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工程地質

盆地基本特征

  離散板塊邊緣的盆地基本特征
  離散板塊邊緣的盆地，以裂谷和大陸邊緣盆地最為典型，現代的東非大裂谷、紐芬蘭大灘、北美及巴西等地一些地區(qū)為該類盆地的典型實例。
 
  裂谷盆地
  (1）在板塊內部地殼較弱部位呈線狀分布。如現今東非大裂谷，長6500km。
  (2）裂谷盆地的沉降和沉積速率很快。如埃塞俄比亞裂谷和丹納基爾凹陷沉積速率為0.2～1.Om/ka（千年），局部碎屑沉積速率達3.5m/ka，湖泊石鹽沉淀速率達10～35m/ka。
  (3）裂谷盆地內富含火山物質，厚這幾百米。
 
  成熟的大路邊緣盆地
  (1）由裂谷盆地進一步轉化雨來。盆地內形成了真正的大洋殼，且海底擴張時間持續(xù)了至少幾十百萬年。
  (2）洋殼沉降速率自早至晚呈指數下降，從最初的20cm/ka降低到20—30Ma之后的2～4cm/ka。
  (3）盆地內常發(fā)育巨大的滑塌、鹽丘底辟構造及包括生長斷層在內的張性斷層（如掀斜斷塊和滾動背斜）。
  (4）盆地沉積相既有蒸發(fā)巖相，又有黑色有機質頁巖相和非補償盆地碳酸鹽和深海沉積相。
 
  匯聚邊緣盆地
  匯聚型板塊邊緣區(qū)的構造單元由如下幾部分組成（圖11-13，11-14）：①拱形隆起或外部隆起；②海溝；⑧消減雜巖；④弧前盆地；⑤巖漿??；⑥弧后區(qū)。下面著重介紹弧前和弧后區(qū)的一些盆地特征：
  孤前盆地弧前盆地
  包括在海溝內坡上的加積盆地、巖漿弧內出現的張性地塊內盆地及巖漿弧與外緣增生弧之間的盆地。
  這類盆地一般具如下特點：
  (1）弧前盆地規(guī)模隨時間而趨向于變寬變淺。弧前區(qū)在開始時可能由一個簡單的向海的斜坡組成，沉積物直接被攜帶到海溝中并補給一個生長著的消減雜巖。在消減雜巖向大洋推進時盆地變得更寬，水則變更淺。
  (2）弧前充填物可超覆在巖漿弧上，并可與消減雜巖具沉積或部分剪切接觸。
  (3）外緣增生弧的生長逐漸地改變盆地的形態(tài)，使之成為雙側海槽，并使?jié)崃髟诤５咨刃铙w邊緣轉向90。，縱向地向盆地平原下方流去。
  (4）弧前盆地中最年輕的沉積物可能是淺海相或非海相。
 
  弧間盆地
  是指那些位于火山島弧間的盆地。這類島弧一般遠離大陸邊緣，但多數情況下只有一個島弧為年輕的活動弧，其余為較老的殘留弧。地殼類型一般為大洋地殼或過渡型地殼。如菲律賓海自白堊紀以來消減帶兩次向東運動，在地表上島弧沿著火山活動帶張裂，弧后區(qū)被廢棄或不活動，而弧前區(qū)迅速向洋遷移進入一個新的短時期內比較穩(wěn)定的位置，因而在新舊火山弧之間形成弧間盆地。這類盆地的沉積特點是富含火山質，物源來自火山島弧，分選磨圓度均差，常見火山碎屑濁積巖。
 
  弧后盆地
  廣義上弧后盆地是指活動火山弧之后（靠陸一側）的盆地。有些活動弧之后仍有一些殘留的老火山弧，它們之間的盆地實質上類同于弧間盆地。另外在一些活動弧之后地區(qū)受弧后擴張作用影響而拉張形成較大規(guī)模的弧后盆地。這類盆地的一側為大陸邊緣上的陸坡相和陸架相，另一側為巖漿弧，地殼類型為陸殼。沉積物既有陸源碎屑巖，也有淺海碳酸鹽巖、深海泥巖、濁積巖。
 
