盆地是指地殼上具有相同或相似發育特徵（包括沉積特徵、應力環境、發育時間和過程）的統一的沉陷單元，當盆地中發育相當厚度沉積物且中心比周圍厚得多時，稱為沉積盆地。
世界最大沉積盆地是哥倫比亞—委內瑞拉所在的南美北部大盆地。
基本介紹
- 中文名：沉積盆地
- 外文名：Sedimentary Basin
- 地位：地球圈層系統淺部組成部分
- 填充體厚度：一般在10~20km
- 形成原理：地球動力學相關
- 學科：沉積學
簡介,沉積盆地的分類方案,不同沉積盆地的基本特徵,克拉通盆地,拉張型盆地,聚型盆地,沉積盆地分析,
簡介
從不同的角度，“盆地”一詞有不同的含義。沉積物堆積之後，由於地殼運動改造而形成的盆地，稱為“構造盆地”，又稱“沉積後盆地”，如大型的向斜、地塹等。
在某一特定的地史時期，長期不斷下沉接受沉積物堆積，沉積物的厚度比周圍地區的沉積物厚，這樣的區域稱“沉積盆地”M.T.Halbouty（1979）曾對沉積盆地下過如下的的定義：沉積盆地是在一定地質時期，在獨立的地理區，於相對統一的構造環境中，由來自一處或多處沉積物源的沉積物組成的沉積岩體。
A.W.Bally（1975）對沉積盆地的定義為：包含有超過1km厚沉積物的沉降體制，它現今或多或少地保存有原來的形狀。從上述關於盆地的定義可以看出，儘管不同學者的角度不同，但強調的基本內容是相同的。
他們強調了盆地的三個基本屬性：
第一，盆地是由一定的物質組成的，即它應該至少含有1km厚的沉積岩層；
第二，盆地都是發育在一定的地質時代的，盆地可以是現代的，也可以是地質歷史時期的；
第三，盆地具有一定的空間形態，它應或多或少地保留了它原有的盆狀形態。
沉積盆地是地球圈層系統的淺部組成部分，大多數盆地的充填體厚度小於10-20km，但其形成和演化卻受控於深部地球動力學過程。世界上大多數裂谷類盆地的構造一熱體制直接受控於岩石圈的減薄和隆起的軟流圈的狀態。1979年哈爾布蒂統計世界上有600個沉積盆地；1982年約翰統計為641個沉積盆地（李國玉，2005）；1986年張亮成根據面積在1000平方千米以上、沉積岩厚度在1000米以上的標準統計，世界上共有960個沉積盆地，但這些數字都大大低估了世界沉積盆地的數量。
根據李國玉等（2005）的統計，僅中國的沉積盆地就有417個。截至目前，世界上已經大規模勘探開發的含油氣盆地約有200個，重要的含油氣盆地有80個。
在我國的417個沉積盆地中，陸上和近海有重要的含油氣盆地12個，即渤海灣盆地、松遼盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、準噶爾盆地、四川盆地、柴達木盆地、吐哈盆地、東海盆地、珠江口盆地、鶯歌海盆地和瓊東南盆地。
除陸上和近海盆地以外，在我國南海南部海域還有一批重要的含油氣盆地，如增木盆地、汶萊-沙巴盆地、中建南盆地、萬安盆地、北康盆地、南薇西盆地、禮樂盆地、西北巴拉望盆地和筆架南盆地，這些盆地中的大部分都已經有周邊國家在進行石油勘探和開發活動。
世界最大沉積盆地是哥倫比亞—委內瑞拉所在的南美北部大盆地——南美大盆地。
沉積盆地的分類方案
