江寶棋

摘要：地球表面最主要的地理、地質(zhì)構(gòu)造單元是高聳的山脈與低坳的盆地，盆地和山脈在空間上往往相鄰相伴，在演化的形成上存在某種關(guān)聯(lián)性，因此認(rèn)為盆地山脈在形成演化上存在某種耦合機(jī)制。盆山耦合演化動(dòng)力的統(tǒng)一性是其內(nèi)在機(jī)制，盆山耦合稱(chēng)為“近地表構(gòu)造過(guò)程與巖石圈深部過(guò)程的耦合”，盆山耦合現(xiàn)已成為重要的地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)動(dòng)力學(xué)機(jī)制，可以識(shí)別出引張、擠壓、走滑引張、走滑擠壓、垂直應(yīng)力和沖擊這6種盆山耦合類(lèi)型。本文對(duì)沉積盆地盆山耦合機(jī)制進(jìn)行探析，對(duì)以后的研究具有參考意義。

關(guān)鍵詞：沉積盆地；盆山耦合；異常分壓；脫耦

ABSTRACT：Mountains and basins are major geographic Earth's surface ， the geological structural units ， the basin and the mountains in the space adjacent to the relevant on the formation and evolution ， so that the basin and the mountains there is some coupling mechanism . The internal mechanism of its evolution dynamic unity ， called " near-surface tectonic processes coupled with the lithosphere process " has become an important geological phenomenon. Understood tensile ， compression， tensile slip ， slip extrusion， vertical stress and impact based on six types of dynamic mechanism . In this paper， the mountain basin of the coupling mechanism ， a reference for future research significance .

Keywords： Sedimentary basins ；basin-mountain coupling； exception； decoupling

引言

盆山耦合已經(jīng)成為我國(guó)沉積盆地的主要研究導(dǎo)向，盆山體系的構(gòu)造、深部和沉積結(jié)構(gòu)上的耦合現(xiàn)象為研究重點(diǎn)。構(gòu)造耦合研究是指盆山相交帶（結(jié)合帶）的統(tǒng)一變形特征，深部結(jié)構(gòu)耦合的研究重點(diǎn)是盆山體系在巖石圈尺度的動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一，沉積耦合研究是重塑盆山耦合過(guò)程及相鄰造山帶的演化過(guò)程通過(guò)沉積相應(yīng)。國(guó)際上相應(yīng)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)為巖石圈深部過(guò)程與近地表構(gòu)造過(guò)程的耦合。

山脈與盆地相織相融形成了地球表面最精致與壯麗的地形與地貌特征。自90年代實(shí)施大陸動(dòng)力學(xué)計(jì)劃以來(lái)，打破了20世紀(jì)90年代之前山脈與盆地分開(kāi)研究的境況，并成了現(xiàn)今地學(xué)界一個(gè)新的領(lǐng)域。盆山耦合與構(gòu)造應(yīng)力關(guān)系十分密切，常見(jiàn)現(xiàn)象有同一應(yīng)力場(chǎng)導(dǎo)致的盆地與山脈并列伴生。導(dǎo)致應(yīng)力場(chǎng)生成與演變的基本動(dòng)力是軟流圈的對(duì)流。巖石圈的撓曲、斷陷、冷沉降則都是應(yīng)力場(chǎng)作用的衍生現(xiàn)象。因此，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)是巖石圈變形過(guò)程引起的盆地與山脈耦合現(xiàn)象的直接力源，一級(jí)動(dòng)力則是地幔對(duì)流。

如此分析之后，盆山耦合的類(lèi)型劃分，以大區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)作為背景，雖然能夠達(dá)到包容性和無(wú)重復(fù)的分類(lèi)要求。但這種分類(lèi)只能應(yīng)用于地球本身動(dòng)力所形成的盆山耦合，不能包括地外物體撞擊形成的盆山耦合。因此，作為動(dòng)力分類(lèi)還必須包括地外物體撞擊形成的盆山耦合類(lèi)型。

