前陆盆地形成的力学机制

前陆盆地挠曲沉降的主要控制因素包括：逆冲带负荷，地壳内部水平挤压，盆地沉积负荷和地壳力学性质，描术前陆盆地挠曲过程的主要参数为：逆冲楔状体初始宽度，逆冲前缘推进速度，地表坡度，拆离面倾角，搬运系数，地壳的有效弹性厚度，地壳内部作用力，前陆盆地力学模型极两种：一种依据造山带深部岩石圈是破裂的，其力学模型为中间破裂的无限宽度线弹性薄板的水平挤压和垂向负荷作用下的挠曲，另一种假设造山带深部岩石圈是连续的     

前陆盆地挠曲沉降和沉积过程3D模型研究

前陆盆地是在造山带负荷作用下岩石圈发生挠曲沉降而形成的,并且被主要从造山带搬运的沉积物所充填。为了更好地理解和认识前陆盆地的形成演化机制,特别是受控于周缘多个造山带活动所形成的前陆盆地的演化机制,本文通过建立前陆盆地挠曲沉降与沉积过程的3-D模型,模拟展示了造山带逆冲推覆作用、岩石圈挠曲沉降响应及在山盆体系中由于动力地形变化而导致的河流体系的发育变化及其产生的剥蚀和沉积过程。模型的建立和实验完整体现了逆冲推覆、弹性挠曲沉降和沉积物搬运这三者之间的耦合机制,为全面深入研究前陆盆地动力学提供了理论依据和方法。     

3-D Modeling for Flexural Subsidence and Deposition Process of Foreland Basin

前陆盆地是在造山带负荷作用下岩石圈发生挠曲沉降而形成的,并且被主要从造山带搬运的沉积物所充填.为了更好地理解和认识前陆盆地的形成演化机制,特别是受控于周缘多个造山带活动所形成的前陆盆地的演化机制,本文通过建立前陆盆地挠曲沉降与沉积过程的3-D模型,模拟展示了造山带逆冲推覆作用、岩石圈挠曲沉降响应及在山盆体系中由于动力地形变化而导致的河流体系的发育变化及其产生的剥蚀和沉积过程.模型的建立和实验完整体现了逆冲推覆、弹性挠曲沉降和沉积物搬运这三者之间的耦合机制,为全面深入研究前陆盆地动力学提供了理论依据和方法.     

前陆盆地的三维挠曲数值模拟: 以怀俄明西南上白垩统研究为例

前陆盆地的三维挠曲数值模拟是预测盆地三维格架和关键构造要素分布的强有力工具, 如在预测前隆分布方面(低隆起幅度、大范围分布的前隆很难从地下资料中识别)。为了解释详细地层对比中发现的前隆迁移,对怀俄明西南晚白垩世前陆盆地做了三维挠曲数值模拟。模拟过程中采用弹性地壳模型,并以详细的年代地层资料作为基本的输入数据。挠曲负载的估计来源于公开发表的怀俄明逆冲带的横剖面资料和风河逆冲带的缩短速率。模拟结果表明,由于逆冲负载的分布,前隆只局限分布在盆地的南部。随负载的迁移,前隆随时间向东南方向迁移。由于怀俄明逆冲带和风河逆冲带的相互作用,弹性地壳形成三维“前缘穹隆”而不是二维“前缘隆起”。三维挠曲模拟是理解怀俄明西南晚白垩世前隆迁移的关键。     

前陆盆地挠曲沉降正演模型的设计与实现——以库车古近纪陆内前陆坳陷沉降分析为例

本文以二维薄板弹性挠曲模型为基础,对模型进行简化和参数优化选取,并在VC++6.0环境下采用Windows视窗设计,实现了前陆盆地挠曲沉降的正演模拟系统.应用这一系统模拟分析了库车古近纪-新近纪前陆盆地的挠曲沉降过程.模拟结果表明,库车古近纪-新近纪前陆盆地的沉降曲线总体呈上凸型,具有典型前陆盆地沉降的特点,根据沉降速率变化可以把整个沉降过程分为四个部分,分别对应盆地的四个构造层序发育阶段,每一阶段呈不同的沉降特征,相邻两阶段之间存在一盆地回弹隆升、逆冲构造活动终止期,盆地遭受广泛剥蚀形成两个构造层序之间的不整合界面.正演模拟通过将沉降过程时间离散,精细设定不同时间段的构造负载,能够精细恢复前陆盆地的沉降过程和演化.     

