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沈積盆地演化

地殼構造運動是盆地形成和演化的主要控制因素,幕式運動控制著從盆地形成到盆地消亡各個成盆期的盆地演化。早白堊世早期為第壹次成盆期,形成地臺盆地,在閩浙運動期間關閉。海槽盆地形成於早白堊世晚期,是第二次成盆期的開始。晚白堊世的東南隆起並沒有封閉麗水-余姚斷裂以西的廣大地區的盆地,而是轉化為壹個寬闊的盆地。槽盆和寬盆是第二次成盆期的兩個演化階段,而不是兩個成盆期。這個結論可能會有爭議,尤其是在浙江。由於浙江許多地質學家認為金衢盆地是壹個“新盆地”,作者從華南地塊早、晚白堊世盆地的繼承性復合疊加和揚子地塊墩頭盆地方巖組與橫山組的整合接觸,得出了兩期盆地的連續性。由小變大或由大變小,並不意味著盆地曾經消亡,重新形成。

除了上述幕式運動引起的盆地類型的變化外,各成盆期乃至受構造運動控制的各盆地類型的周期性變化也屬於盆地演化的範疇。早白堊世是壹個火山盆地,缺乏沈積記錄,盆地的演化尚不清楚。然而,早白堊世晚期華南陸塊的海槽盆地與晚白堊世的寬盆盆地演化方向相似。* * *相似之處在於由四個發展演化階段組成:盆地初始充填階段→湖泊擴張階段→湖泊萎縮階段→沖積平原階段;唯壹不同的是,由於地殼穩定性的差異,早白堊世晚期華南地塊的盆地多為斷陷盆地,沈積速率高於湖泊擴張階段的沈積速率,形成半深-深湖亞相地層;而在揚子地塊上,穩定性較高,沈降速度與沈積速度基本壹致。沒有餓盆,下白堊統上部以紅層為主。到最穩定的江南古陸(皖南),只發展成沖積平原,沒有形成湖盆。根本原因是盆地直接形成於結晶基底之上,穩定性高。

第二個成盆階段可分為三個演化階段,如表11-1所示。這三個階段都可以在揚子地塊上看到,但第三階段壹直延伸到古近紀。華南地塊活動性高,燕山晚期隆升幅度大,相當於桐鄉組和渠縣組完全喪失。表面看不出桐鄉組與渠縣組的接觸關系,地下資料推測為假整合。根據廣東南雄組和上湖組的整合關系分析,可能仍是整合,而不是新的成盆期。

有地質學家認為,由於蘭江運動、閩浙運動和麗水運動的影響,浙江在白堊紀形成了三個構造線方向不同的構造盆地,分別是早白堊世早期NE向的壽昌盆地、早白堊世晚期NNE向的永康盆地和晚白堊世Nee-EW向的金衢盆地,三個盆地的地層各形成壹個構造亞層。雖然他們沒有明確提出這種構造線變化的成因機制,但從幾個構造亞層的提出和麗水運動的建立來看,無疑是基於造山運動產生的擠壓或走滑應力場。李勝谷(1992)曾提出,中新生代東南部構造應力場基本逆時針旋轉,這樣形成的褶皺和斷層方向依次為NE→NNE→NW→EW。這壹論點與上述三種盆地類型的形成順序基本相似,不同的是李的逆時針旋轉跨越了整個燕山期和喜馬拉雅期。這壹論點的致命點是,基點設置在中、新生代的壓應力場控制下。但這與現代認為中國東南部從白堊紀初至新生代的應力松弛壹直處於拉應力控制之下的認識大相徑庭,缺乏對引起構造轉移的地球動力學機制的認識,其論證依據不足。