1. 前陸盆地盆山耦合

地質(zhì)過(guò)程中的“耦合”性，在造山和成盆過(guò)程之間是相輔相成、相互制約、相互關(guān)聯(lián)的共生關(guān)系。即，盆山構(gòu)造耦合在近些年中的研究日趨增長(zhǎng)。作為這一研究的先驅(qū)認(rèn)識(shí)主要來(lái)自前陸褶皺沖斷帶和前路盆地演化相關(guān)聯(lián)性研究。前陸盆地的形成是巖石受上疊地殼加載引起撓曲變形而形成的邊緣坳陷盆地，在造山帶的褶皺沖斷及其形成增生楔的疊置負(fù)荷作用下，造山帶前緣的巖石圈向下?lián)锨晗荩⒈豢焖俪涮钜詠?lái)自造山帶的剝蝕物質(zhì)。可知此過(guò)程中的逆推隆升一壓陷成盆和山地剝蝕一盆地充填構(gòu)成一個(gè)對(duì)立統(tǒng)一體，表現(xiàn)出盆地和山脈形成之間成對(duì)共存、升降相伴和彼此影響的耦合關(guān)系。

1.1 造山帶隆起與前陸盆地沉降收縮

確定前陸盆地及其對(duì)應(yīng)特征所具有的條件，其一便是前陸盆地與收縮造山帶在時(shí)間與空間上相伴而生，兩者之間有成因聯(lián)系，在演化階段上相應(yīng)。前陸盆地耦合還應(yīng)包含能量交換及盆地與山脈相互作用方式。

造山作用是巖石圈在表淺層發(fā)生匯聚、縮短的過(guò)程。在匯聚地區(qū)強(qiáng)烈的擠壓變形和地殼縮短，發(fā)育褶皺沖斷帶、疊瓦構(gòu)造和巖層疊覆重復(fù)；與地殼或巖石圈橫向上縮短的同時(shí)，在縱向上發(fā)生增厚和隆升。

1.2 造山帶推進(jìn)與前陸盆地遷移

隨著板塊的持續(xù)相向運(yùn)動(dòng)，匯聚邊界地殼不斷縮短，以造山帶為代表的匯聚邊界不斷向克拉通方向遷移。相應(yīng)地，整個(gè)前陸盆地系統(tǒng)也在朝克拉通方向作橫向相對(duì)遷移。所謂遷移并非整個(gè)盆山巖石圈的完全橫向運(yùn)動(dòng)，而是演化過(guò)程中盆山多元結(jié)構(gòu)以波動(dòng)方式傳向克拉通。并以其所具有的某些運(yùn)動(dòng)特征與動(dòng)力機(jī)制而向前推動(dòng)盆地的運(yùn)移。

1.3 造山作用終止與盆地消亡

造山作用的停止主要是由于板塊間持續(xù)擠壓匯聚的結(jié)束，所產(chǎn)生的應(yīng)力隨著盆地的擠壓撓曲逐漸減弱并釋放，靜負(fù)載作用成為晉升的沉降動(dòng)力。而靜負(fù)載力作用在強(qiáng)烈的剝蝕下逐漸減弱，相對(duì)而言均衡抬升作用增強(qiáng)，而前陸盆地的規(guī)模減小與被充填而逐漸消亡的原因，則是因?yàn)榍熬壍奈镌垂┙o速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其所發(fā)生的弱沉降。這時(shí)，前陸盆地的盆地面貌和處在的位置與前期已大相徑庭。

2. 沉積盆地耦合階段的異常分壓

研究盆山耦合主要是用于人類(lèi)的生產(chǎn)生活，而沉積盆地耦合階段的分壓異常往往表明此處有相應(yīng)的地質(zhì)活動(dòng)。區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)主要作為異常高壓的成因和分布特征。在擠壓型盆地中形成異常高壓的主控因素是擠壓應(yīng)力和天然氣（油氣）充足，異常高壓呈平行造山帶的（寬）帶狀或連續(xù)的面狀分布：拉張型盆地和剪切一拉分盆地的主控因素是熱作用。異常高壓在拉張型盆地中為散點(diǎn)狀或被分隔的面狀分布，在剪切型盆地中呈點(diǎn)狀或散點(diǎn)狀分布。由此可見(jiàn)，不同類(lèi)型的盆地內(nèi)斷裂的產(chǎn)狀不同，決定了異常高壓有不同的傳導(dǎo)方向，擠壓一反轉(zhuǎn)時(shí)異常高壓的保存或釋放（泄壓）也各具特點(diǎn)。

