【摘要】：前陸盆地油氣資源豐富但構造變形十分復雜,使得前陸盆地構造-熱演化模擬面臨挑戰(zhàn)。前陸盆地演化過程中構造與熱的耦合體現(xiàn)在多個層面:巖石圈熱演化對巖石圈強度時空分布及其撓曲的影響;逆沖推覆作用的淺部溫度效應;快速沉積作用對盆地溫度場的影響等。首先,前陸盆地形成時的巖石圈熱背景及其造成的巖石圈強度空間變化對盆地后期的演化具有重要影響。同時早期熱事件的熱擾動也會疊加在前陸盆地的構造-熱演化過程中,并不斷衰減,影響巖石圈的流變結構,從而帶來一系列的影響。熱與構造演化相耦合在前陸盆地定量模擬中非常重要。其次,還需特別關注巖石圈深部過程與近地表構造過程的耦合。造山帶逆沖推覆、抬升和剝蝕是與前陸盆地形成相關的重要構造活動,這種運動引起的熱對流對造山帶的熱結構、前陸逆沖帶以及前淵地區(qū)的溫度場的分布有著重要影響。最后,前陸盆地形成演化過程中的快速沉積作用對盆地溫度場和地表熱流產(chǎn)生強烈的壓制作用,對前陸盆地淺部熱演化的影響不容忽視。因此,在淺部熱演化(包括造山帶逆沖推覆、快速沉積壓實等)與盆地下伏巖石圈撓曲、深部熱演化的聯(lián)合作用下,使得前陸盆地構造-熱演化頗為復雜,二者的耦合使得前陸盆地構造-熱演化模擬頗具挑戰(zhàn)。
【圖文】：

志碼：Ａ文章編號：１００５－２３２１（２０１７）０３－０１２７－１００引言前陸盆地是山系前緣與相鄰克拉通之間的沉積盆地［１］，是“在前陸構造環(huán)境中沖斷負荷、隆升剝蝕、撓曲沉降、沉積充填相互作用的動力學過程中形成的盆地”［２］。前陸盆地的橫剖面結構明顯不對稱，ＤｅＣｅｌｌｅｓ和Ｇｉｌｅｓ［３］將前陸盆地不同形式復雜的構造單元作為一個整體，稱之為“前陸盆地系統(tǒng)”。由造山帶往克拉通方向，前陸盆地系統(tǒng)依次為楔頂、前淵、前隆和隆后４個沉積構造單元（圖１），在一些前陸盆地系統(tǒng)中，前隆和隆后沉積帶可能不發(fā)育或缺失［３］。圖１前陸盆地系統(tǒng)的沉積構造單元［３］Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｆｏｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｚｏｎｅｓｏｆａｆｏｒｅｌａｎｄｂａｓｉｎｓｙｓｔｅｍ［３］前陸盆地油氣資源豐富，但構造變形十分復雜，使得前陸盆地演化的數(shù)值模擬也相當困難。描述前陸盆地沉降的定量模型很多，其中主要關鍵要素包括沉積／構造負荷和巖石圈撓曲。關于負荷的模型有單側(cè)臨界錐體模式［４－５］、雙側(cè)臨界錐體模式［６－８］等。關于巖石圈撓曲的模型有彈性板模型［４－５］、黏彈性模型［９］和彈塑性模型［１０－１１］。眾所周知，巖石圈的撓曲受其流變學特征控制，而巖石圈的流變結構又與溫度場密切相關。然而，，相對裂谷盆地而言，前陸盆地定量模型更多關注的是構造沉降［１２］。構造－熱演化模擬是研究沉積盆地的重要手段之一，其模型依賴于沉積盆地的成因機制。裂谷盆地構造－熱演化的定量模型在描述盆地沉降和熱流演化方面取得了極大的成功，實現(xiàn)了構造和熱的完美結合［１

性厚度早期巖石圈的非均勻會強烈影響著前陸盆地下伏巖石圈的強度及有效彈性厚度的分布。以四川盆地西北的龍門山前陸盆地（圖３）為例，該盆地形成于晚三疊世龍門山的逆沖推覆。在短短的２２７～２０６Ｍａ期間，它從早期窄且欠充填盆地發(fā)育為后期的寬且充填／過充填的盆地。而在晚三疊世前陸盆地發(fā)育之前，四川盆地及鄰區(qū)經(jīng)歷了二疊紀—中三疊世大規(guī)模的巖石圈拉張［２８－２９］。差異伸展導致巖石圈的差異減薄和熱擾動，因而具有橫向變化的巖石圈熱－流變結構和有效彈性厚度。這一特征無疑會圖２地表熱流與巖石圈有效彈性厚度（Ｔｅ）的關系Ｆｉｇ．２Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｕｒｆａｃｅｈｅａｔｆｌｏｗａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｅｌａｓｔｉｃｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅ（Ｔｅ）影響前陸盆地后期的演化。Ｈｅ［３０］利用二維拉張模型模擬研究了穿越松潘—甘孜、四川盆地的ＰＰ′剖面晚二疊世至早中三疊世時期的巖石圈熱演化過程（圖４）。模擬結果顯示，該時期揚子及周緣地區(qū)呈橫向非均勻拉張?zhí)卣�，其中松潘—甘孜拉張強烈，拉張系�?shù)接近１．４３５，巖石圈減雹軟流圈熱物質(zhì)上涌，基底熱流上升。最高古熱流出現(xiàn)在晚二疊世（２４７Ｍａ），為６６～６７ｍＷ／ｍ２。巖石圈伸展事件造成地表大幅沉降，發(fā)育為甘孜—理塘洋盆和巴顏喀拉海盆，龍門山地區(qū)為龍門山鹽源陸源盆地。相對而言，四川盆地的拉張強度最低（拉張系數(shù)約１．０８２），因此巖石圈受到的熱擾動相對較小，基底熱流較低。隨著時間的推移，軟流圈熱物質(zhì)上涌引起的熱擾動逐漸消退，基底熱流隨之衰減。至中三疊世，沿剖面的基底熱流變化在５

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本文編號：2582568