20世紀40 年代以來，人們就開始了盆地的分類工作。板塊學說問世以後，以此為基礎的分類方案紛呈雲涌。國外從Klemme(1970)開始，先後有Dickinson(1974)、Bally(1980)、Kingston(1983)、Miall(1984、1990、2000)、Klein(1987)、Ingersoll(1988)、Allen 和Akkev(1992)等對全球主要盆地進行了研究和類型劃分。在國內，趙重遠（1978）、甘克文（1982）、李德生（1980、1984）、陳發景（1986）、朱夏（1979、1983）、羅立志等（1982）、劉和甫（1986）、陳景達（1989）和彭作林（1995）等先後利用板塊構造的觀點對中國的沉積盆地或含油氣盆地進行了分類。
綜合而言，主要的分類參數有：
①地殼類型：大陸殼、洋殼、過渡殼；②板塊的運動形式：聚斂型、離散型、轉換型；③在板塊上的位置：克拉通內、克拉通邊緣、洋中脊等。
目前廣泛採用的盆地分類方案主要有兩種：一種是以現今盆地的基本特徵與板塊構造背景的密切關係為依據，將盆地劃分為克拉通盆地，陸內、陸間裂谷盆地，被動大陸邊緣盆地，弧前、弧後盆地，前陸盆地和走滑盆地等，該方案反映的是盆地的地貌構造形態和板塊構造背景；
另一種是以盆地形成的地球動力學特徵為依據，將盆地劃分為與張性（伸展）、壓性（撓曲縮短）和與走滑作用有關的（扭性）盆地，該方案突出的是盆地形成過程的應力狀態和地球動力學特徵。
1、Dickinson的分類方案
Dickinson(1974)的分類依據盆地相對岩石圈底質類型的位置、地殼類型、盆地相對板塊邊界的類型劃分出5 種：洋盆、裂谷大陸邊緣、弧溝體系、縫合帶、陸內盆地。該分類缺乏與走滑—轉換斷層有關的盆地，Reading(1982)予以了補充。Dickinson(1976)在此基礎上按照沉降成因和地球動力學型式將盆地分為拉張裂谷型和造山帶型兩大類，再根據上述原則分為6 個亞類16 種盆地。島弧造山帶和碰撞造山帶以外由壓縮形成的盆地主要與造山有關，這是Dickinson分類的一個重要見解。該分類的優點是：不但考慮了板塊的類型，而且把板塊的演化與分類較好地統一起來；缺點是：將轉換盆地分別歸於造山型和拉張裂谷型，這與板塊的基本活動形式不一致。
2、Bally的盆地分類方案
Bally 等的分類方案主要強調：盆地與地縫合帶（Geosuture）的關係、岩石圈的剛性程度、板塊邊緣類型、盆地與B型俯衝帶和A 型俯衝帶的關係。Bally的分類充分考慮了地球動力學機制，總結了世界上各種盆地類型.
3、Miall 的盆地分類
Miall（1984）根據大洋Wilson旋迴和板塊邊緣性質，在Dickinson（1974）的分類基礎上劃分出5 種沉積盆地類型：離散型板塊邊緣盆地、會聚邊緣盆地、轉換邊界盆地、碰撞邊緣盆地和克拉通盆地。
目前，大多採用與Miall分類類似的方案。AAPG相關專輯—離散或被動大陸邊緣盆地、內克拉通盆地、活動大陸邊緣盆地、前陸盆地和褶皺帶、內裂谷盆地—是對Miall分類方案的一種認同。本文按克拉通盆地、拉張型盆地、與會聚邊緣有關的盆地、與造山有關的盆地及與走滑斷層有關的盆地進行基本特徵描述。
不同沉積盆地的基本特徵
克拉通盆地
1、克拉通盆地的分類
克拉通為長期穩定的或僅有微弱變形的地殼（美國地質研究所，《地質詞典》）。Bally（1989）指出劃分盆地為克拉通的一個前提是至少存在一個前中生代的剛性岩石圈，增生的前中生代複合體可以組成克拉通盆地的基底。因此，克拉通盆地可以位於結晶的前寒武紀基底、古生代基底或者裂陷的或是其它增生的大陸岩石圈物質之上，只要這種物質表現為克拉通性質。