前陆盆地形成、演化及成矿作用

前陆盆地是岩石受上叠地壳加载引起挠曲变形而形成的边缘拗陷盆地。按成因和形成位置,可划分为弧背前陆盆地和周缘前陆盆地两种类型。两类前陆盆地均发育向上变浅的沉积序列,鉴于岩石圈的不同特征,弧背前陆盆地仅发育由浅海至陆相组成的磨拉石沉积,而周缘前陆盆地由早期复理石楔和晚期磨拉石楔组成,由于受相对海平面变化和沉积物供给型式的影响,与离散型被动大陆边缘相比较,在层序地层上前陆盆地表现出自身的特殊性和复杂性;此外,前陆盆地中还蕴藏着极为丰富的矿产资源,显示出广阔的找矿前景。我国发育有众多的大陆造山带,建议重视和加强对古今前陆盆地的研究。     

华南晚三叠世前陆盆地的成因地层格架及演化历史

在详细研究盆地中各类沉积体系的沉积构成和演化过程的基础上,通过成因地层对比,建立了残留海湾—前陆盆地的成因地层格架。根据沉积体系的时空组合及其与相关等时性地层面的配置关系,划分出了3个构造沉积幕,每个构造沉积幕都是盆地基底荷载挠曲变形至弹性回跳过程的沉积响应。海平面升降变化和盆内软沉积物压实沉降虽然不能触发和主控盆地基底的构造挠曲旋回,但对各构造沉积幕的地层构型和持续时间有重要影响。盆地基底荷载挠曲变形与海平面升降或压实沉降过程以不同方式叠加,产生各种类型的构造沉积幕,与前陆盆地共生的还有后陆盆地和残留的弧后盆地。     

造山带与前陆盆地结构构造及动力学研究思路和进展

运用大量的研究成果，综合分析了大陆岩石圈结构和动力学特征，在此基础上探讨了造山带研究的思路和方法，总结了造山带结构、构造及其形成演化研究的新进展。指出前陆盆地的研究是深入研究造山带的关键，前陆盆地是前陆冲断作用引起岩石圈挠曲变形的结果，阐述了前陆盆地形成机制的研究进展     

台湾西部前陆盆地和帝汶海前陆盆地的比较学研究

台湾西部前陆盆地和帝汶海前陆盆地均是新生代环太平洋巨型沟-弧-盆体系的一部分。Huang et al.(2000)认为,帝汶海前陆盆地目前相当于台湾南部陆海域所处的弧-陆碰撞的初始阶段。我们认为,该研究中存在着一种潜在的逻辑上的矛盾。在研究单个前陆盆地时,造山过程和板块的挠曲特性均会成为关注的焦点;而一旦进行盆地之间的对比研究,则往往会倾向于关注造山过程、机制以及构造现象的异同等,并由此得出相应结论,却忽视了在现象异同的背后所隐藏着的板块挠曲特性所起的控制性作用。事实上,帝汶海前陆盆地和台湾西部前陆盆地的根本差异并不在其造山作用和过程,而在于其板块挠曲特性的巨大差异。正是这种差异决定了二者具有完全不同的演化特性,构造、层序上的异同只是这种差异的外在体现。忽视这种差异,仅根据构造上的异同以推断前陆的演化过程会导致认识的偏差。     

造山带与前陆盆地结构构造及动力学研究思路和进展

运用大量的研究成果，综合分析了大陆岩石圈结构和动力学特征，在此基础上探讨了造山带研究的思路和方法，总结了造山带结构、构造及其形成演化研究的新进展。指出前陆盆地的研究是深入研究造山带的关键，前陆盆地是前陆冲断作用引起岩石圈挠曲变形的结果，阐述了前陆盆地形成机制的研究进展。     

叠加于弧后前陆盆地挠曲沉降之上的另一类沉降——动力沉降

弧后前陆盆地挠曲沉降包括逆冲负载沉降和盆地沉积物负载沉降。叠加于挠曲沉降之上还存在另一类沉降,即动力沉降。动力沉降是动力地形的一种,即动力地形低。动力地形一般认为具有两种成因,一种为与超大陆集聚和分散有关的动力地形,另一种为与大洋板片俯冲有关的动力地形。由大洋板块俯冲产生的动力沉降往往分布于弧后前陆盆地区,其幅度、波长与板块俯冲角度、俯冲速率、俯冲板块在地幔中通过的位置和俯冲岩石圈的热年代密切相关。将通过弧后前陆盆地沉积地层的去压实得到的总沉降减去盆地模拟获得的逆冲带负载和盆地沉积物负载沉降可以得到剩余沉降,即动力沉降。从地层资料中定量分离出动力沉降为改进和限制长期以来悬而未决的由洋壳俯冲导致的地幔-粘性流动构造模型提供理论基础和实际资料。     

