沉积盆地类型

沉积盆地的定义与分类~

一、沉积盆地的定义
盆地作为一个地貌术语是指岩石圈表面三度空间上的凹地。早期对沉积盆地的定义:向一个共同中心倾斜的岩层，其中岩层由四方八面向中心倾斜(丹尼斯，1983)。
李国玉等(2002)认为，凡是地壳上陷落而充满沉积岩的地方均可称为沉积盆地。沉积盆地均应含油气，但有工业性和非工业性之别。从地质角度讲，沉积盆地内，除石油天然气外，煤炭、油页岩也是主要能源矿种。其次还会有重要的金属矿和铀矿等。
陆克政(2001)认为:含油气盆地是含有油气的盆地，即指已经发现有油气的盆地。确切地说，含油气盆地是具备成烃要素、有过成烃过程并已发现有商业价值的油气聚集的沉积盆地。
王成善等(2003a)对沉积盆地的定义为:地球表面或者可以说岩石圈表面相对长时期沉降的区域，换言之，是基底表面相对于海平面长期洼陷或坳陷并接受沉积物沉积充填的地区。沉积盆地既可以接受物源区搬运来的沉积物，也可充填相对近源的火山喷出物质，当然也接受原地化学、生物及机械作用形成的盆内沉积物。因此，沉积盆地既可是大洋深海、大陆架，也可以是海岸、山前、山间地带。从构造意义上说，沉积盆地是地表的“负性区”。相反，地表除沉积盆地以外的其他区域都是遭受侵蚀的剥蚀区，即沉积物的物源区，这种剥蚀区是构造上相对隆起的“正性区”。隆起的正性区遭受侵蚀剥蚀，使其剥蚀下来的物质向负性的沉积盆地迁移，并在盆地中堆积下来，这实际上就是一种均衡调整(或称补偿)作用。
孙万禄(2005)，将原始沉积岩层或是经过构造变形后下拗的沉积岩层，其褶皱核部由较新地层组成的(复式)向斜定义为沉积构造盆地，而将经过构造变形不完整的盆地称为盆(地残)片。赋存石油与天然气(含煤成气)的沉积构造盆地称含油气盆地。赋存煤炭的沉积构造盆地称为含煤盆地。赋存煤层气的沉积构造盆地称为含煤层气盆地。
《地球科学大辞典》(2005a)对沉积盆地的定义为:相当厚的沉积物充填的地壳大型坳陷。从石油地质学看，要使一定面积上沉积物能堆积到相当大的厚度，该地区的地壳必然在整体上具有下沉趋势，即它是与沉积同时的同生坳陷。一个沉积区有自己的边界，在边界内沉积物有规律地分布，反映了沉积时或沉积岩原生状态时的古地理—古构造环境，因而它又可称为原生盆地或原型盆地。
按目前公认的定义，沉积盆地是指“地壳中凹陷下沉并有沉积物堆积的大范围低洼地区。有盆形、槽形、湾形等。按不同特点可以分为大洋型地壳盆地、大陆型地壳盆地以及过渡型地壳盆地;大陆边缘盆地、克拉通盆地以及断陷盆地等。”(《地球科学大辞典》编委会，2005a)
经综合考虑，本书给予二氧化碳地质储存沉积盆地(carbondioxidestoragebasin)的定义是，具有良好的储盖组合和圈闭条件，可供工程性CO2地质储存的沉积盆地。
上述定义，从不同角度对沉积盆地的特征进行了高度概括。此外，下列概念对沉积盆地的理解亦有帮助(《地球科学大辞典》编委会，2005b)。
原型盆地(prototype basin，protogenous basin):又称原生盆地(primary basin)。巨厚沉积物沉积阶段的盆地原型。强调从现有的沉积实体去恢复沉积时的古地理和古构造来认识原型盆地，有利于揭示生烃和储集之沉积物的分布规律。
构造盆地(tectonic basin):①四周地层向中心倾斜的大型坳陷区，平面上为近浑圆形的大型向斜构造，曾发生持续沉降并为巨厚沉积物所充填的地区，是地台区的典型构造类型之一，有时和地理学上的盆地相一致(如塔里木盆地)，有时又与地理学上的盆地不同(如鄂尔多斯盆地)。②造山带中一种窄长型的、中小型的断陷盆地，即山间盆地。
改造型盆地(reforme dbasin):又称残留盆地(relictbasin)。经过不同程度改造的沉积盆地。地质历史上的沉积盆地大多经历不同程度的改造作用，改造型盆地的研究要侧重地质历史中沉积物的变化过程，强调对现存沉积岩实体和保存下来的油气的研究。
叠合盆地(superimposedbasin，superimpositionbasin):又称叠加盆地。若干不同盆地(不同构造层)纵向叠置的一种复杂结构的盆地。每个时期的盆地都有自己相对独立的原型，不同原型的叠加反映了古地理环境和古构造格局的演变。因而后期沉积不仅可与前期沉积范围不同，而且是对前期原型盆地的改造。
盆地基底(basementofbasin):①基底一词来自大地构造研究的地槽－地台学说。当地槽转化为地台时，其各类沉积建造经历了相当强的变形和/或变质。而与其上的地台型沉积建造构成明显的不同。前者称为基底，后者称为盖层。因而盆地基底就是其下的变质岩或结晶岩。经深入研究发现，古老地台上的盖层底部可有轻微变质，有时出现基底和盖层间的过渡性的建造。②在石油地质学中，当目标主要针对较年轻的盆地沉积(如中、新生界)时，也可把盆地沉积之前较老的沉积岩(它们之间有明显的角度不整合和构造的不吻合性)也称为基底，这时可特称盆地具双重基底。
需要指出的是，当我们使用盆地这一术语时，不一定是指沉积盆地。实际上，盆地有3种类型:地貌的、构造的和沉积的(王成善等，2003)。地貌盆地是被高地天然围绕的地表低地区，地貌盆地有陆上的，也有水下的。陆上地貌盆地从封闭洼地(山间平原)到流贯大陆的冲积河谷，前者如现今中国的四川盆地，后者如亚马孙(Amazon)盆地。这些坳陷可以是被沉积物或火山喷出物质充满，形成充填盆地，也可能是未被充填满的或者是大部分被水和空气充填的，形成所谓的饥饿盆地(starved basin)。从均衡观点来看，后者属欠补偿盆地。水下地貌盆地从冰缘、冰核近湖泊到洋盆都有。地貌盆地的存在，对于沉积盆地的形成是必需的。
把构造盆地或沉积盆地与地貌盆地区别开来是一个很重要的问题。前者是沉积盆地后期变形和构造破坏的结果。如四川盆地，现今时期属于地貌盆地;当我们研究古代沉积物时也把它称之为四川盆地，就属于构造盆地的范畴。对于古老的沉积盆地，保存下来的大都呈构造盆地，甚至有些在板块运动中已消减到岩石圈再循环。
二、沉积盆地的分类
20世纪40年代以来，人们就一直不停地对沉积盆地进行着分类，各派纷争，互有推进。综合而言，主要的分类参数有:①地壳类型:大陆壳、洋壳、过渡壳;②板块的运动形式:聚敛型、离散型、转换型;③在板块上的位置:克拉通内、克拉通边缘、洋中脊等。
陈昭年(2005)根据盆地发育的地球动力学环境，将沉积盆地分为3大类:裂陷盆地、压陷盆地和走滑拉分盆地，进而依据其所处大地构造位置和盆地发育特征把盆地细分为10个亚类。
(一)裂陷盆地
就目前的统计资料看，拉张环境发育的裂陷盆地是最重要的产油盆地，这在中国尤为突出，如1992年全国总产油量(约1.4×108t)中有超过80%的产于裂陷型含油气盆地。该类盆地的形成往往与岩石圈减薄、破裂有关，地幔上涌和岩石圈内部的韧性剪切(Morley，1989)可能是引起岩石圈减薄的主导因素。

