Форленд бассейн

Персидский залив - форланд-бассейн, образованный орогенным поясом Загрос.

Форланд бассейн является котловиной , которая развивается ряд и параллельно с горным поясом . Форлендские бассейны образуются из-за того, что огромная масса, образованная утолщением земной коры, связанным с эволюцией горного пояса, вызывает изгиб литосферы в результате процесса, известного как изгиб литосферы . Ширина и глубина прогиба форланда определяется изгибной жесткостью подстилающей литосферы и характеристиками горного пояса. В бассейн форланд поступает осадок.который размывается от прилегающего горного пояса, заполняясь толстыми осадочными толщами, которые истончаются вдали от горного пояса. Форландские бассейны представляют собой бассейновый тип концевых частей, другие - рифтовые бассейны . Пространство для отложений (пространство для размещения) обеспечивается за счет нагрузки и прогиба вниз с образованием выступов, в отличие от рифтовых бассейнов, где пространство для размещения создается за счет расширения литосферы.

Типы форланд-впадин [ править ]

Классы форлендских бассейнов: периферийные и ретродуговые

Форландские бассейны можно разделить на две категории:

• Периферийные (Pro) прогибы выступов , которые возникают на плите, которая подвергается субдуцированию или подтяжке во время столкновения плит (то есть внешней дуге орогена)
  • Примеры включают Северный Альпийский прибрежный бассейн в Европе или бассейн Ганга в Азии.
• Ретродуговые (ретро) форланд-бассейны , которые возникают на плите, которая преобладает во время конвергенции или столкновения плит (т. Е. Расположены за магматической дугой, которая связана с субдукцией океанической литосферы)
  • Примеры включают бассейны Анд или бассейны скалистых гор от позднего мезозоя до кайнозоя в Северной Америке.

Система бассейна Форленд [ править ]

Система форлендского бассейна

DeCelles & Giles (1996) дают подробное определение системы форландского бассейна. Системы форландских бассейнов имеют три характерных свойства:

1. Удлиненная область потенциального размещения отложений, которая формируется на континентальной коре между сокращающимся орогенным поясом и прилегающим кратоном, в основном в ответ на геодинамические процессы, связанные с субдукцией и возникающим в результате периферическим или ретродуговым складчато-надвигающим поясом;
2. Она состоит из четырех дискретных depozones, упоминаемых в качестве клина сверху , прогиб , forebulge и обратно-балдж depozones (осадочные зоны) - какой из них depozones отстоя частицы занимает зависит от его местоположения в момент нанесения, а не его конечного геометрическая связь с поясом тяги;
3. Продольный размер системы форланд-бассейнов примерно равен длине складчато-надвигового пояса и не включает отложения, которые разливаются в остаточные океанические бассейны или континентальные рифты (импактогены).

Системы форландских бассейнов: депозоны [ править ]

Клин сверху сидит на верхней части подвижных упорных листов и содержит все отложения зарядки от активной тектонической тяги клина. Здесь образуются контрейлерные бассейны .

Прогибом является самыми толстыми осадочными зонами и утолщается в направлении орогена. Осадки откладываются через дистальные речные, озерные, дельтовые и морские системы осадконакопления.

Forebulge и backbulge являются самыми тонкими и наиболее дистальные зоны и не всегда присутствует. Когда они присутствуют, они определяются региональными несогласиями, а также эоловыми и мелководно-морскими отложениями.

Осаждение происходит наиболее быстро вблизи движущегося листа тяги. Перенос наносов внутри прогиба обычно параллелен простиранию надвигового разлома и оси бассейна.

Движение плит и сейсмичность [ править ]

Движение прилегающих плит форланд-впадины можно определить, исследуя зону активной деформации, с которой он связан. Сегодня измерения GPS показывают скорость, с которой одна пластина движется относительно другой. Также важно учитывать, что сегодняшняя кинематика вряд ли будет такой же, как в момент начала деформации. Таким образом, крайне важно рассмотреть модели, не относящиеся к GPS, для определения долгосрочной эволюции столкновений континентов и того, как они помогли в развитии прилегающих прибрежных бассейнов.

Сравнение современных моделей GPS (Sella et al. 2002) и моделей без GPS позволяет рассчитать скорость деформации. Сравнение этих чисел с геологическим режимом помогает ограничить количество вероятных моделей, а также определить, какая модель является более точной с геологической точки зрения в конкретном регионе.

Сейсмичность определяет, где возникают активные зоны сейсмической активности, а также измеряет общие смещения разломов и время начала деформации (Allen et al. 2004).

Формирование бассейнов [ править ]

Форландские бассейны образуются потому, что по мере того, как горный пояс растет, он оказывает значительную массу на земную кору, что заставляет ее изгибаться или сгибаться вниз. Это происходит для того, чтобы вес горного пояса мог быть компенсирован изостазией в верхнем сгибе переднего выступа.

Пластина тектоническая эволюция периферического форландового бассейна включает в себя три основных этапа. Во-первых, стадия пассивной окраины с орогенным нагружением ранее растянутой континентальной окраины на ранних стадиях конвергенции. Во-вторых, «стадия ранней конвергенции, определяемая глубоководными условиями», и, наконец, «более поздняя стадия конвергенции, во время которой субаэральный клин обрамлен наземными или мелководными морскими прибрежными бассейнами» (Allen & Allen 2005).

Температура под орогеном намного выше и ослабляет литосферу. Таким образом, упорный пояс подвижен, и система форланд-бассейна со временем деформируется. Синтектонические несогласия демонстрируют одновременное проседание и тектоническую активность.