库车前陆盆地早白垩世岩石圈粘弹性变形的地层记录

基于前陆盆地岩石圈弹性与粘弹性挠曲变形的不同特点,提出应用前隆斜坡带地层结构获取岩石圈力学性质及变形过程信息的思路。对库车前陆盆地的实例分析表明,研究区早白垩世历经了两个逆冲期至宁静期的构造演化,卡普沙良群、巴什基奇克组分别为逆冲期和宁静期的地层记录。在单个逆冲期,随着逆冲加载和岩石圈挠曲变形,岩石圈性质从弹性转化为粘弹性,盆地由向克拉通方向扩展变宽转变为向逆冲带变窄加深。相应地,前隆斜坡带的地层记录为:逆冲早期,地层向克拉通方向渐进超覆和退积;逆冲晚期,地层向逆冲带收缩和前积,形成底面上超/削截和顶面削截—顶超两个重大不整合面。宁静期盆地宽浅,地层平行连续,临近冲断带因岩石圈回弹产生少量削截不整合。     

The Coupling Relationship between the Uplift of Longmen Shan and the Subsidence of Foreland Basin, Sichuan, China

Depending on the analysis of the coeval sedimentary geometry and subsidence mechanism in the Longmen Shan foreland basin, three models about the coupling relationship between Longmen Shan uplift and foreland basin subsidence since the Indosinian have been proposed: (1) crustal shortening and its related wide wedge-shaped foreland basin, (2) crustal isostatic rebound and its related tabular foreland basin, and (3) lower crustal flow and its related narrow wedge-shaped foreland basin. Based on the narrow wedge-shaped foreland basin developed since 4 Ma, it is believed that the narrow crustal shortening and tectonic load driven by lower crustal flow is a primary driver for the present Longmen Shan uplift and the Wenchuan (Ms 8.0) earthquake.     

前陆盆地沉降机理和地层模型

前陆盆地形成的主要原因是造山带负载导致的岩石圈挠曲。逆冲作用造成地壳增厚,造山带的巨大质量又导致下部岩石圈的区域均衡沉降,从而临近和平行于造山带发育了凹陷。另外,前陆盆地的演化也受到沉积物供应、盆地内沉积物扩散能力、岩石圈强度、造山带逆冲速率、全球海平面变化、和俯冲有关的动力沉降及俯冲负载等众多其它因素的影响。本文阐述了这些因素与前陆盆地沉降的关系,介绍了与幕式逆冲有关的地层模型和欠补偿-过补偿地层模型。希望本文能够对中国西北地区前陆盆地的研究起到一定的借鉴意义。     

西准噶尔界山前陆盆地晚期层序地层模式及其应用

西准噶尔界山前陆盆地从晚石炭世到侏罗纪的发育与演化可划分为两个时期:前陆盆地早期(C_3—P)和晚期(T—J),后者为陆相沉积。本文对前陆盆地晚期的成生机制及其演化进行了定性研究与探索,并建立了盆地生长序列模式和建立了三叠—侏罗纪前陆盆地的层序地层模式。阐述了陆相压陷盆地Ⅰ、Ⅱ型层序界面的标型特征以及前陆盆地晚期沉积体系域和湖水面升降曲线图版用于油气储集空间的预测;并建立了油气预测的储集层序格局模型。     

Flexural isostasy in the Bolivian Andes: Chaco foreland basin development

The Chaco foreland basin was initiated during the late Oligocene as a result of thrusting in the Eastern Cordillera in response to Nazca–South America plate convergence. Foreland basins are the result of the flexural isostatic response of an elastic plate to orogenic and/or thrust sheet loading. We carried out flexural modelling along a W–E profile (21.4°S) to investigate Chaco foreland basin development using new information on ages of foreland basin strata, elastic and sedimentary thicknesses and structural histories. It was possible to reproduce present-day elevation, gravity anomaly, Moho depth, elastic thicknesses, foreland sedimentary thicknesses and the basin geometry. Our model predicted the basin geometry and sedimentary thicknesses for different evolutionary stages. Measured thicknesses and previously proposed depozones were compared with our predictions. Our results shed more light on the Chaco foreland basin evolution and suggest that an apparent decrease in elastic thickness beneath the Eastern Cordillera and the Interandean Zone could have occurred between 14 and 6 Ma.     

德令哈中生代沉积盆地成因类型及其与南祁连造山带的关系

长期以来,对柴达木盆地中生代的大地构造属性一直存在争议．笔者根据柴达木盆地北缘的德令哈盆地中生代盆地充填序列、基底沉降过程和大地构造相分析结果认为,该盆地具有典型的前陆盆地沉积－构造演化特点．（１）二叠（？）一中三叠世发育类复理石盆地组合和早侏罗一早白垩世发育陆相含煤磨拉石盆地组合,构成前陆盆地的“标型”充填;（２）上凸的总沉降曲线反映前陆盆地的发育规律;（３）德令哈前陆盆地的形成说明柴达木板块和华北板块的末次陆一陆碰撞发生在晚三叠世,早侏罗－早白垩世的构造运动则归属于南祁连对柴达木板块的陆内逆冲推覆作用．