图3－4裂陷盆地演化示意图

1.陆内裂谷盆地
裂谷是指由于整个岩石圈减薄和遭受伸展破裂而引起的，并且常常是一侧为正断层限制的断陷盆地。内陆裂谷位于陆壳板块内部，由于地幔物质上涌使岩石圈减薄，在地壳上部产生张性破裂，并逐渐演变成裂谷盆地。由于处于大陆扩张初期，岩石圈并未被拉开，只是当裂陷发育到一定程度时，地幔物质趋于稳定，裂谷的发育也由断陷阶段转化为坳陷阶段(热沉降阶段)(图3－4)。
该类盆地的一般特点是:①位于大陆板块内部;②沉积盖层常具有双层结构———下部的断陷期沉积和上部的坳陷期沉积，后者的范围一般超越了断层的控制范围;③地温梯度高(一般大于3℃/100m)，裂谷发育初期常有基性喷出岩;④同沉积正断层控制着断陷及盆地格架，断层常为铲型，控制的断陷形态有箕状和地堑式;⑤主要圈闭类型有滚动背斜、掀斜断块、底辟及地层圈闭。当后期受到挤压或走滑应力作用时可发育挤压背斜或雁列褶皱。中国目前最大的产油区———松辽盆地即是此类型盆地。
不同发育阶段的裂谷有不同的形态特征。如东非裂谷、莱茵地堑仅经历了裂谷期;而北海盆地、松辽盆地、渤海湾盆地经过了从断陷到坳陷的演化过程。两类裂谷形态存在明显差异，后一类盆地对油气聚集更有利。

