克拉通盆地是一種特殊的地質構造,其地殼具有向下增大的正常波速結構,通常由兩層或三層組成。這種盆地的地殼穩定性較高,且含有豐富的油氣資源。
形態特征
克拉通盆地的地殼厚度較為穩定,其中結晶地殼和"花崗巖層"的厚度相對較大。盆地的基底和地殼底面通常平坦,常見的是平緩的大型碟狀坳陷。在這種盆地中,莫霍面隆起并不強烈,軟流圈相對較深,中-新生代巖漿活動微弱,盆地熱流值較低。然而,在一些富含油氣的大型克拉通盆地中,可能會出現與基底坳陷呈鏡像對應的局部隆起。
地震反射特征
克拉通盆地的地殼結構可以通過地震反射特征來分析。例如,南美的巴拉那盆地的地殼結構可以用S波速度分為上下兩層,上地殼波速約為3600米/秒,下地殼波速約為3650米/秒,平均莫霍面深度約42公里。塔里木盆地的地殼結構則可用P波速度分為三層,上地殼"花崗質"層波速范圍在5600-6000米/秒,中地殼波速范圍在6200-6700米/秒,下地殼波速范圍在6500-6900米/秒,地殼總厚度變化幅度在38-52公里。此外,克拉通盆地的上地幔常出現低速層和透明反射,而在某些穩定地盾區,上地幔可能存在傾斜反射,這可能與古造山帶俯沖巖石圈的殘余有關。
分布與形成機制
大型含油氣克拉通盆地通常發育在地殼結構薄弱帶上。按照Bally和Snelson的盆地分類,克拉通盆地首先是在前中生代陸殼上形成的,其次是在早期的裂谷地塹或以前的弧后盆地上。研究表明,克拉通盆地及其之間的拱曲發育與前寒武紀構造域內的薄弱帶密切相關。在克拉通盆地下方,經常能觀察到古老的裂谷系統,即使在沒有明確識別出裂谷的盆地中,也能通過重力異常帶、老的縫合線和網格狀的復活斷裂系來證明其下方存在地殼結構薄弱帶。這些結構及其引起的地質過程是導致克拉通盆地間歇沉降的重要因素。克拉通盆地長期相對穩定的地質背景,使得它們能夠形成多套生油巖、儲集層和多種類型的圈閉。活化的或交替活動的斷裂有助于油氣的運移,從而引起油氣的重新分布。沿著古構造帶,往往形成了克拉通盆地內的油氣富集中心。
大地構造位置劃分
克拉通盆地可以根據其大地構造位置進一步劃分為兩類:1.克拉通內部盆地:位于克拉通內部,常呈碟狀大面積穩定下沉,構造變動微弱,轉軸傾角平緩,如密歇根盆地及威利斯頓盆地;2.克拉通邊緣盆地:位于克拉通邊緣,向海域方向逐漸下傾,如北里海盆地。
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