前陆盆地挠曲沉降和沉积过程3-D模型研究

前陆盆地是在造山带负荷作用下岩石圈发生挠曲沉降而形成的,并且被主要从造山带搬运的沉积物所充填。为了更好地理解和认识前陆盆地的形成演化机制,特别是受控于周缘多个造山带活动所形成的前陆盆地的演化机制,本文通过建立前陆盆地挠曲沉降与沉积过程的3-D模型,模拟展示了造山带逆冲推覆作用、岩石圈挠曲沉降响应及在山盆体系中由于动力地形变化而导致的河流体系的发育变化及其产生的剥蚀和沉积过程。模型的建立和实验完整体现了逆冲推覆、弹性挠曲沉降和沉积物搬运这三者之间的耦合机制,为全面深入研究前陆盆地动力学提供了理论依据和方法。

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降--动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。

库车坳陷白垩纪沉积层序构成及充填响应模式

库车坳陷白垩系是由平行或微角度不整合面所限定的一个区域性(二级)的沉积层序,其内可划分出4个三级层序组、11个三级层序和数十个四级和五级的层序单元.总体上显示出从水进到水退的沉积旋回,可识别出冲积扇-河流、湖泊-三角洲以及辫状河-三角洲等三套沉积相组合,它们代表了二级沉积层序中相对低位、水进和高位的3个沉积相域.构造沉降过程等分析揭示出坳陷经历过早期加速沉降、中期强烈沉降和晚期缓慢沉降的演化过程,坳陷北缘相应的构造沉降速率分别为30-35,40-45和5-1Om/Ma.这与前陆逆冲挠曲均衡沉降至应力松弛、剥蚀回弹隆起的动力学过程有关.总体的沉积演化和3个沉积相域的发育是这一过程的充填响应.早白垩世晚期构造缓慢沉降的前陆斜坡有利于区内重要的辫状河三角洲砂岩储层的广泛发育.在白垩系内发现有短暂的海侵沉积记录,与全球海平面变化相应的高海平面期可以对比.