图3－5威林斯顿盆地麦迪生灰岩(密西西比亚系)顶部构造等高线图与横剖面图(据陈发景，1982)

2.陆内坳陷盆地
这类盆地位于克拉通内部，平面上呈近圆形，剖面上为碟状(图3－5)。构造一般比较简单，主要为长垣隆起和穹隆。沉积特征是:在剖面的最下部和最上部及局部边缘为非海相地层，中部发育典型的浅海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积;沉积厚度可小可大，如美国的伊利诺伊盆地、密执安盆地、威林斯顿盆地等，一般为3000～4000m，而西西伯利亚盆地中新生界就厚达4000～8000m。
关于这类盆地的成因，有人认为是重力作用的结果，Dickinson(1976)则把其归因于地幔上涌。开始它可使地壳隆起并形成张裂地堑，但并未继续裂开发育成裂谷，而是整体下沉接受坳陷型沉积。地幔上涌形成的地堑张裂常显示三叉形式，其后热沉降影响的区域是以地幔柱为中心的圆形，因此该类盆地呈近圆形。盆地坳陷深度与地幔上涌的强度和持续时间成正比。一般来说，该类盆地地温梯度较低。
3.大陆边缘盆地
位于离散型板块边缘，也称被动大陆边缘或大西洋型大陆边缘。在被动大陆边缘的滨岸区、陆架区和陆坡区，常发育良好的含油气盆地。其下部常为裂谷期陆相沉积;上部为向海推进的陆相或浅海相陆源碎屑、碳酸盐岩、三角洲和水下扇。Dickinson把这种陆缘沉积称为冒地斜棱柱体(图3－6)。
大陆边缘盆地的演化经历了内陆裂谷、陆间裂谷、窄大洋和大西洋4个阶段。
这类盆地具有良好的储、盖组合和圈闭条件，因而有丰富的油气资源。圈闭类型与裂谷盆地基本一致，而生物礁的发育更增加了其油气潜力。陆缘盆地主要分布在大西洋沿岸，南海北缘的珠江口盆地和莺－琼盆地已证明具有丰富的油气资源。
4.陆间裂谷盆地
当内陆裂谷进一步拉开、地壳强烈减薄、形成过渡壳时，内陆裂谷就演变成陆间裂谷，当陆壳完全分开时，裂谷轴部可有部分洋壳发育(图3－7)，因此也称为原始大洋裂谷。如果进一步扩张，就形成了洋盆。
较典型的陆间裂谷盆地有红海裂谷和加利福尼亚湾。该类盆地早、中期演化与内陆裂谷发展的早、中期相同，地层为沉积岩、熔岩和蒸发岩。当有河流在裂谷末端注入时，三角洲或浊流沉积会代替蒸发岩。
5.新生洋盆
当大陆完全被拉开，形成以洋壳为基底的新生盆地时称为新生洋盆。洋中脊的不断扩张使洋盆不断扩大，大洋岩石圈逐渐下沉形成宽阔平坦的坳陷，沉积很薄，但从洋中脊向外逐渐加厚，可形成浊积深海平原。该类盆地的石油地质意义不大。

图3－6冒地斜棱柱体演化示意图(据Dickinson，1976)


图3－7原始大洋裂谷示意图(据Dickinson，1976)(A)准大陆过渡型地壳;(B)准大洋过渡型地壳

(二)压陷盆地
压陷盆地主要发育在汇聚板块边界及周围。如大洋岩石圈向大陆岩石圈之下俯冲形成的沟弧系，可发育弧后前陆盆地、弧前盆地。当大陆岩石圈相互碰撞时会发育碰撞造山带，在造山带两侧和克拉通边缘可形成周缘前陆盆地。碰撞造山带演化后期存在残留洋盆，造山带内和造山带之间可发育山间盆地。
压陷盆地主要发育缩短构造，如逆冲断裂带、推覆体、挤压断块、不对称背斜和压扭性构造等。前陆盆地和山间盆地具有丰富的油气资源。
1.前陆盆地
前陆盆地(forelandbasin)是指位于线性收缩造山带前缘和相邻稳定克拉通间的狭长盆地。根据前陆盆地所处的大地构造位置可分为周缘前陆盆地(图3－8)和弧后前陆盆地(图3－9)。盆地横剖面呈由造山带侧翼向克拉通减薄的不对称楔状，平面上平行于造山带展布。