  前陸盆地（后孤盆地）
  在擠壓弧中由于受擠壓作用力影響，在大陸板塊的邊緣受到變形成為一個褶皺沖斷帶，使地殼可能縮短和加厚2倍。受具有上疊沖斷席的克拉通負載影響，造成巖石圈的向下彎曲形成前陸盆地。這種盆地被來自相鄰山地的沉積物充填，而沉積物負載本身又引起地殼進一步凹陷。前陸盆地常具如下特征：
  (1）前陸盆地的基底均為大陸殼。
  (2）主要為淺海相一非海相的碎屑充填物，其中可能包含向上相變的海相一非海相的巖相轉變。
  (3）沉積物可能來自鄰近的巖漿弧或增長中的褶皺一沖斷帶，或來自基底隆起，或來自克拉通內地。
  (4）以擠壓的褶皺與斷裂為主的構造樣式，具有證明同沉積構造作用的層內不整合面。
 
  轉換斷層和走向滑移斷層盆地
  轉換斷層是板塊邊界類型之一，就其兩側板塊相對運動而言均具斜向滑移性質，其產生的盆地效應類同于走向滑移斷層（平移斷層）。
  走滑斷層引起的盆地一般具如下特征：①多數盆地寬只有幾十公里；②內部構造具一定的成因聯系；③沉積物相變明顯，不同盆地沉積物具不同的地層序列；④同沉積構造普遍；⑤盆地具多期改造性質；⑥沉積速率快達1m/ka。
  與縫合帶伴生的盒地縫合帶是在兩個大陸板塊由于其間的大洋殼消減掉而聯合在一起的復雜造山帶。它們以強烈的梅造變形、區(qū)域變質作用、深成作用和一系列不同式樣的沉積盆地為特征。由于縫合過程中的復雜性，因此對于縫合帶的盆地不可能有一個簡單的分類
  (1）前淵盆地（前陸盆地）指位于縫合點前方由于俯沖板塊的向下彎曲而形成的壕溝凹陷。從縫合點上正在上升的造山帶上流出的碎屑流在此沉積。盆地最初可能位于深水之下，堆積了厚的滑塌堆積和重力流堆積，后來隨著縫合作用的持續(xù)進行，前淵變淺，沉積環(huán)境變?yōu)榉呛Ｏ唷?/div>
  (2）殘留洋盆指兩個相互接近的大陸之間的海灣。它們的縫合作用已在別處發(fā)生很大作用后仍未受到變形，而一直作為沉積凹陷盆地。這類盆地可能保留了大洋殼底，并被側面或四周而來的巨厚沉積物覆蓋。物源主要來自縫合帶本身，其次來自火山弧和成熟的碳酸鹽巖、碎屑巖及俯沖板塊的基底巖石。殘留養(yǎng)盆地充填的最后階段可能是湖相環(huán)境。
  (3）弧后盆地和伴生的走滑斷層引起的盆地。
 
  克拉通盆地
  克拉通盆地泛指那些分布在板塊內部的各種盆地、槽地、坳陷、地塹、坳拉谷等。對它們的成因目前沒有統一的解釋。有些可用板塊邊緣過程來解釋，如坳拉谷可能是三聯點①擴張結合的“衰萎”支，如西西伯利亞盆地可能為早期的弧后盆地沉降造成。但有些盆地無法用同期的板塊構造邊緣過程來解釋。90年代興起的大陸動力學試圖以新的思路來解釋克拉通的盆地形成原因'但目前尚未形成系統的理論。不管其成因如何，克拉通盆地的沉積型式以寬闊的淺海沉積體系為主，巖性和巖相都較穩(wěn)定，常見巖性為巨厚層的碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖、砂巖和頁巖。
 
  隨著大陸動力學在80年代末首先由美國等國地質學家提出后，90年代初各國又制定了大陸動力學研究計劃，在大陸造山帶和盆地的研究上取得了一系列新進展，但同時也提出了一些存在的問題（肖慶輝，1997），主要可概括如下：
  (1）研究證實以板塊構造理論為基礎的大陸裂開、解體和碰撞的威爾遜旋回②解釋不了造山作用的全過程和復雜性，在大陸造山帶中非威爾遜旋回造山作用可能起著主導作用。
  (2）使大陸巖石圈變形的力是多元的，也是多源的。僅僅巖石圈板塊邊界的相互作用力解釋不了大陸內部變形的多樣性和復雜性。
  (3）大陸內部結構存在多層性、層間活動性及非耦合性（立交橋式），這些性質對巖石圈的剛性及其整體運動方式提出了挑戰(zhàn)。
  (4）大陸垂直增生和改造作用也是大陸生長的重要方式，大陸具有獨特的物質增生與消減過程。
  (5）大陸軟流圈可能不具全球性質，大陸巖石圈的概念和大陸漂移的界面受到挑戰(zhàn)。