早-中侏罗世盆地(坳陷)原型

如题所述

秦岭-大别造山带在早—中侏罗世(燕山早期)开始了陆内主造山发展阶段。该区处于秦岭-大别造山带的北侧前沿,发育了一些分割性强的小型不对称的陆内前渊拗陷。这种陆内前渊拗陷虽然属前陆盆地范畴,但规模、强度和形成背景与典型的周缘前陆盆地、弧后前陆盆地有着比较大的差异。在该前渊拗陷与华北大型陆内拗陷之间,虽有太康-徐州隆起带相隔,仍可在一定时期和一定程度上相连通。南华北地区早-中侏罗世的沉积相分布和变化从南到北是连续的,即从秦岭-大别山北麓的信阳-合肥坳陷带到周口-泗县坳陷带,由洪-冲积扇相逐步转为洪泛平原相、三角洲-湖泊相。在太康-徐州隆起带以北的大型陆内拗陷中,则发育以开封坳陷为代表的湖泊沉积。

在合肥坳陷中发育有典型的前陆同生挤压冲断构造样式。从SL99-700测线地震叠前深度偏移剖面可看到(图4-8),蜀山断裂及蜀山北断裂两侧的下侏罗统沉积厚度具有明显差异,均表现为南盘较北盘薄。根据地层学研究及区域地质分析,合肥坳陷的下侏罗统与中侏罗统为连续沉积,造成断裂两侧的同一层位的原始沉积厚度差异,应当是蜀山断裂及蜀山北断裂在早侏罗世期间发生同生逆冲活动的结果。从SL99-700地震测线的地质深度剖面平衡剖面反演情况也可看到,蜀山及蜀山北断裂在下侏罗统沉积末期表现为明显的逆断层特征。

图4-8 合肥坳陷中部SL99-700测线地震叠前深度偏移剖面上的下侏罗统同生逆断裂

蜀山北断裂早期同沉积逆冲使得南侧上升盘早侏罗世(J1)原始沉积厚度较北侧下降盘原始沉积厚度薄,中晚侏罗世(J2-3)逆冲减弱;古近纪(E)反转为同沉积正断层,该断层因而具有双重力学性质

在SL99-700测线地震叠前偏移剖面上所见的下侏罗统同生逆断裂,在合肥坳陷南缘的多条地震剖面上均可见到,并且表现为明显的系列叠瓦状同生逆冲断层。这充分说明了合肥坳陷在早—中侏罗世,甚至到早白垩世期间,具有前陆挤压构造性质。

合肥坳陷侏罗系的沉积特征及沉积相迁移规律也明显地反映出一定的前陆盆地性质。

从地层格架和沉积特征看,合肥坳陷的下侏罗统沉降中心呈EW 走向,位于最南侧的舒城凹陷,最厚可达2500m,向北逐渐超覆尖灭(图4-9);与此相应,沉积相也由南而北从洪-冲积扇相,逐步转为洪泛平原相、三角洲-湖泊相(图4-10)。从多条地震剖面中均可看到,下侏罗统角度不整合于遭受印支期冲断改造过的古生界—新元古界甚至更老地层之上,并表现为明显的由南向北的上超及逐渐尖灭。这无疑是一种与冲断推覆作用有关的前渊坳陷带沉积响应,反映了大别造山带的向北推挤作用。中侏罗统的等厚线图(图4-11)除了显示出坳陷南部沉积厚度继续增大,还显示出坳陷东部厚度也显著增大,沉降中心呈半月形分布于大别山北侧与张八岭西侧,可能反映了大别山隆起带与张八岭隆起带联合挤压作用的开始。张八岭隆起带的形成和演化,揭示了下扬子块体及其北缘的苏鲁造山带沿着郯庐断裂的左旋走滑(压扭)作用已拉开序幕。

图4-9 合肥坳陷下侏罗统残余厚度图 (单位:m)

沉积学及地震地层学研究结果也表明,合肥坳陷侏罗纪沉积相的时空分布也受到大别山及张八岭隆起的联合控制。例如,其边缘相带(冲积扇裙)呈半月形分布于大别山北侧与张八岭西侧,与沉降中心的位置大致重叠,应属于前陆型磨拉石沉积;而沉积中心即浅-半深湖相带呈现出随着早侏罗世—中侏罗世—晚侏罗世的时代变迁,总体上有向NNW方向迁移的趋势。中、下侏罗统砂砾岩成分及砂岩骨架颗粒成分分析(图4-12)结果则进一步证实,合肥坳陷的下、中侏罗统沉积物主要来源于南侧的大别山和北淮阳褶皱带,以及东侧的张八岭隆起带。

结合区域构造格架分析与深部背景分析可知,在早、中侏罗世时随着扬子板块与华北板块持续碰撞聚合,秦岭-大别造山带逐步形成并产生向两侧的逆冲推覆作用(图4-13)。这种逆冲推覆作用不断向前推进,其北侧前锋直达南华北地区的潼关—鲁山—淮南一线。于是,在洛阳-太康-宿州和商县-桐柏-桐城之间,形成了由信阳-合肥坳陷带和洛阳-周口-泗县坳陷带组合而成的前陆盆地(图4-14)。从时空结构上看,豫西-长山-蚌埠隆起带可能是该前陆盆地内的前缘隆起带。该前陆盆地与以开封坳陷带为代表的华北大型陆内拗陷之间,早期沉积环境连成一片,中-晚期以太康-徐州隆起带相分隔。同样由于二者在空间上的叠置和时间上的接续,推测太康-徐州隆起是在三叠纪潼关-洛阳-郑州-徐州近EW向隐伏隆起的基础上逐步发展起来的。

图4-10 合肥坳陷下侏罗统地震-沉积相简图

图4-11 合肥坳陷中侏罗统厚度及地震相-沉积相简图(等值线单位:m)

图4-12 合肥坳陷防虎山地区侏罗系砂岩骨架颗粒成分三角图

C—再旋回造山带物源区;C1—板块碰撞造山带物源区;C2—前陆隆起造山带物源区;C3—板块俯冲混杂带物源区

图4-13 南华北地区早-中侏罗世盆地构造剖面演化图

图4-14 南华北地区早-中侏罗世盆地构造格架平面图

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