图3－8与碰撞造山带毗邻的周缘前陆盆地简图(据Dickinson，1976)


图3－9弧后前陆盆地横剖面简图(据Dikinson，1976)

无论是周缘前陆盆地还是弧后前陆盆地，其本质特点是:①均发育在大陆型地壳上;②由造山带中冲断席载荷引起的挠曲沉降形成;③与板块之间的相互聚敛运动和板块挤压的构造环境有关。
前陆盆地由四个分隔的构造沉积带组成(图3－10)，根据这些沉积带与逆冲带的几何关系将它们分别称为逆冲楔顶部带、前渊带、前隆带和隆外凹陷带(DeCellesetal.，1996)。

图3－10前陆盆地组成示意图(据DeCellesetal.，1996，修改)

前陆盆地造山带一侧发育向前陆区逆冲推覆的褶皱－冲断层带，主要断面为倾向造山带的铲形或阶梯状，常呈叠瓦状组合;盆地近克拉通一侧沉积组合常见的有洪积－河流－三角洲相和浅海相，有时有浊积岩，碎屑物源主要来自造山带，克拉通为次要物源区。沉降中心常逐渐向克拉通方向迁移。
前陆盆地具有丰富的油气资源。西北地区的酒泉－民乐盆地为祁连山北缘前陆盆地，酒泉西部盆地的玉门油田是我国最老的石油工业基地。昆仑山、天山、祁连山等造山带前缘均发育有新生代前陆盆地。
2.山间盆地
山间盆地指周围被碰撞造山带包围或位于造山带内部的以陆壳(通常是克拉通或早期的褶皱带)为基底的压陷盆地，即以逆断层为盆地边界的断陷盆地(图3－11)。如天山褶皱带中的尤尔都斯和焉耆盆地等一些小型盆地。盆地四周被山系所限，造山带附近仍发育向盆内逆冲的褶皱－冲断带，规模可能比前陆区小，山前可以呈向盆内减薄的楔状，但影响范围不大;四周均为物源区，沉积组合主要为冲积、河流、湖相及浅海相。山间盆地除受挤压作用外，走滑断层也常常发育，如柴达木盆地西缘的阿尔金走滑断裂带的活动使盆地内发育典型压扭构造。因造山带一侧向盆内逆冲推覆，可能在褶皱冲断带下掩覆了前陆盆地或山间盆地的部分。

图3－11沿碰撞造山带内部发育的山间盆地简图(据G.Einsele，1992)

3.弧前盆地
位于岛弧与海沟之间，基底性质取决于岛弧与海沟间地壳的性质，可以是陆壳，也可以是洋壳或过渡壳(图3－12)。弧前盆地沉积主要来自岩浆岛弧的碎屑物，水深取决于盆地性质与补偿关系。下伏为残留洋壳时海水可能较深，可沉积含火山灰的深水细浊积岩和浅水粗浊积岩、陆棚砂岩和三角洲砂岩。物源也可以是非火山高地侵蚀碎屑，赤道区盆缘可形成珊瑚礁。
弧前盆地近岛弧一侧为脆性破裂，发育正断层;近海沟一侧挤压性褶皱、冲断层发育。当斜向俯冲时也可产生走滑断层。
4.残留洋盆
洋壳板块消减末期，陆壳板块发生碰撞，碰撞缝合带走向上结合的时间不一致，使部分地带残存老洋盆，这种收缩大洋盆地叫残留洋盆(图3－13)。盆缘形成大型三角洲体系，向海盆发育海底扇并覆于远洋沉积之上，这种浊积岩就是前造山期复理石。
沿喜马拉雅山构造走向出现的恒河三角洲和孟加拉湾海底扇就是这种侧向变化和穿时相发育的表现。随着俯冲、碰撞的继续，残留洋盆逐渐缩小、封闭消失，同时前陆盆地不断扩大，磨拉石覆于复理石沉积之上。这种盆地沉积往往与前陆盆地叠合成为油气勘探的目标层系，具有一定的潜力。

图3－12海沟、斜坡盆地和孤前盆地发育示意图(据Dickinson，1976)自上而下表示时间从早到晚


图3－13碰撞造山缝合带发育使残留大洋盆地逐渐封闭简图(据G.Einsele，1992)