2.1 擠壓型盆地

擠壓型盆地以造山階段的前陸磨拉石盆地為典型，主要特征主控盆邊界斷裂是沖斷層，此類(lèi)盆地因造山帶的山前沖斷帶（前陸褶皺沖斷帶）向克拉通擴(kuò)展的重力加載使克拉通邊緣地區(qū)拖曳下陷而形成。盆地主要發(fā)育于沖斷層的下盤(pán)。隨前陸沖斷帶的前展式擴(kuò)展，主控盆地?cái)嗔巡粩嘞蛑死▋?nèi)推進(jìn)；而其所控制發(fā)育的盆地也向著克拉通推進(jìn)，故盆地邊界及盆地的沉降一沉積中心在盆地建造階段都在不斷地遷移，幅度甚大。而對(duì)應(yīng)的盆地另一側(cè)的前隆則發(fā)生“后退”（邊緣地區(qū)被剝蝕掉，成為盆地的一部分）。

2.2 拉張型盆地

拉張型盆地常是裂谷盆地。正斷層是拉張型盆地的主要特征主控盆特征。據(jù)其發(fā)育的盆地基底可分為兩類(lèi)：一是發(fā)育在克拉通或經(jīng)歷了長(zhǎng)期穩(wěn)定階段的大陸地殼上的稱(chēng)大陸裂谷：二是發(fā)育在年輕造山帶上的稱(chēng)坍塌裂谷，其走向可能平行于造山帶或與造山帶高角度相交。

2.3 剪切型盆地

剪切型盆地以剪切走滑斷裂為主要控盆斷裂的盆地。因剪切斷裂走滑時(shí)常伴有拉張或擠壓，剪切型盆地可分為相應(yīng)的2類(lèi)。常見(jiàn)伴生拉張的剪切型盆地是拉分盆地和走滑松弛盆地。不同尺度的正負(fù)構(gòu)造單元是地球表面的基本結(jié)構(gòu)。其處于強(qiáng)烈剝蝕狀態(tài)的造山帶作為正向構(gòu)造單元；而相鄰的盆地作為負(fù)向構(gòu)造單元，則為被剝蝕物質(zhì)的堆積場(chǎng)所造山帶的隆升和盆地的沉降、巖石的剝蝕與沉積及其速率、不整合面形成與盆山體系遷移等方面均密切關(guān)聯(lián)，這些地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象在盆山耦合機(jī)制中所提出的相關(guān)理論隨著近些年研究的深入，可以得知這并不只是盆地與相關(guān)造山帶在時(shí)空上的相互作用與變形關(guān)系，還包含地殼下部更甚者地球深部物質(zhì)所參與此過(guò)程，而后者則更具有重要意義。

3. 盆山耦合與脫耦機(jī)制探析

世上的事物都是有對(duì)立面的，所以在耦合的定義中自然有與之相反的現(xiàn)象存在，即脫耦。本文在汲取前輩們的引導(dǎo)和關(guān)于盆地研究的思想成果的基礎(chǔ)上，一些文字引用于本文，只是擴(kuò)大一些涉獵面，從盆山耦合和脫耦的角度理解這些盆地的成因和特征，所謂繼承型疊合盆地，是原盆山耦合關(guān)系至今仍未解脫；延變型疊合盆地則是原盆山關(guān)系脫耦時(shí)發(fā)生閉鎖。造山作用與盆地發(fā)育之間可以發(fā)現(xiàn)相似或者統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)機(jī)制與運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程，復(fù)合盆地的發(fā)育處處可以彰顯造山作用在各個(gè)階段的作用。盆山耦合與脫耦作為油氣運(yùn)移儲(chǔ)藏的新機(jī)制是現(xiàn)今所研究的新導(dǎo)向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳根耀，馬力.討論“盆”“山”的耦合和脫耦及其運(yùn)動(dòng)學(xué)[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2003，25（2）：99-109.

[2] 王清晨，李忠.盆山耦合與沉積盆地成因[J].沉積學(xué)報(bào)，2003，21（1）：24-30.

[3] 王金琪.龍門(mén)山構(gòu)造演化與山前帶油氣關(guān)系[J].地球?qū)W報(bào)，1994（3）：l67-179.

[4] 程紹平，冉勇康.漳沱河太行山山峽段河流階地和第四紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].地震地質(zhì)，1981，3（7）；30-39.

[5] 國(guó)家地震局地質(zhì)研究所.河北平原及其周?chē)貐^(qū)新構(gòu)造圈及說(shuō)明書(shū)[M].北京：地震出版社，1985，101-108.

[6] 劉和甫，夏義平，殷進(jìn)垠，等.，走滑造山帶與盆地耦合機(jī)制[J]，地學(xué)前緣，1999，6（3）：121-132.