“碰撞后继前陆盆地”和“复活前陆盆地”

2024-11-20 03:34:47
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就中国中西部前陆盆地的形成时间来说,除了塔里木、四川及鄂尔多斯盆地中上奥陶统至泥盆系的弧后前陆盆地(详见后)以及准噶尔的前陆盆地历史可以追溯至石炭纪—二叠纪以外,中国中西部以四川、鄂尔多斯、塔里木盆地为代表的几个大型具古生代和中—新生代两层结构的盆地中,前陆盆地的形成时间都始自三叠纪或晚三叠世。换句话说,它们的发生,以及接踵而来的多期发展,显然受控于古亚洲洋的关闭,以及特提斯的多期开合碰撞事件。根据不整合及沉降曲线,我们可以按这种发生在已关闭的大陆内部的增生效应,或远距离的碰撞效应(孙肇才,1984),将中国中西部的前陆盆地分成5个世代(图1-4)。

从图1-4中的5个世代,特别是从在塔里木南缘和北缘(喀什-叶城和库车)、天山北缘(乌鲁木齐)中新世以来的前陆盆地性质上看,如果运用国际上流行的Dickinson(1976)分类,会遇到以下显而易见的概念上的麻烦。

是否为弧后或弧后前陆盆地?不是。因为无论在天山还是在昆仑山,多年来的区测工作,包括近年来的专题研究,都未发现新生代以来的岩浆弧。

是否为周缘前陆盆地?不是。因为不像印度北部喜马拉雅山前的恒河盆地那样,至今仍处在一个被动边缘末端的陆内俯冲带上,并以每年5.6cm的速度继续向欧亚大陆靠拢和潜没。

是否为扭性盆地(Wrench basin)?显然也不是。经长期研究,特别是“八五”期间对塔里木周缘断裂研究,包括国家地震局对阿尔金断裂带的专题分析,证明中国西部北东、北西向断裂的左行和右行规模并不像当初估计那样宏大,扭性断裂对盆地的位移及沉积并未起到明显的控制作用。

是否为内克拉通盆地(intercraton)?虽然目前这些盆地都在板块内,但从沉积实体的空间楔形形态、沉积速率和类型,以及变形性质和类型上分析,它们显然也不属于此类。

正因为如此,国际地质界在当初对中国地质知之不多的情况下,才产生了以下若干称谓,并引起我国地质界内部在使用概念上的某些混乱:

“中国盆地”(Chinese basin)或“中国型盆地”(basins of Chinesetype),或“环缝合带盆地”(perisutural basin)(Bally,1975)。

“破裂前陆盆地”(broken foreland)(Dickinson,1976)。

“前陆山间盆地”(foreland intermountain basin)或“内克拉通扭性盆地”(intercratonal wrench basin)(Ingersull,1986)。

图1-4 中国中西部构造演化图

(据Graham,1993)

(a)示古亚洲定局的塔里木碰撞(290~250Ma)以及在塔里木南北两个边缘上(库车、塔西南)三叠纪前陆的形成;(b)示西秦岭-东昆仑及金沙江-可可西里印支期的羌塘碰撞(230~200Ma),以及沿着昆仑山、天山、祁连山、贺兰山、龙门山、哀牢山等山前分布的中国中西部最重要的晚三叠世至侏罗纪的前陆盆地群;(c)示拉萨碰撞(140~125Ma)的中国西部白垩纪前陆盆地群;(d)示科希斯坦-德拉斯碰撞(80~70Ma)的中国西部的以上白垩统—古近系盆地群;(e)示欧亚大陆与印度次大陆碰撞,并使青藏高原崛起的喜马拉雅碰撞(45Ma以来)事件,以及主要在昆仑山、天山和祁连山前沿发生的以巨厚新近系为代表的前陆盆地群

“断块活动支配的前渊”(foredeeps dominated by block faulting)(Bally等,1987)。

“挠曲性盆地”,这是英国石油公司地质学家Watson(1987)在占有较多资料并有中国学者参与的基础上首次提出来的(他将中国盆地分为东、中、西三类,其中将西部的准噶尔、塔里木等盆地首次明确为挠曲性质)。

图1-5 库车前陆盆地(P2—Q)构造沉降(A)与松辽盆地(伸展盆地)构造沉降(B)对比图

(据陈发景,1996)

“碰撞后继前陆盆地”(collisonal successor foreland basin),这是几年以前由斯坦福大学中国西部研究组 Graham 等学者(1993)在 Dickinson 和Watson板块构造模型基础上提出来的。

Graham等人提出来的“碰撞后继前陆盆地”概念,无疑是在中国前陆盆地分类问题上的巨大进步,其中包括西方学者对中国造山带多旋回活动性质的承认,以及工作中的大量岩石学研究基础。然而,Graham等人的认识有两处明显不足:一是继续承认中生代或喜马拉雅碰撞以前的盆地是弧后前陆;二是忽视了特提斯4期碰撞对中国中西部已处于板内位置的地球动力学环境。

“八五”攻关研究证明,中—新生代期间的4期碰撞(图1-4,图1-5)正好对应中国中西部从羌塘碰撞开始的4期盆地的形成时间。换句话说,除了塔里木早—中三叠世盆地的性质可能归属周缘性质外,中国中西部中—新生代多数盆地的成因(特别是中新世以来的山前巨厚沉降,以及由前陆广大斜坡代表的区域范围的披盖),作为一种与造山带的复活和耦合关系,只能归结为特提斯多期碰撞引发的造山带(古缝合带)的复活,以及这种双侧造山带侧翼增生冲断席对前陆区的下压和挠曲响应。这就是为什么笔者在内部出版的研究报告中,一度建议采纳Lawrence(1990)使用的Reactivation即“复活”(或“再生”、“活化”)一词,将中西部中—新生代前陆称作“复活前陆盆地”(reactivation foreland basin)的道理。