(三)拉分盆地
拉分盆地(pull-apartbasin)发育于区域性走滑断裂带附近，由于两侧断块的相向运动而形成。这种盆地平面上常呈菱形，走滑断层为两个长边边界，正断层为短边边界(图3－14)。由于强烈的走滑运动使地壳下弯，因此在走滑断层一侧往往形成沉降中心。
图3－14所示为在碰撞造山带某处时间上的一系列事件，这一碰撞造山带以穿时封闭为标志，在陆间完全缝合的造山地段侵蚀作用在纵向上扩散沉积物，经过正在移动的过程点沿着构造定向将沉积物供给残留大洋盆地中的复理层浊流海底扇。
拉分盆地不仅在转换型板块边界发育，而且在汇聚型板块边界和大陆板块内部均可产生。沉积速度高，因此岩相变化大，盆地周缘以冲积扇、洪积扇和河流三角洲相为主，向盆地中央迅速过渡为以较深—深湖(海)相为主，并夹有大量的重力流沉积。从这些沉积条件可知，拉分盆地具有油气聚集的基本条件，走滑运动会提供良好的构造圈闭。
实际上，无论是张性还是压性含油气盆地，走滑运动和局部平移均可存在。如果走滑运动对盆地演化起一定控制作用，则可形成张扭性或压扭性盆地，盆内也可发育扭动构造。

图3－14理想的拉分盆地简图(据Crowell，1974)

三、二氧化碳地质储存沉积盆地分类
目前，沉积盆地CO2地质储存研究刚刚开始，暂依现阶段研究需要，按沉积盆地面积、沉积盆地的地域分布以及沉积盆地构造动力学分类等要素初步提出如下建议。
1.沉积盆地面积分类
根据规模盆地可分为:超巨型(>100×104km2)、巨型(50×104～100×104km2)、大型(10×104～50×104km2)、中型(1×104～10×104km2)和小型(<1×104km2)(陈昭年，2005)。
2.二氧化碳地质储存适宜性评价沉积盆地的地域分布分类
根据沉积盆地与大地构造单元的关系，考虑社会经济发展和碳源分布，在李国玉等(2002)分类的基础上，将中国陆域沉积盆地划分为东部、西部、中部和南方四个盆地群(图3－15)。
东部盆地群是指大别山以北、吕梁山以东，包括黑龙江省、吉林省、内蒙古自治区阴山以北和以东的陆上沿海平原地区。主要受太平洋板块的俯冲作用，盆地地质构造多属拉张型，呈NE—NNE向;西部盆地群指贺兰山—横断山以西的崇山峻岭和浩瀚的沙漠地区，主要受印度板块的挤压作用，盆地地质构造属于挤压型，呈NW—近EW向展布。盆地中分布着成排成带的背斜构造，还有大型地层圈闭，边缘多逆掩断层推覆带;中部盆地群位于东、西部盆地群之间的高山和丘陵地带，受太平洋板块和印度板块双重控制，盆地构造属拉张—挤压复合型，呈NE—NNE向，西部边缘有逆掩推覆带;南方盆地群位于大别山—巫山—横断山以南的陆上地区，中三叠世末成为古陆以后一直是隆起区，仅发育中小型沉积盆地。
3.基于CO2地质储存逃逸可能性分析的沉积盆地构造动力学分类
现今在陆相沉积盆地分类中，特别强调了盆地所处的构造动力学环境，即按盆地形成的构造动力学背景划分为张性盆地、压性盆地和剪性盆地(图3－16)。
这一分类常与控盆断裂的力学性质一致，如正断层、逆断层和平移断层;也可与板块边界类型相一致，如离散型、聚敛型和转换型。因此按盆地的动力学环境分类具有广泛的适应性，同时也利于研究构造作用与沉积作用的关系和演化规律。
按构造动力学背景，将陆相沉积盆地划分为张性盆地、压性盆地和剪性盆地，仅是3种最基本的标准类型，实际上自然界地质条件是很复杂的。其动力学环境在时间和空间上都是变化的。即使在同一时期、同一位置，也是既有水平运动分量，又有垂直运动分量，使得控盆断裂具有双重力学性质，因而还存在压剪性或张剪性等过渡型盆地。只有通过深入而详细的地质工作，才能正确认识盆地的动力学背景及其在时空上的变化规律。

图3－15中国沉积盆地的地域分布图(据车自成，2002，略有修改)


图3－16断层动力学模式和盆地的形成(主应力轴σ1>σ2>σ3)(据刘和甫，1996)

