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第13卷第1期2007年3月

地质力学学报

JOURNALOFGEOMECHANICS

Vol.13No.1Mar.2007

文章编号:1006一6616(2007)01一0051一09

前陆盆地层序地层与油气聚集

刘刚1,董树文2

(1.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081;2.中国地质科学院,北京100037)

摘要:从区域构造的观点看,同板块碰撞有关的前陆盆地是油气聚集的有利地

区。两个板块的相互碰撞形成一系列的造山带,而在相对稳定板块的前缘常常形成

陆,上。集,的。生成、运移、聚集和保存都十分有

前陆盆地层序地层学是将层序地层学理论应用于褶冲带和前陆盆地的一个特例,假定物源供给稳定,前陆盆地可容空间的变化主要受控于构造作用和全球海平面变化。本文通过概括前陆盆地不同级别的地层层序、旋回及其成因,揭示造山带构造运动、盆地沉积作用和海平面变化之间的内在联系,进一步研究前陆盆地的沉积一构造演化,提出前陆盆地的油气潜力主要取决于早期被动边缘发育程度和保存条件,“薄皮”逆掩断层带具一定油气潜力,具有多种类型油气圈闭,以及盆地晚期的前缘沉积有利于早期沉积的埋藏、成熟和保存等四项前陆盆地与油气关系的结论和认识,为油气资源勘探提供理论依据。

关键词:前陆盆地;层序地层学;油气;可容纳空间;构造

中图分类号:P618.13文献标识码:A

前陆盆地是指位于造山带前缘与相邻克拉通之间的沉积盆地,前陆则指克拉通与早期冒地斜相邻的部分。因此前陆盆地与地槽和造山带发育的极性有密切关系。造山带发育从外缘优地槽向内缘冒地槽发展,并推进形成前陆褶皱带与前陆盆地,因此在沉积上与构造上具有显著的不对称性。Dickinson提出周缘前陆盆地和弧后前陆盆地两种成因类型[1],这两类前陆盆地可以根据所处板块构造的位置及形成机制等方面进行区分。再生前陆盆地和分割前陆盆地是我国学者根据中国盆地发育特征提出的两种前陆盆地类型[2～3]。

1前陆盆地沉积演化过程

前陆盆地挠曲沉降的前提是岩石圈的早期伸展变薄和热沉降,俯冲作用的牵引力和仰冲作用的负荷力促使岩石圈挠曲形成前陆盆地。前陆盆地具有双幕式沉积作用,其演化主要可以划分为两个阶段,常以造山带隆升为界,分为隆升前和隆升后两个阶段:隆升前主要为海底冲断带,形成长形前渊,在较热和较薄地壳上发育浊流沉积,可以称为复理石阶段;冲断

收稿日期:2007一01一25

作者简介:刘刚(1977一),男,在读博士,主要研究方向造山带前陆盆地分析与层序地层学。E一mail:lgst911@163.com。

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带发展使地壳缩短并增厚,隆升后成为前陆盆地的主要物源区,以粗碎屑为主,可以称为磨拉石阶段,盆地向上变浅,从而形成以冲积作用、河流相和湖相为主的沉积。

在磨拉石盆地演化中也出现双幕式沉积作用,形成两种不同的沉积样式:①造山期或冲断层负荷期,盆地迅速沉降,在冲断层前缘出现粗粒沉积作用,向远处变为细粒沉积,冲积扇由造山带向盆地推进,呈现冲积扇、辫状河流和湖泊沉积的楔状互层。②后造山期或冲断层负荷被侵蚀期,出现应力松弛挠曲回弹,在前陆盆地近端发育区域性不整合,而楔状沉积为再加工的席状沉积所代替,盆地不对称性逐渐消失。

瑞士阿尔卑斯是研究被动大陆边缘和前陆盆地发育发育之间关系的最佳造山带之一。欧洲板块南部边缘的远端来源于造山带的沉积物记录了北阿尔卑斯前陆盆地的发育过程。这些

复理石沉积出露在瑞士东部Sardona冲断构造单元南部的阿尔卑斯冲断席内,以早始新世的

浊积岩为代表[4](图1)。

图1北阿尔卑斯前陆盆地“饥饿”时期