板塊沉積學與構造古地理分析

陳若旭

（湖北省地質局地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430000）

板塊沉積學以造山帶構造為背景，以巖石圈動力學為成因解釋基礎，依據造山帶地層、沉積、古生物、構造及巖漿作用等方面基礎資料，探討造山帶沉積盆地形成和展布，內部物質組成和演化特征，重塑各版塊的古地理、古構造格局及巖石圈動力學特征。

一、板塊沉積學的特點及研究方法

（一）板塊沉積學的特點

板塊沉積學的重點是研究板塊邊緣，即造山帶的沉積作用。造山帶內沉積盆地是經后期造山運動強烈影響變形消失了的盆地，其特點：

1.盆地的原型，充填物的原始狀態和相互關系，甚至各地質單元之間的相互關系都變得支離破碎而模糊不清；

2.盆地內地層復雜變形，原始層序多不復存在，難以建立正確的地層系統；

3.造山帶盆地沉積物一般都經區域變質、動力變質、巖石組分、結構構造不同程度破壞，不易進行沉積學分析；

4.造山帶盆地內沉積物性質、厚度側向變化劇烈，化石少，為區域地層對比和沉積對比帶來困難，因此與傳統地層學、沉積學、大地構造學相比，從理論上到實際操作都有很大不同。

（二）研究方法和技術路線

板塊沉積學研究是一項復雜的系統工程，這是由造山帶本身的結構、沉積和構造的復雜性決定的。在板塊沉積學研究中，應著重考慮地層、沉積和構造三個子系統。又分三個層次，根據每個子系統現存的物質記錄，通過專題研究和綜合分析，分別確定各子系統的系統綜合特征。爾后進行更高層次的綜合研究，以確定盆地的形成、演化及動力機制。

二、地層的沉積類型和沉積組合

（一）沉積類型

劃分沉積類型的依據，即穩定和活動程度的具體表現：

物質成分：成分成熟度以及火山物質的有無和比例

沉積結構構造：分許磨園、層面構造和層理類型

地層層序和幾何形體：韻律、旋回的頻度及形態（席狀等）

其它特征：如厚度（單位時間內）、間斷性質（單位時間內）成巖保存、變質、生物生態保存，上述特征在一定程度上反映了構造運動的速度和幅度，指明其形成的構造條件。

（二）沉積組合

1.定義：是在一定地質時期內形成的，能夠反映其沉積過程中主要構造環境的沉積巖共生綜合體，即指在不同構造部位上，一定時期內形成的沉積物。

2.沉積組合及分布：王先生曾對沉積類型組合進行過詳細劃分，并在《中國古地理圖集》（1985）中表示了我國各地史時期的沉積類型和沉積組合分布。

（三）幾種重要的沉積組合

1.復理石

復理石是一種特殊的海相沉積巖套。一種由半深海、深海相沉積所構成的韻律層系。單層薄，而累積厚度大，由頻繁互層的、側向上穩定的海相礦巖和（或）較粗的其他沉積巖和頁巖層組成。它們構成了褶皺山脈內部巨厚的地層層序。在世界各造山帶中復理石普遍發育，很多還被逆斷層和逆掩斷層所沖斷或形成推覆體，因而常把復理石當作一種構造巖相。地槽說認為是地槽回返初期階段的產物。又稱復理層。一般認為在此時期，陸地面積逐漸擴大，碎屑物質逐漸增多，地殼頻繁地周期性振動，由此形成復理石層。

2.磨拉石

是指在上升山脈的山前陸地或山前淺海處形成的砂巖、頁巖和礫巖共同組成的沉積物。磨拉石沉積常堆積于前陸盆地中，尤其是復理石之上。阿爾卑斯山上升過程中的遺留物，今天喜馬拉雅山前的侵蝕沉積，皆屬于磨拉石沉積。

3.遠洋沉積

遠洋沉積物就是沉積在大洋底表面的物質。在沉積之前，長期懸浮于海水中；沉到海底之后，成為一層軟泥。它的主要成分是紅土的微粒，含鈣和硅質的浮游生物（放射蟲和硅藻）的殘骸，火山灰、宇宙塵埃和化學物質等。

三、主要盆地類型及沉積作用

（一）裂谷帶的沉積作用

大陸裂谷盆地的沉積作用主要是在下列條件下發生的：大陸地殼的不斷變薄而使盆地沉降，同時，兩側陸塊不斷剝削和盆地中沉積物的不斷堆積也使巖石圈均衡沉降；不斷隆起的大陸斷塊是主要的蝕源地，供應了大量不成熟的石英——長石砂，往往還伴隨有大陸火山噴發物質；沉積主要在大陸環境中發生，形成河、湖相碎屑沉積，晚期也可以有海水侵入而形成海陸交互相及濱、淺海相碎屑巖、碳酸鹽沉積；基底斷塊的差異性活動對巖相和厚度的分布有很大影響。

（二）被動大陸邊緣的沉積作用

被動大陸邊緣的演化，是在大陸分離、海底擴張的背景上進行的。被動大陸邊緣的沉積剖面底部可有代表大陸裂谷環境的湖相沉積，它以砂巖為主，伴有玄武質火山巖夾層；向上為陸間裂谷環境的黑色頁巖、蒸發巖等閉塞海灣相沉積；上部過渡為毗鄰開闊大洋環境的陸架——陸坡——陸廲沉積相組合。

（三）活動大陸邊緣的沉積作用

活動大陸邊緣與會聚型板塊邊界有關，是大洋板塊向毗鄰大陸俯沖消減的地帶，是代表威爾遜旋回的后期歷史。火山狐、海溝和貝尼奧夫帶（B 式俯沖帶）三者的共生是其基本特征。一般將其劃分為島弧型（或稱溝弧盆體系型、西太平洋型）和陸緣弧型（安底斯型，東太平洋型）。

（四）碰撞帶的沉積作用

俯沖作用進一步發展，必定導致島弧與大陸或大陸與大陸的碰撞并形成縫合帶（碰撞造山帶）。陸地之間縫合帶的形成通常不是同時的。一般情況下，碰撞總是分段進行的，已經縫合的地段和尚待縫合的海域同時存在，這兩部分之間的構造轉變點隨時間而轉移。在轉變點后面，造山作用形成高地，磨拉石堆積在邊緣前陸盆地中；在轉變點的前面，則存在著殘余洋盆和初期的邊緣前陸盆地。碰撞帶的沉積作用就發生在這些盆地中。

（五）大洋盆地的沉積作用

大洋盆地的沉積作用主要是在洋殼基礎上進行的。大洋沉積盆地主要包括洋中脊和深海盆地沉積區。其中洋中脊分為快速擴張中脊（太平洋型）和緩慢擴張中脊（大西洋型）兩種類型。前者由于擴張過程未受強烈阻擋（發育俯沖帶），故在羊脊附近未發育縱向斷裂；后者則相反。

結束語：構造古地理是包含了一個時期的古構造格局和古地理輪廓，主要指海區、陸區、剝蝕、沉積區范圍、沉積物主要類型及展布、海陸區地殼性質及其相互關系。所謂構造古地理側重于構造格局，著眼于構造地貌標志，不僅表示各種沉積類型、組合的分布，而且表示構造—地貌單元，如大陸邊緣、島弧、邊緣海、裂陷槽等。