GEODYNAMIC SCENARIO OF COUPLED BASIN AND MOUNTAIN SYSTEM
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摘要: 盆山耦合分析应该将地球动力学环境和板块运动学序列结合起来, 根据地球动力学环境所提出的: 伸展构造体系、挤压构造体系、走滑构造体系和克拉通构造体系进行定性与定量分析; 依照板块运动学序列所划分的主要旋回: 裂解阶段、俯冲阶段、碰撞阶段和后造山阶段进行定位与定时分析.伸展构造体系在离散期为陆内裂陷盆地及伸展造山带; 在聚合期为弧后裂陷盆地及张性岩浆弧造山带; 在后造山期为后继裂陷盆地及晚期伸展造山带.挤压构造体系在俯冲期为弧后前陆盆地及俯冲造山带; 在碰撞期为周缘前陆盆地及碰撞造山带; 在再活动期为再生前陆盆地及再生造山带.走滑构造体系在伸展期为走滑拉分盆地及剪张山岭; 在挤压期为走滑挠曲盆地及剪压造山带.克拉通构造体系在裂解期为克拉通内部盆地; 在拼合期为克拉通边缘盆地.Abstract: The concept of the coupling of basin and mountain system is to well organize and combine the former isolated basin analysis and mountain research together through the geodynamic scenario and the plate tectonic setting analysis. Geodynamic scenario, including extensional tectonic system, contractional tectonic system, transcurrent tectonic system, and cratonic system, can lead geologists to get the right ideas of qualitative and quantitative analysis in their research. At the same time, plate tectonic setting, including rifting stage, subduction stages, collision stage, and post-orogenic stage, can provide them with the knowledge of the geological events in space and time. According to the extensional regime, there are continental rift basins and extending orogen in divergent stage, back-arc basins and magmatic orogen in converging stage, and successor rift basins and late-extensional orogen in post-orogenic stage. While in the contractional regime, there are retro-arc foreland basins and subduction orogenic belts in subduction stage, peripheral foreland basins and collisional orogenic belts in collision stage, and reactivated foreland basins and recycling orogenic belt in reactivated stage. In transcurrent regime, there are transtensional basins and range in transtensional stage, and transpressional basin and mountain zones in transpressional stage. In cratonic regime, there are intracratonic basins in divergent stage, and craton-margin basins in converging stage.
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图 1 盆山耦合地球动力学机制图解
a.伸展盆山体系应力场与应变场; b.压缩盆山体系应力场与应变场; c.走滑盆山体系应力场与应变场
Fig. 1. Schematic diagrams showing the geomechanics of basin-range coupling
图 2 全球构造体系层圈结构与超级大陆旋回(据Maruyama[2]资料拟编, 未按比例)
Fig. 2. Schematic illustration of global tectonic domains and super-continental cycle
图 3 均衡平衡模式图解
a.Airy均衡模式; b.Pratt均衡模式; c.断块均衡模式; d.挠曲均衡模式
Fig. 3. Schematic diagrams of isostatic equilibrium
图 4 中国及邻区盆地-山岭耦合简图
①安加拉-通古斯断裂系; ②伊尔库尔克弧; ③贝加尔裂谷系; ④蒙古-鄂霍次克缝合带; ⑤克拉美丽-贺根山缝合带; ⑥南天山缝合带; ⑦北祁连缝合带; ⑧商丹缝合带; ⑨昆仑-阿尼玛卿缝合带; ⑩金沙江缝合带; (11) 怒江缝合带; (12) 雅鲁藏布缝合带; (13) 江绍缝合带; (14) 阿尔金走滑断层; (15) 查曼走滑断层; (16) 喀喇昆仑走滑断层; (17) 帕米尔构造结; (18) 马克兰弧; (19) 红河走滑断层; (20) 郯庐走滑断层; (21) 苏门答腊走滑断层; (22) 东经90°海岭.1.正断层; 2.逆断层; 3.走滑断层; 4.碰撞带; 5.俯冲带; 6.褶皱轴; 7.花岗岩类; 8.火山岩类; 9.裂陷盆地; 10.裂陷盆地与克拉通盆地叠合; 11.裂陷盆地与弧内盆地叠合; 12.前陆盆地; 13.前陆盆地与克拉通盆地叠合; 14.前陆盆地与裂陷盆地叠合; 15.走滑-拉分盆地; 16.走滑-挠曲盆地; 17.板块运动主要方向; 18.区域扩张方向
Fig. 4. Schematic map showing sedimentary basins and orogenic belts in China and adjacent regions
图 5 裂陷盆地与伸展造山带类型
a.陆内裂陷盆地与变质核杂岩隆升模式; b.弧后裂陷盆地与伸展岩浆弧造山带; c.后继裂陷盆地与晚期伸展造山带.1.底侵基性超基性岩; 2.深成岩; 3.酸性深成岩; 4.火山岩; 5.裂谷沉积; 6.后裂谷沉积; 7.陆壳; 8.洋壳
Fig. 5. Types of rifting basin and extensional mountain system
图 6 前陆盆地与造山带耦合类型
a.哀牢山中生代弧造山带与弧后前陆盆地(西段示俯冲期, 东段示碰撞期); b.秦岭-大巴山碰撞造山带与周缘前陆盆地; c.天山新生代再生造山带与再生前陆盆地(其中前陆盆地部分比例尺略扩大)
Fig. 6. Types of foreland basin and mountain system
图 7 走滑造山带及走滑盆地图解
a.走滑-裂陷盆地(右旋), 图示潍北凹陷, 位于渤海湾盆地与郯庐断裂交汇处; b.走滑-挠曲盆地(左旋), 图示柴达木盆地内雁列褶皱(据卫星遥感解译)
Fig. 7. Diagrammatic sketches of strike-slip orogenic belts and basins
图 8 威尔逊旋回与盆地和山系演化
a.裂陷盆地; b.新生洋盆; c.被动大陆边缘盆地; d.活动大陆边缘盆地; e.残留洋盆; f.前陆磨拉石盆地及碰撞造山带
Fig. 8. Evolution of basins and mountain systems in relation to Wilson cycle
图 9 各类沟-弧-盆系模式图解
a.张性沟-弧-盆系模式; b.中性沟-弧-盆系模式; c.压性沟-弧-盆系模式
Fig. 9. Diagram of kinds of trench-arc-basin models
表 1 挤压盆山体系中造山带与前陆盆地类型
Table 1. Types of foreland basin and orogen
表 2 克拉通盆地类型
Table 2. Types of craton basin
表 3 威尔逊旋回与盆地演化
Table 3. Wilson cycle and basin evolution
表 4 主动裂谷与被动裂谷发育特征
Table 4. Characters of active rifts and passive rifts
表 5 岩浆弧系类型
Table 5. Types of arc-system
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