2、克拉通盆地的基本特徵
（1）形態特徵
① 克拉通盆地的平面形狀多種多樣，平面和剖面輪廓不規則，但長寬比一般為1:1～2:1。面積可大可小，從11×104km2（巴黎盆地）～350×104km2（西西伯利亞盆地）不等。
② 克拉通盆地縱向上一般呈碟盤狀，顯示了盆地的不對稱和基底的不平整性。
（2）充填樣式
① 克拉通盆地位於陸殼或剛性岩石圈之上，與中新生代巨型縫合線無關。
② 盆地中沉積物充填較薄，多為緩慢下沉基底之上的淺水沉積。
③ 盆地基底的沉降常表現為多階段性，沉降速率較低。
④ 克拉通盆地，特別是位於穩定大陸板塊之上的內克拉通盆地常以大面積的淺海—濱海（可有一部分海陸互動相）沉積為主。
⑤ 由於處於構造較穩定的環境，沉積物的形成速度十分緩慢，形成寬而薄的席狀砂體，橫向上相變不明顯，表現出沉積中心與盆地沉降中心基本一致的特徵。
⑥ 沉積物以穩定型的內源沉積和陸源沉積為主。內源沉積物以碳酸鹽岩為主，其分布與沉積環境的水動力條件密切相關。陸源碎屑沉積岩以石英為主，石英砂岩中常見代表穩定、開闊海環境的海綠石。
⑦ 在盆地沉積的縱剖面上，表現出明顯的韻律旋迴。克拉通的這種旋迴沉積，引發了層序地層學的誕生。
⑧ 在內克拉通盆地中，相對於全球相對海平面的變化，在低水位體系域以陸源碎屑沉積為主，高水位時則形成廣袤的碳酸鹽岩台地。
（3） 形成時期
克拉通盆地的初始發育時間一次開始於早古生代（540～520Ma），與勞倫大陸的破裂有關，形成了北美克拉通。另一次開始於二疊紀末泛大陸的裂解，從而發育了非洲、澳大利亞等一系列克拉通盆地。
（4）基底構造特點
① 克拉通不僅不是不活動的、穩定的和不變形的，相反，它經受過程度不一的變形作用，其中包括幾千米的位移。
② 裂谷或坳拉槽可以發育在陸殼之上，屬於克拉通盆地的一種類型，但是，它們是一種獨特的盆地，具有控制油氣產出的條件。
③ 克拉通下伏地殼是不均一的。
3、克拉通盆地的油源基礎
① 克拉通盆地源岩發育在寒武紀—早白堊系，源岩主要為泥岩、頁岩、碳酸鹽岩等。
② 源岩變化厚度較大，從20～1000m 不等，生烴與否主要取決於有效源岩的厚度。
③ 晚期發育的生油岩有機質成熟度低，與盆地後期發展有關。
④ 克拉通盆地的有機質母質類型較好，大多為Ⅰ、Ⅱ型有機質。
4、克拉通盆地的儲蓋組合
① 包裹式：如三角洲砂體、河流砂體、潮道砂體等四周為頁岩所圍繞， 油源的供給或靠周緣頁岩或靠斷層溝通。
② 披蓋式：蒸發岩、頁岩、泥灰岩、泥岩等在儲集層上方形成遮擋。
③ 披蓋/側向式：封隔層位於儲集岩上方及側方。
④ 互動式：儲蓋組合在縱向上相互疊置，在側向上錯列遮擋，是克拉通內盆地較常見的一種儲蓋組合，這與海進/海退的旋迴式變化有關。
⑤ 自儲自蓋式
克拉通盆地的生油岩主要發育在坳陷內，而儲集岩主要發育在隆起區或斜坡帶，因此，生油岩與儲蓋組合的配置關係以側變式為主。
5、克拉通盆地的圈閉類型
① 與基底隆起有關的潛山圈閉油氣藏。
② 基底隆起之上的（新）構造常為同沉積背斜或與基底（斷裂）有關的構造。
拉張型盆地
1、拉張型盆地的分類
從板塊構造動力學角度出發，把板塊三種主要運動形式中與拉張（或離散） 運動有個的盆地，統稱為拉張型（或離散型）盆地。就板塊構造位置而言，拉張型盆地主要有板塊內部及克拉通內部的裂谷型盆地和大陸板塊邊緣的盆地，以及板塊內部的大洋中脊、大洋盆地和陸隆盆地。
2、拉張型盆地的基本特徵
