东南亚巽他盆地群--演化和边界条件

自晚白垩世以来,东南亚陆核(巽他大陆)中发育的大部分盆地可能与巽他海沟的俯冲条件有关。到中生代末期,巽他大陆是一个由花岗岩和边缘的变质基底组成的隆起区域,遭遇崩塌和初始伸展影响,而中部则保持稳定。除了北部以外,巽他大陆周围被一个大的俯冲带包围,在新生代早期为自由边界。从古近纪开始,随后印度欧亚大陆碰撞中引发破裂,沿着穿过整个区域的大断层(大多数是N-S向和NNW-SSE向走滑断层)开始裂谷作用。这些盆地长期处于大陆湖泊或浅海环境中,有些地区以地壳极度伸展为特征,甚至达到了海底扩张阶段。西巽他大陆是盆地张开与走滑挤压变形的复合。构造表明特别是东部为自由边界(与古南海俯冲相关的海沟拖曳,爪哇(Java)-苏拉威西(Sulawesi)海沟俯冲后撤)。在早中新世,澳大利亚板块到达巽他俯冲带并在南部和东南部产生局部挤压,而西部地区在印度大陆向北移动后没有受到挤压。这表明巽他大陆SE部和NW部与印度-澳大利亚板块有重要耦合,在爪哇-苏门答腊(Sumatra)俯冲带可能进一步向西后撤己停止,挤压应力穿过板块边界向北传递。在南部其内部挤压表现为缩短作用,传播远至马来(Malay)盆地。在晚中新世,除了构造孤立的安达曼(Andaman)海和达马尔(Damar)盆地外,大部分巽他大陆都处于挤压状态。在上新世,澳大利亚北部的碰撞向北和向西传导,导致达马尔盆地短暂的俯冲逆转和挤压。菲律宾板块的停靠限制了巽他大陆的东部,并造成了局部挤压和隆起,例如西北婆罗洲、巴拉望和台湾。转换挤压变形造成缅甸中央盆地和阿拉干若开(Arakan Yoma)山脉的大面积褶皱作用、走滑断层和隆起。轻微反转影响了多处泰国裂谷盆地。所有其他盆地记录了沉降作用。隆起造成厚层沉积物堆积的重力构造(沙捞越、东北卢科尼亚、孟加拉(Bangladesh)楔)。

地震地层分析揭示南海西南部沉积、岩浆和构造演化

南海西南部代表了一个在海底扩张开始前就固结的大陆壳区域。在这里,我们编制了一个多道地震反射数据网格来描述在完全破裂之前大陆-海洋之间的转变。我们识别了一个主要的大陆块体,它被一个地壳过度伸展的盆地从陆架边缘分开。渐新世-早中新世裂谷作用之后,在16 Ma之前发生了轻微的挤压和反转,可能与研究区域东部的危险区——一个大陆块体,与婆罗洲之间的碰撞有关。反转的时间支持了海底扩张一直持续到16 Ma左右的模式,而不是所说的在20 Ma时变得不活跃。在16Ma之前,该地区的外陆架边缘经历了抬升,更早以前其曾是沉积中心。在此之后,当该地区其余部分处于热沉降阶段时,其外陆架边缘继续伸展。裂谷后的岩浆活动以散布在盆地内部或边缘的海山(5~10 km宽)形式出现,其形成年代为晚中新世和上新世。它们与构造活动的任何阶段都没有明显的联系。在上新世,尽管缺少脆性断裂,但由于外陆架边缘的进一步反转,导致了重大的不整合。我们推测,这个时候的整个南海是一个散布岩浆活动更广泛模式的一部分。在5.3 Ma之后的上新世,研究区南部的陆架边缘出现了进积的斜形构造,在更新世则向北部和东部扩展。与此同时,外陆架边缘以南的海槽中充满了超过1.35 km的更新世沉积物。虽然我们预计大部分沉积物将来自湄公河,但我们也认为由Molengraaff河及其支流从婆罗洲和马来半岛带来的额外沉积物。

浊积岩范式50年(1950s-1990s)--从批判视角来看深水沉积过程和相模式

受盛行的浊积岩模式影响,人们在应用“浊积岩”概念时不严谨(即呈牛顿流体性质和紊动状态的浊流沉积),它经常被用来描述塑性层流状态的碎屑流沉积。例如,由于“高密度浊流”基于3个不同的因素(流体密度、粒度和驱动力)定义,因此对其沉积物缺乏统一的识别标准,结果导致深水环境中源于碎屑流的块状砂岩经常被误认为是高密度浊积岩。作为浊流的一种,增强流的概念尚存疑问,因为它是基于速率定义的,而不是基于流体流变学和流体状态;增强流的概念可能使得反粒序砂岩被误认为浊积岩。或许,最有疑问的争论点是能否将人工水槽实验观察到的冲积水道牵引底床沉积作为鲍马序列(即源于悬浮沉积的经典浊积岩)5个层段的模拟体。这是因为人工水槽实验是在均衡流体条件下完成的,而自然条件下的浊流沉积发生在不均衡的减弱流条件下。就这些深水沉积过程与沉积相模式等问题,笔者将会在此篇文章中阐述个人见解。基于流体流变学和流体状态因素,将重力流分为牛顿流(如浊流)和塑性流(如碎屑流)是有意义的、可行的;尽管通用的深水沉积相模式是基于搬运机制建立的,但难以在沉积过程中找到可靠的标准来解释(确定)搬运机制。根据现今的浊积岩沉积相模式,理想的浊积岩(有着砂砾到粘土粒径组成的正粒序沉积)应有16段组成部分,然而,在现代和古代地层中还没有发现这样的沉积。通过深海底流(也归类于等深流)来识别沉积单元是很困难的。牵引结构是底流改造的良好指示,区分漫溢浊流沉积与底流沉积对完善沉积模式具有重要意义,其对油气勘探和开采有重要影响,然而要做到这点并非易事。笔者认为,砂质碎屑流是深水环境中砂体搬运与沉积的主控因素。根据砂质碎屑流实验得知,低含量粘土(可低至1%)足以提供砂质碎屑流所需的强度。实验中的砂质碎屑流沉积以含块状砂体、突变接触、凝浮碎屑、反粒序、含碎屑正粒序和水溢结构等为特征。以浊流为主的扇模式主要适用于海底环境,与此对应,斜坡模式应运而生,其被应用于水道或无水道型的以碎屑流为主的沉积系统。与一般观点不同,砂质碎屑流沉积可以成为厚层的、区域延伸的、纯净的(泥质含量少)优质储集层。高频流体易于形成侧向连通性好的席状碎屑流沉积。具有浊积水道和朵叶状海底扇模式已经在我们的头脑中存在了近35年,然而,正是这些陈旧的固定思维阻碍了我们的前进。外扇朵叶的概念为建立扇模式提供了基础,也建立了席状浊积砂岩和丘状地震相显示的关系,由此影响了沉积学和层序地层学。然而,最近此概念却被它的建立者所弃用,这使得被广泛接受的层序地层学扇模式处于摇摇欲坠的境遇;因此,一个模式的转变必将在21世纪上演,这个转变将印证深水块状砂岩是碎屑流沉积,而非“高密度浊流”沉积。然而,现在还很难找到标准的垂向相模式来广泛地应用于碎屑流、等深流或砂质碎屑流沉积。科学研究就像旅行,而正确相模式的确立是这旅行的目的地。