉積體幾何形態等分析加以識別。
(1)沉積斷裂
在斷陷或裂谷盆地中,同沉積斷裂極為發育。同沉積斷裂的下降盤沉厚度常突然變厚,沉積旋迴增多,並控制著特定沉積相帶的展布。
盆緣沉積斷裂往往控制著巨厚的沖積扇或扇三角洲相帶的發育。深切盆地基底的規模較大的同沉積斷裂常常形成重力、磁力突變帶。這些斷裂具有長的活動性,往往是繼承古老斷裂帶再活動。追蹤盆外先存斷裂帶有助於內同沉積斷裂的識別。
(2)重力生長構造
在快速沉降和堆積的盆地中,常常發育由於重力作用導致的重力生長構造(斷裂) 。
著名的例子來自貝努斷槽內發育的尼日河三角洲沉積區。三角洲緣帶的快速堆積和差異壓實導致了重力滑脫、斷裂或泥底劈作用,形成鱗狀的、密集分布的生長斷裂系和滾動背斜構造。
這些斷裂的斷裂面一上陡下緩,並尖滅於主要的滑脫層內。伴生次級斷層發育,常組成各種雜的樣式。
這些斷裂多發育於盆地的沉降或沉積中心,而盆地沉降中心往受控於基底斷裂。同時,它們的分布排列還受到盆地古構造應力場的制。這些構造對油氣勘探極為重要,它們常常是重要的油氣圈閉構造。
與重力滑脫作用有關的另一類構造是鹽構造或泥底劈構造。鹽構造的形成與下伏鹽層的滑動、上拱等作用有關。這類構造近年來引起了地質學家的廣泛重視。典型例子見於墨西哥灣第三系盆地。這裡的三角洲沉積堆積於厚的鹽層之上,致鹽層滑動、上拱或底劈,形成了千姿百態的斷裂組合樣式。
3、反轉構造
反轉構造是指先存構造發生構造應力轉化而形成性質相反的構造。由伸長構造受到擠壓而發生反向運動所產生的構造稱為正反轉構造;反之為負反轉構造(Milliams等,1989)。我們一般指的是正反轉構造。
反轉構造可劃分為簡單斷展型、穿透斷展型、簡單斷彎型、縮截斷彎型及簡單皺型等。
識別方法
a. 沉積厚度的突變,上下盤兩側同期沉積厚度的差異
b. 沉積旋迴和砂層、岩層數的差異
c. 沉積相的分布--巨厚的沖積扇相帶、古河系位置的長期發育,相帶的特殊分布等;古流系分析,古流的轉彎、現代河流的轉灣位置都與斷裂有關,可以類比;煤體形態的變化、沉積層序的組成和幾何樣式分析等。
d. 有機質、成岩、壓實差異等
e. 盆外古老斷裂的分布
f. 重力、磁場的突變帶
基底組成
盆地的基底組成可以是老的結晶岩系、變質岩系或褶皺岩系,大陸殼或洋殼。這些特徵反映特定的盆地類型,與盆地的活動性密切相關。
大型的穩定克拉通盆地一發育於古老的結晶基底之上,而發育於褶皺岩系之上的盆地則表現出相對的活動性。
盆地的基底性質反映了盆地發育的區域地質背景,許多盆地分類方案都把盆地發育的基底性質作為重要的依據。
區域性不整合面
盆內分布的規模較大的不整合面或角度不整合面往往是古構造運動面。這些古構造運動面分隔著盆地不同演化階段的沉積充填,其上、下地層結構、古地理或沉積格局可能發生了明顯的變化。
沿這些界面一般發生過明顯的侵蝕作用,估算剝蝕量及其分布可分析古構造運動的方式、強度等,對恢復盆地地層格架、構造沉降速率計算及油氣勘探等具有重要意義。
許多研究表明,這些界面的形成與構造應力場轉化、幕式裂陷和裂後構造調整、前陸運山的幕式逆沖等構造事件有關。
構造格架樣式
盆地的構造格架樣式是指盆地各種構造要素的組合配置。不同的配置樣式反映出盆地形成演化的動力學機制。
斷陷盆地(1)半地塹式;(2)地塹式(中央隆起)反映了岩石圈拉伸或走滑拉伸的動力學機制;
裂谷盆地:下斷上拗 早期拉伸裂陷、裂後熱冷卻回沉拗陷;
前陸盆地:發育前淵和前隆的構造格架,與岩石圈受到擠壓撓曲下沉的動力學過程有關等。
盆地的構造格架是區域構造格局的一個組成部分,受到區域板塊構造環境的控制。盆地的構造格架在整個盆地演化過程是不斷變化的,這種演化一般具有階段性或分期次進行的。區域構造應力場的變化或轉換,無疑會反映在盆地構造格架的性質和配置特徵上。盆地的構造格架控制著盆地的地層格架和充填樣式。如不對稱的半地塹構造導致了地層厚度和沉積體域發育分布的不對稱性。盆內沉積中心的遷移、主要物源體系的分布和變化都可能是盆地構造作用和構造格架演化的結果。