作者在80年代研究中國東南部石炭紀巖相古地理時,也研究了這壹時期的同沈積斷裂。發現揚子地塊北部的斷裂系統主要是NE向的,而華南地塊的斷裂系統主要是NNE向的。在最近完成的中國東南大陸邊緣斷裂系統圖的填圖中,根據古構造格架、斷裂構造類型和各種斷裂帶對火成巖活動和沈積盆地的控制的綜合研究,認為浙江境內的許多斷裂是在元古代西北的南海板塊和東南的華夏地塊俯沖以及隨後兩個地塊碰撞的過程中形成的。揚子地塊的俯沖形成了壹個北東向的江南斷裂系。鮑斯期有馬金-烏鎮斷裂,浙江晉寧期有雪川-湖州斷裂、常山-朱莉斷裂、球川-蕭山斷裂和江山-紹興斷裂。華夏地塊的俯沖形成了北北東向的武夷斷裂系,浙江境內有余姚-麗水斷裂、鎮海-溫州斷裂和浦城-遂昌斷裂。隨後,兩個陸塊相互碰撞,形成了近東西向的帶狀斷裂系統,包括衢州-天臺斷裂、昌化-普陀斷裂和湖州-嘉興斷裂(圖11-2)。

經過多次造山旋回的擠壓和造山期後的伸展運動,到燕山期已形成密如蛛網的斷層群。這些地殼中的脆弱帶,除少數被後期巖漿活動焊死外,大部分在後期地殼運動中重新活化,成為長期活動的斷層。燕山旋回的地殼活動,如上所述,進入白堊紀後進入松弛階段;閩浙運動後,轉入拉伸階段。即使在閩浙運動期間,仍有壹定強度的壓應力存在,但由於大量舊斷層的復活,構造應力被消除和緩沖,達不到形成新斷層的強度。因此,燕山期斷裂活動主要表現為老斷裂的全面復活,新斷裂很少,主要有北西向的松陽-平陽斷裂、淳安-溫州斷裂、孝豐-三門灣斷裂和長興-奉化斷裂。表11-2)。

圖11-2浙江省斷裂系統圖

白堊紀是地球動力學機制從擠壓松弛向伸展轉變的階段。閩浙運動後形成的上部火山巖系為雙模火山巖系,該階段的大陸紅色盆地多為半地塹式斷陷盆地,都是伸展應力場的信息,都是新近紀基性巖漿噴發至新生代臺灣省和海南島拆離時伸展應力場控制的證據。因此,浙江省白堊紀時期存在三個構造線方向不同、麗水運動建立的構造盆地,這種控制壓應力的情況在現階段並不存在。沈積盆地受斷層控制是顯而易見的,但控盆斷層都是這些已經形成的老斷層。早白堊世早期,這些老斷層成為火山噴發的通道。早白堊世晚期,由於斷陷條件(殼下卸荷,殼上加壓),當應力場變為張性時,這些斷層會被不同程度地拉開,便於它們在卸荷的高巖漿房上坍塌,形成盆地。地球動力學場的變化在較大範圍內基本是同時或準同時的,沒有理由認為北東向壽昌盆地形成於早白堊世,因為北東向斷裂最容易拉開,所以最早。沒有理由認為NEE向的金衢盆地是晚白堊世才形成的,因為NEE向的斷裂最難拉開,所以最晚形成。說不同類型的盆地形成於不同地區,比不同時期更實際。所謂“壽昌型盆地”、“永康型盆地”、“金衢型盆地”,是分別沈積壽昌組、永康群、曲江群及其相應地層的盆地。“壽昌式盆地”之所以是NE向的,是因為壽昌組只分布在揚子地塊內,這裏的控盆斷層系是NE向的,但這個方向的斷層容易拉成壹個盆地,所以最先形成;而且,這些斷層並不是早白堊世新誕生的。華南地塊壽昌期上部沈積的茶灣組和九裏坪組所處的盆地不是壽昌式的北東向盆地。“金衢型盆地”之所以呈Nee-EW向,是因為它受本來就是Nee-EW向的江邵斷裂帶控制,是元古代揚子地塊與華夏地塊碰撞形成的,而不是地質界所知的溧水運動形成的新控盆斷層,更何況溧水運動根本不存在。“永康盆地”之所以呈北北東向,是因為永康群完全分布在華南地塊內。與永康群同時,鄰區(贛東北)的橫山組、冷水塢組和周家店組分布在揚子陸塊上,其墩頭盆地和信江盆地不是北北東向的“永康盆地”,而是北東東-東西向的“金衢盆地”(見圖4-1)。

表11-2浙江省主要斷裂帶