此外，断层的性质和产状在很大程度上也决定了断层在CO2地质储存中的封堵或成为CO2逃逸通道的作用。一般受压扭力作用的断层，断裂带接触比较紧密，断层面具有封闭的性质，有利于对CO2的封堵;而张性断层恰好相反，相对有利于CO2逃逸，扭性断层则介于两者之间。
鉴于中国沉积盆地多数是在地质历史时期板块构造环境下形成的产物，而盆地定型构造大都发生在板内体制下。因此，现代板块体制下的沉积盆地构造类型划分方案，并不适合现今中国沉积盆地的构造类型划分。从CO2地质储存逃逸角度考虑，基于现今沉积盆地变形的动力学环境，将盆地构造类型划分为压性、压扭性、扭性、张扭性和张性5类。
四、沉积盆地地质构造单元划分
在对CO2地质储存沉积盆地构造单元划分时，可参考行标《含油气盆地构造单元划分》(SY/T5978－94，1995)的划分方案(表3－2)。
表3－2沉积盆地构造单元划分表


通常认为，一级构造单元是盆地内的最大一级构造单元，通称一级构造。一般由隆起和坳陷组成，有时也可划出斜坡和断阶(《地球科学大辞典》编委会，2005b)。
二级构造带由若干个形态相似的三级构造组成的带状区，称作二级构造或二级构造带。二级构造带不仅控制着三级构造的形态、规模、分布、发展史和力学机制，而且还控制着岩性及储、盖组合。因此，某些二级构造带往往是油气的聚集地区，反映控制油气的普遍规律，是石油地质工作的勘探重点。二级构造带的种类甚多，如牵引构造带、背斜带、斜坡带、地层尖灭带、超覆带、盐丘、礁块、披覆和嵌入带等等。其中，背斜构造带是盆地中发育最普遍的二级构造带。中国松辽盆地的大庆长垣，就是一个二级构造带。
三级构造是盆地内最低一级构造单元，如背斜和向斜，常被称为三级构造或局部构造，是形成油气田的基本构造单元，也是组成二级构造(带)的基本构造。

华北地区在新生代进入了新的构造演化阶段。沉积类型组合与中生代有很大的区别。
一、老第三纪沉积盆地与沉积类型组合
老第三纪，由于太平洋板块向欧亚板块北西西向的俯冲，使华北大部分地区进入大陆裂谷发育阶段，全区分为燕山隆起区、山西隆起区、鲁西隆起区、渤海湾断陷区及南华北断陷区等五个一级构造单元，其中渤海湾断陷区包括下辽河断陷、冀中断陷、黄骅断陷、济阳断陷、临清断陷、沧县断隆及埕宁断隆等二级构造单元，南华北断陷区包括济源-黄口断陷、大康隆起、周口断陷、豫西隆起及徐淮隆起等二级构造单元。
下面就主要断陷盆地的特征及沉积类型组合及其与中生代盆地的叠置关系综述如下（表2-5-2）。
表2-5-2 华北地区新生界划分对比简表