（1）陸內裂谷盆地
① 陸內裂谷盆地邊緣較陡、地勢較高，沉積物易被搬運離開盆地本地，因而沉積盆地相對處於飢餓狀態，碎屑來源於鄰近斷層陡崖和裂谷中隆升地塊，並沿裂谷中少數河道搬運，因此，在地表主要表現為淡水 和鹹水的沖積扇和湖泊沉積。
② 陸內裂谷盆地常具有殼—幔鏡像倒影關係特徵，即盆地區地殼厚度薄，且發育殼內低速層或異常地幔，具負布格重力異常或正布格重力異常峰值、負磁力異常和高電導異常及高熱流值。
（2）陸間裂谷盆地
大陸在拉張作用下完全開裂，地幔物質上涌形成新的洋殼，盆地區發育成準大陸型或準大洋型過渡殼，裂谷軸部已位於洋殼之上，並成為典型的初始分離板塊邊界。
（3）坳拉谷盆地
坳拉谷盆地指克拉通邊緣楔入克拉通內部以斷層為邊界的槽地或地塹，是未發育成熟的裂谷帶。當鄰近洋盆關閉，轉換成褶皺造山帶時坳拉谷便殘留在大陸上，進一步接受來自於褶皺帶的沉積物。Dickinson認為在裂谷初期和早期，坳拉谷主要接受火山熔岩和以斷層控制的斷崖扇沉積，物質的搬運方向總體上沿裂谷軸部向洋搬運，而鄰近的大洋關閉後，物源來自於造山帶，向克拉通方向搬運。
（4）被動大陸邊緣盆地
被動大陸邊緣及大西洋型大陸邊緣，是板塊離散的結果。按Dickison(1976)的觀點，被動大陸邊緣盆地主要有兩種類型：冒地斜沉積菱柱體和大陸堤。
聚型盆地
1、匯聚型盆地的分類
根據火山弧的相對位置，分為海溝、增生盆地、弧前盆地、弧內盆地、弧後前陸盆地、邊緣海盆地、弧間盆地。
2、 匯聚型盆地的基本特徵
（1）海溝和增生盆地
1）海溝
① 水下海溝靠洋方向的洋底由熱液沉積和洋殼拉斑玄武岩及其上的遠洋沉積和火山灰組成，絕大部分都無陸源沉積物的堆積。
② 地震剖面顯示：大多數海溝沉積充填物變形很小。
③ 海溝是長形沉積盆地，其沉積物主要供應來自於盆地一側，並主要沿橫向搬運。
④ 海溝中有4 中類型的沉積相：海溝扇、軸向水道、非水道化片狀流、飢餓海溝。
2）俯衝增生盆地
① 俯衝增生盆地最發育的地點是在下沖板塊或海溝中有充分的陸源沉積供應之處。
② 沉積物的特徵是地層傾向岩漿弧，而構造指向卻與之相反；地層厚達數十千米。
③ 俯衝增生體既是一個構造活動場所，也是一個重要的沉積場所。
④ 沉積物主要是半遠洋粉砂和泥，濁流沉積也很重要。
⑤ 沉積物的相組合可分為海底峽谷組合、斜坡組合和斜坡盆地組合。
（2）弧前盆地
① 根據盆地基底性質，弧前盆地一般可分為3 種類型：殘留盆地、堆積盆地和複合盆地。
② 弧前盆地中的沉積物有3 種來源：俯衝增生體、火山（岩漿）弧，以及某些情況下相鄰大陸的縱向補給。
③ 現代弧前盆地一般寬50～100km，長可達數千千米，沉積物可厚10km，覆蓋在增生雜岩體之上，可以是地層接觸，也可以是斷層接觸。
（3） 弧內盆地和弧背盆地
① 弧內盆地分布在火山弧內部或火山弧與弧前盆地的過渡地區，沉積物不整合地覆於弧體岩石之上。在大陸邊緣弧和一些共生有廣闊盆地的大洋弧中，島弧火山活動的顯著特點是其爆發性，它有兩種爆發方式，即高對流噴發柱形式，形成廣泛的火山灰層和火山碎屑流；另一種是物質搬運方式，這是噴發期內火山灰雲、水下火山碎屑流和火山碎屑土石流或噴發期後的河流、海岸和海洋過程，特別是沉積物塊體流的形成過程。
② 弧背盆地發育在弧背褶皺逆沖帶的前陸地區，一般開始於板塊俯衝的中後期，常稱為弧後前陸盆地，同碰撞縫合帶前緣盆地——周緣前陸盆地一起構成最重要的兩類前陸盆地。在板塊匯聚過程中，弧前盆地的形成和演化主要受弧背褶皺逆沖帶的控制，這個造山帶成為弧背盆地的主要物源區，但弧背盆地也可以接受縱向水流帶來的物源。
