晚三叠世龙门山前陆盆地动力学分析

晚三叠世龙门山前陆盆地是在扬子板块西缘被动大陆边缘的基础上由印支造山运动而形成的。盆地中地层充填厚度巨大,包括晚三叠世卡尼期至瑞替期的马鞍塘组、小塘子组和须家河组,持续时间达27Ma,显示为一个以不整合面为界的构造层序。该构造层序被一系列不整合面、海泛面和湖泛面分割为4个向上变粗或向上变细的层序(构造地层单元),其充填特征表现为:底部具有典型的挠曲前缘隆起不整合面,层序1的下部为碳酸盐缓坡和海绵礁的建造和淹没过程,上部为进积过程中形成的三角洲沉积物,具有向上变粗的垂向结构;层序2为进积过程中形成的三角洲相砂岩和砾岩;层序3的底部为大型湖泛面,中上部为进积过程中形成的三角洲相和湖泊相砂泥岩夹煤层,具有向上变粗的垂向结构;层序4为冲积扇、扇三角洲粗碎屑砂砾岩和湖泊相泥页岩构成具有向上变细的垂向结构,并截切下伏地层。虽然晚三叠世龙门山前陆盆地的剖面几何形态总体上呈现为西厚东薄的楔形体,但是其内部却由次级的楔状层序和板状层序组成,其中层序1和层序3为楔状体,层序2和层序4为板状体。楔状层序显示为西厚东薄的楔形体,沉积厚度大,以纵向水系为主,具有双物源(包括来自龙门山和前缘隆起区的物源),并以点状物源为主,盆地的西部以扇三角洲、辫状河三角洲沉积物为主,中部以湖泊相为主,东部发育小型三角洲或碳酸盐缓坡沉积物,处于欠补偿状态;板状层序显示为西、东厚度基本一致的板状层,沉积厚度较小,仅具有来自于龙门山的有物源,以横向水系为主,以线状物源为特征,盆地的西部以辫状河三角洲沉积物为主,盆地的中东部为湖泊相沉积物,处于过补偿状态。对晚三叠世楔状前陆盆地进行了弹性挠曲模拟和逆冲事件标定,结果表明,盆地形成机制为构造负载,挠曲盆地的挠曲刚度为(0.5～5)×1024N.m(相当的弹性地层厚度为43～55km)。晚三叠世龙门山冲断带构造负载系统向扬子板块推进速率为5～15mm/a,由2个逆冲子事件构成,早期的推进速度较大,为15mm/a;晚期的推进速度较小,为5mm/a。

青藏高原东缘中新生代龙门山前陆盆地动力学及其与大陆碰撞作用的耦合关系

位于青藏高原东缘的龙门山前陆盆地是中国典型的前陆盆地之一。自晚三叠世以来,该盆地充填了厚度大于1万余米的海相至陆相沉积物,以不整合面为界可将其划分为6个构造层序,根据几何形态将构造层序区分为两种类型,即楔状构造层序和板状构造层序,其中晚三叠世、晚侏罗世、晚白垩世—古近纪构造层序为楔状构造层序,其余为板状构造层序。研究结果表明楔状构造层序为逆冲构造负载的产物,板状构造层序为走滑剥蚀卸载的产物。本次以晚三叠世前陆盆地为典型的楔状前陆盆地开展了逆冲构造负载系统的弹性挠曲动力学模拟,以晚新生代龙门山前陆盆地为典型的板状前陆盆地开展了与走滑剥蚀卸载系统的弹性挠曲动力学模拟,并计算了龙门山构造负载系统向扬子克拉通的推进速率,结果表明龙门山造山楔的推进速率在早期较快(如晚三叠世最大推进速率达15mm/a),晚期较慢(如晚侏罗世、晚白垩世—古近纪最大推进速率仅为6.7mm/a)。进而推测龙门山幕式逆冲作用的构造驱动力来自于青藏高原中生代以来的基麦里大陆加积碰撞和印度与亚洲板块碰撞作用,其中晚三叠世楔状构造层序是羌塘板块与亚洲大陆碰撞的产物,晚侏罗世楔状构造层序是拉萨板块与亚洲大陆碰撞的产物,晚白垩世—古近纪楔状构造层序是科希斯坦板块、印度板块与亚洲大陆碰撞的产物。