（一）下辽河断陷
下辽河断陷位于渤海湾断陷区的东北角，陆上部分面积约12400km2，北北东向展布，东部为辽东隆起，西接燕山隆起区，北靠内蒙地轴东缘，南临渤海，由大民屯凹陷、西部凹陷、东部凹陷及中央凸起四个次级构造单元组成。受北东向正断裂控制，断陷内堆积了巨厚的老第三系，最厚达5500m左右。主要地层有老第三系房身泡组、沙河街组及东营组等。
房身泡组：下段为玄武岩段，上段为暗紫红色泥岩段，最大沉积厚度大于1200m。
沙河街组四段：为初始成盆期产物，仅在大民屯和牛心坨地区发育，为巨厚的暗色泥岩和规模较大的扇三角洲体系。
沙河街三段：为主要成盆期产物，沉积厚度大，分布范围广，生油岩和储集岩发育。
沙河街二段、一段：为下粗上细的正旋回沉积。
东营组：进入裂谷衰退阶段的过补偿状态，洪泛平原相发育，同时有玄武岩喷发。
（二）冀中断陷
北以宝坻断裂与燕山隆起区相连，西以太行东断裂与山西隆起区相邻，南临邢衡隆起，东邻沧县隆起。面积约28400km2，北北东向展布，由西部凹陷带，中部凸起带及东部凹陷带组成，在中生代隆起的背景上拉张断陷而形成。具有明显的新生性。基底主要由古生界、中新元古界组成，部分地区有中生界。在受北北东向断裂主控下，与早期发育的北西向断裂形成东西分带、南北分块的构造格局。堆积的老第三系主要有孔店组、沙河街组及东营组等。
孔店组下段为早期充填式沉积，沉积了一套杂色砾岩、砂砾岩及红色砂质泥岩；中段为一套蓝灰色的膏泥岩及白云岩；上段为一套杂色砂砾岩与棕红色泥岩间互层。沙河街组是盆地内第三系油田的主力生油层及产油层，沉积厚度大，由若干个湖相沉积旋回组成。东营组分布广泛，厚为0～1500m，为一完整沉积旋回，岩性顶底粗、颜色红，中间细、颜色绿，具有明显的三分性。
（三）黄骅断陷
位于渤海湾断陷区的中部，其西、北、东及南分别被渤海湾盆地内部的沧县、埕宁及沙垒田隆起所围限，沧东、滦河、羊二庄断裂带构成盆地的边界。陆上面积为12000km2，北北东向展布，由10个次级凹陷组成。以海河断裂及羊二庄-扣村基底断裂为界，被分为南、中、北三个区块。孔南地区出现典型的堑垒式结构，而北大港中区则出现掀斜断块结构，至北塘地区则变为北东向斜列的堑垒式结构。
前第三系基底以中生界为主，局部地区为上古生界。与中生代盆地为叠置关系，老第三系为孔店组、沙河街组及东营组。孔店组仍为裂谷初期产物，以红色碎屑岩、湖泊膏泥岩含玄武岩夹层为主。沙河街组为裂谷发育中期产物，形成多套有利的生、储、盖组合。东营组相当于断坳过渡期的产物。
（四）济阳断陷
该区位于渤海湾断陷区的东南隅，陆上面积为26000km2，是在前中生代基底上发育起来的复式沉积盆地。南北分别被鲁西隆起与埕宁隆起夹持，断陷内由东营、沾化、惠民、车镇和埕北凹陷及无棣-义和庄、滨县-陈家庄-青坨子凸起组成，与中生代断陷为叠置型发育。老第三系为孔店组、沙河街组及东营组。
孔店组：岩性三分性明显。孔3段为玄武岩夹泥岩，孔2段主要是湖相砂泥岩，孔1段为红色砂泥岩不等厚互层，顶部有含膏泥岩及薄石膏层。
沙河街组：沙四段下部为河流相砂泥岩，沙四段上部至沙3段为湖相沉积，且以还原深湖相沉积为主，沙2段下部主要是滨浅湖至河流三角洲相砂泥岩互层，沙2段上部为滨浅湖相砂泥岩互层，沙一段为深湖相泥岩、油页岩夹薄层白云岩。
东营组：浅湖相泥岩夹砂岩。
（五）临清断陷
该区位于渤海湾断陷区南部，北为邢衡隆起区，西为山西隆起区，东为鲁西隆起区，南为南华北断陷区，包括莘县、德州-冠县、丘县、南宫、大营镇、巨鹿、南和、邯郸、东濮及汤阴等10个凹陷及堂邑、明化镇、馆陶、广宗、鸡泽、武城及内黄等7个凸起。在中生代断-坳型沉积盆地基础上演化而来，二者呈叠置关系。老第三系包括孔店组、沙河街组及东营组，与渤海湾断陷区其他盆地所不同的是该区老第三系（除东濮凹陷外）以红色碎屑岩为主，生油岩不发育。
（六）济源-黄口断陷
该区位于南华北断陷区的最北部，呈东西向展布。西起济源以东，东至徐州以西，东西长约450km，南北宽约20～50km，面积为11000km2。北界为焦-商断裂，南临太康隆起，自西向东包括济源、中牟、民权、黄口四个凹陷，与中生代盆地为继承性发展，呈叠置关系。老第三系主要有孔店组（黄口凹陷的官庄组），沙河街组的4段、3段、2段（仅在中牟凹陷发育沙1段）及东营组。老第三系主要为一套河湖相砂泥岩，暗色地层较薄，生油条件差。
（七）周口断陷
该区位于南华北断陷区的中部，西接豫西隆起区，北邻太康隆起，东邻徐淮隆起，南为秦岭褶皱带。面积约32600km2，受北西西向与北北东向两组断裂双重控制，由北部凹陷带、北部凸起带、中部凹陷带、南部凸起带及南部凹陷带组成。堆积的老第三系以红色地层为主，生油岩不发育，仅在午阳、襄城、谭庄及巨陵四个凹陷内老第三系的核桃园组为较好生油层。
综上所述，华北地区老第三纪沉积盆地类型简单，以裂谷盆地为特征。在裂陷发育区，一般表现为盆地之下地壳变薄，上地幔隆起、高热流值及高地温梯度等。如渤海湾断陷区地壳厚度为29～37km，地温梯度为33～45℃／ km，重力特征为（10～20）×10-5m／s2，磁场为北东向正负异常。
沉积类型组合表现为裂谷发育初期玄武岩的大量喷发，红色碎屑岩，含膏泥岩建造。裂谷发育中期为欠补偿型暗色湖相砂泥岩建造等特征。地震反射下部为弱振幅、空白反射成层性差的反射单元，反映裂谷初期火山岩及火山-碎屑岩的反射特征。中-上部为中-强振幅中-高频的层状楔形反射单元。砂岩、泥岩、灰岩呈薄层韵律式发育，反映裂谷发育期升降频繁的湖相沉积特征。与下伏地层呈角度不整合接触。
二、新第三纪沉积坳陷与沉积类型组合
新第三纪，华北地区在热沉降及重力均衡作用下，进入坳陷盆地演化阶段。除燕山隆起区、山西隆起区及鲁西隆起区的局部地区接受薄层新第三系沉积外，渤海湾断陷区及南华北断陷区则进入大型统一的陆相坳陷沉积盆地，沉积了一套陆相砂砾岩地层。渤海湾地区构造线仍为北北东向展布，西薄东厚，东部沉积最厚大于3500m，断裂活动及火山活动微弱，在郯庐断裂带附近断裂及火山活动较强烈。南华北地区该期也转向北北东向展布，沉积厚度最厚为1000m左右，断裂活动及岩浆活动微弱。
山西隆起区该期发育新第三纪山西裂谷系。斜列于山西中部呈箕状特征的桑干河、滹沱河、晋中及临汾-运城裂陷盆地，开始接受河湖相砂泥岩沉积。沉积厚度一般在2000～3000m之间，最大厚度为5000m左右。
总之，华北地区新第三纪沉积盆地以坳陷型广盆为主，沉积类型为洪积平原相以类磨拉石建造为主，表现为灰白、浅灰、红棕色等杂色砾岩、砂砾岩及砂泥岩大量发育。地震反射下部为强振幅中-高频平行层状反射结构，席状外形。中上部为中振幅高频平行层状反射结构。