（4）弧後邊緣盆地和弧間盆地
① 現代弧後邊緣盆地和弧間盆地主要分布於太平洋西部，也見於大西洋西部和地中海。
② 弧後邊緣盆地一般堆積有大量沉積物，它們的地層厚度接近於大陸殼。
③ 有些弧後盆地是拉張性盆地，這是由於與消減有關的洋殼弧後擴張引起的。
④ 控制弧後特性和弧後盆地分布的關鍵因素很可能是俯衝帶相對於上覆板塊的側向運動。
⑤ 弧間盆地中的沉積物包括來自火山島鏈的火山碎屑與蒙脫石粘土、生物軟泥以及風吹來的大陸灰塵，而缺少陸源物質的注入。雖然大多數盆地是對稱張開的，但沉積作用類型卻很少對稱。
⑥ 弧後邊緣盆地則有大量不同類型的陸源物質的注入，它的沉積作用類型同大洋一樣複雜。在新生的海盆地殼上覆蓋有遠洋沉積物，在深海平原中有幾千米厚的濁流沉積，在大陸架上有大陸沉積盆地。
沉積盆地分析
盆地研究領域的下列重要進展正在推動著較完整的盆地分析科學系統的形成：
（1）層序地層學以及與之密切相關的沉積體系分析、旋迴和事件地層分析等為盆地充填研究帶來了新的概念體系與方法；
（2）構造一地層分析使盆地的構造演化與沉積充填的關係更為密切地結合起來；
（3）盆地的形成機制與主要類型盆地的動力學模型, 深部地球物理研究則提供了重要支柱;
（4）盆地熱歷史研究的理論與新技術；
（5）盆地模擬技術；
（6）盆地演化與地球深部背景和板塊相互作用的關係；
（7）盆地演化過程中油氣的形成、運移與聚集以及成礦作用的關係。
沉積盆地的基本思想就是把盆地作為一個基本研究單元，進行整體解剖和綜合分析。這種旨在闡明沉積環境和氣候環境，了解各地層單元形成時的沉積條件和它們之間的古地理關係，探討構造作用對盆地成因、盆地形成期的構造格架和現今構造輪廓所施加的影響。這種方法正符合系統中具體分析結構怎樣決定系統功能的原則。油氣的形成、演化與現今存在的形式，是整個盆地演化過程中各結構要素間相互作用達到動態平衡的產物，故整體性研究對含油氣盆地分析具有更重要的現實意義。通過地質、地球物理等基礎觀測資料, 可對盆地進行以下五個方面的分析：沉積分析、層序地層分析、構造分析、能量場與流體系統分析、背景分析。
（一）沉積分析
通過能源盆地分析的多年實踐可將主要參數概括為四類：
(1)沉積參數包括盆地充填的岩性特徵、充填序列、沉積體系的配置等；
(2)構造參數包括盆地構造架、地層厚度和分布、古構造運動面、低級別同生構造的類型和配置、充填期後形變特徵等；
(3)熱過程參數包括同期和準同期岩漿活動，反映熱歷史的各項指標， 如鏡質體反射率，粘土礦物的變化和礦物包體測溫等；
(4)成礦作用參數包括礦體的質量和數量參數，以煤盆地分析為例，主要煤體分帶性和煤質分帶性。在上述各項參數中沉積參數常常是最基本的研究內容，因為沉積充填乃是盆地的實體, 沉積環境是各種礦產形成的最直接控制因素。
地震勘探技術的進步和層序地層學方法的出現，使得在盆地研究中能快速地識別不整合間斷面及其相應的整合面,並追蹤層序界面,劃分各級層序地層單元,並建立等時地層格架。在此基礎上可以進一步研究沉積體系域及沉積體系的類型和分布,並重建各個時期盆地的古地理環境和沉積體系的分布。