6.1.1 盆地类型划分

前人对昌都地区三叠纪沉积盆地类型的划分是非常不一致的。罗建宁等（1992）自东向西划分出江达-德钦盆地、车所乡、妥坝与昌都后陆断陷盆地等，提出江达盆地是一个具多阶段性质逐渐转变的沉积盆地，早三叠世为陆缘弧盆地，中三叠世为弧前与弧后盆地，晚三叠世转为陆盆地。潘桂棠等（1997）认为，昌都地区三叠纪的构造格局为弧-盆体系，晚三叠世卡尼期之前分为江达陆缘弧盆地与昌都弧后盆地；晚三叠世卡尼期之后为昌都前陆盆地。本书在上述基础上，根据盆地所处板块边界类型、板块构造的位置、地壳类型、盆地形成的动力学过程以及沉积充填序列，将昌都三叠纪沉积盆地作如下划分（表6.1）。

表6.1 昌都地区三叠纪沉积盆地类型

6.1.2 盆地演化简史

昌都地区处于三江地区的中北段，在晚古生代昌都微陆块从东侧的扬子板块裂离出来。昌都三叠纪盆地是在古生代以前的昌都微陆块基础上发育起来的沉积盆地，盆地硬基底为前寒武宁多群、草曲群与雄松群变质岩系。三叠纪是昌都地区进入到弧 盆体系并发展到鼎盛的时期。地层分布广泛，发育齐全，盆地类型多样（表6.1）。受金沙江洋由东而西向昌都微陆块俯冲闭合机制的控制，T₁—T₃中期，昌都微陆块东部发生构造活化，发育活动陆缘盆地，形成弧 盆体系，发育一套含火山岩的活动沉积建造。晚三叠世，昌都微陆块进入克拉通陆盆发展阶段，发育一套稳定的浅海台地相、过渡相碎屑岩夹碳酸盐岩建造。弧后区形成残余弧后盆地（生达—车所），发育有深水浊积沉积，并伴随有基性火山活动。晚三叠世末至白垩纪，整个地区跨入前陆盆地发展阶段。新生代，主要受陆内挤压和走滑作用影响，使盆地发生构造变形变位，上叠有第三纪走滑拉分盆地，例如贡觉、囊谦、吉曲早第三纪盆地和拉屋、吉曲新第三纪盆地，以及喜马拉雅期构造 岩浆钙碱性、碱性岩带的叠加（彭勇民等，1997）。

在历史长河中，昌都地区盆地类型经历了复杂的演替，从被动边缘盆地（PZ）发展到岛弧与弧后盆地（T₁—T₃）→前陆盆地（J—K）→新生代早第三纪走滑拉分盆地。

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沉积盆地类型视频