對於中國東部北、中新生代斷陷型含煤和含油氣盆地分析中,發現盆地的演化階段具有明顯的共性,一般存在個階段,作者按演化階段劃分成因地層單元,並通過追索和編圖,重建了沉積體系域。這階段是初始充填階段,以沖積扇和辮狀河沉積占優勢,明顯分化階段,盆地中心形成淺水湖,周緣形成淺水三角洲和扇三角洲最大水進階段,或稱大湖階段,湖面擴大,並逐漸轉化為深水湖, 沖積沉積體系縮小, 湖相沉積中水下重力流廣泛發育, 最好的生油岩形成於此階段快速充填階段, 由於構造背景的變化, 源區的上升,三角洲和扇三角洲快速進積, 深水湖泊不再存在全面淤淺階段, 在盆地中形成平坦的洪泛平原或窪地, 有的地區發育網結河道, 本階段為最好的聚煤時期, 許多數十億噸和百億噸級煤盆地的主煤層皆形成於此階段, 如勝利、霍林河、伊敏等盆地, 結束充填階段, 處於區域總體上升背景，沖積沉積體系再次回春, 但發育時期短暫。盆地構造背景的研究表明, 上述沉積充填演化取決於構造體制的變化, 即古構造應力場由右旋張扭向左旋壓扭的轉化, 前一體制下形成了總體水進程階段一, 而後幾依制下造成了總體水退過程, 直到結束充填。上述個演化階段沉積體系域的恢復為找煤和油氣曾起了重要作用, 多次成功地進行了預測。
（二）層序地層分析
盆地的地層格架是盆地分析最基本、最重要的參數之一, 它是指沉積盆地的外部和內部幾何形態以及組成盆地的層的堆積性質。概括地說, 地層格架不僅指盆地的固體幾何形態和盆地所包含的地層單元或單元序列的固體幾何形態, 而且涉及到單個地層單元的性質, 最終體現了沉積環境。
（三）構造分析
在油氣勘探活動中, 盆地構造分析是石油地質學家十分重視的課題之一。盆地整體動態的研究, 就是分析盆地在時間和空間上的演化過程和地球動力學背景, 分析盆地在內外地質作用下其性質發生改變的過程、盆地內部的形變特徵及其形成的周圍構造環境, 包括盆地與造山帶的相關關係。構造分析主要包括了基底構造特性, 古構造運動面及構造演化階段, 各演化階段基本構造單元劃分, 構造樣式及其配置, 盆地整體構造格架。其中古構造運動面的識別是劃分盆地演化階段確定高級別層序地層單元邊界的重要基礎, 識別和劃分盆地中隆起和坳陷的次級單元及其配置關係是盆地整體構造格架分析的最重要的內容。近年來, 隨著盆地研究的逐步深入, 盆地構造分析在理論和實踐方面均取得了重大進展。盆地分析已開始從盆地分類學轉向對盆地動力過程的研究, 強調盆地整體動力作用和盆地形成過程,注重盆地各演化階段原型的分析。
（四）能量場與流體系統分析
能量場與流體系統分析主要從地溫場, 流體壓力場與異常壓力體, 古構造應力場, 流體疏導系統,盆地流體流動樣式的系統這些方面作分析。在揭示盆地的結構特徵基礎上, 進一步研究流體系統對油氣成藏、成礦和水資源是至關重要的。
（五）背景分析
背景分析內包含了盆地形成演化與板塊構造的關係, 盆地演化與地幔對流系統的關係, Moho 面與軟流層界面起伏關係, 成藏成礦系統及相關過程的背景分析。盆地深部背景是最終認識盆地成因和演化的關鍵, 軟流層的流動起到決定性作用。現今盆地分析很少局限於基礎研究, 大多與油、氣、煤、核原料等能源資源的預測和勘探緊密結合進行的。通過這些資料可以進行盆地演化過程的定量動力學模擬, 其中包括盆地的沉降史, 盆地的熱歷史,壓力系統的演化, 烴類的生成和排出, 流體成分變化和運移, 構造變形史, 成岩過程及孔隙演化史。根據所得出的成果可套用於烴類成藏及金屬、非金屬礦床成礦, 地下水資源, 地球科學基礎等研究。