Форландские бассейны заполнены отложениями, которые размываются прилегающим горным поясом. Говорят, что на ранних стадиях прогиб прогалина недостаточно заполнен . На этом этапе откладываются глубоководные и обычно морские отложения, известные как флиш . В конце концов таз полностью наполняется. В этот момент впадина переходит в стадию переполнения, и происходит отложение терригенных обломочных отложений. Они известны как моласса . Заливка наносов в прогибе действует как дополнительная нагрузка на континентальную литосферу. ^{[ необходима цитата ]}

Поведение литосферы [ править ]

Хотя степень , в которой литосферные расслабляет в течение долгого времени остается спорным, большинство рабочих (Allen & Allen 2005, фламандцы & Jordan 1989) принимает эластичную или вязко-упругой реологии для описания литосферной деформации форландового бассейна. Аллен и Аллен (2005) описывают систему движущихся нагрузок, в которой отклонение движется как волна через пластину носовой части перед системой нагрузки. Форма отклонения обычно описывается как асимметричный минимум, близкий к нагрузке вдоль носовой части, и более широкий приподнятый прогиб вдоль передней части. Скорость переноса или поток эрозии, а также осадконакопление является функцией топографического рельефа.

Для модели нагружения литосфера изначально жесткая, бассейн широкий и неглубокий. Релаксация литосферы допускает проседание около надвига, сужение впадины, прогиб к надвигу. Во время надвигов литосфера становится жесткой, а передняя выпуклость расширяется. Время надвиговой деформации противоположно релаксации литосферы. Изгиб литосферы под действием орогенной нагрузки определяет структуру дренажа форландского бассейна. Наклон бассейна при изгибе и поступление наносов из орогена.

Конверты прочности литосферы [ править ]

Огибающие прочности указывают на то, что реологическая структура литосферы под форландом и орогеном сильно различается. Форландская впадина обычно имеет термическую и реологическую структуру, аналогичную рифленой континентальной окраине с тремя хрупкими слоями над тремя пластичными слоями. Температура под орогеном намного выше, что сильно ослабляет литосферу. По данным Zhou et al. (2003), «под действием напряжения сжатия литосфера под горным хребтом почти полностью становится пластичной, за исключением тонкого (около 6 км в центре) хрупкого слоя у поверхности и, возможно, тонкого хрупкого слоя в самой верхней мантии». Это ослабление литосферы под орогенным поясом может частично вызвать региональный изгиб литосферы.

Тепловая история [ править ]

Бассейны Форленда считаются гипотермическими бассейнами (более прохладными, чем обычно) с низким геотермическим градиентом и тепловым потоком . Значения теплового потока в среднем составляют от 1 до 2 HFU (40–90 мВт · м ^-2 (Allen & Allen 2005). Эти низкие значения могут быть вызваны быстрым проседанием.

Со временем осадочные слои заглубляются и теряют пористость. Это может быть связано с уплотнением осадка или физическими или химическими изменениями, такими как давление или цементация . Термическое созревание отложений зависит от температуры и времени и происходит на меньших глубинах из-за перераспределения тепла мигрирующих рассолов в прошлом.

Коэффициент отражения витринита, который обычно демонстрирует экспоненциальную эволюцию органического вещества как функцию времени, является лучшим органическим индикатором термического созревания. Исследования показали, что современные термические измерения теплового потока и геотермических градиентов близко соответствуют тектоническому происхождению и развитию режима, а также механике литосферы (Allen & Allen 2005).

Жидкая миграция [ править ]

Мигрирующие флюиды происходят из отложений форландского бассейна и мигрируют в ответ на деформацию. В результате рассол может перемещаться на большие расстояния. Свидетельства миграции на большие расстояния включают: 1) корреляцию нефти с отдаленными нефтематеринскими породами 2) рудные тела, отложенные из металлосодержащих рассолов, 3) аномальные термические истории для неглубоких отложений, 4) региональный калиевый метасоматоз, 5) эпигенетические доломитовые цементы в руде. тела и глубокие водоносные горизонты (Bethke & Marshak 1990).

Источник жидкости [ править ]

Флюиды, несущие тепло, минералы и нефть, оказывают огромное влияние на тектонический режим в пределах форландского бассейна. Перед деформацией слои осадка являются пористыми и заполнены жидкостями, такими как вода и гидратированные минералы. Как только эти отложения захоронены и уплотнены, поры становятся меньше, и некоторые жидкости, около 1/3, покидают поры. Эта жидкость должна куда-то уйти. В пределах форландского бассейна эти флюиды потенциально могут нагревать и минерализовать материалы, а также смешиваться с местным гидростатическим напором.

Основная движущая сила миграции флюидов [ править ]

Топография орогенов - основная движущая сила миграции флюидов. Тепло от нижней коры перемещается посредством проводимости и адвекции грунтовых вод . Локальные гидротермальные зоны возникают при очень быстром движении глубинного потока флюидов. Этим также можно объяснить очень высокие температуры на небольшой глубине.

Другие незначительные ограничения включают тектоническое сжатие, надвиг и уплотнение наносов. Они считаются незначительными , поскольку они ограничены медленными темпами тектонической деформации, литологии и осадочным ставок, порядка 0-10 см год ^-1 , но более вероятно , ближе к 1 или менее 1 см год ^-1 . Зоны избыточного давления могут способствовать более быстрой миграции, когда за 1 миллион лет накапливается 1 километр или более сланцевых отложений (Bethke & Marshak 1990).

Бетке и Маршак (1990) заявляют, что «грунтовые воды, которые восстанавливаются на большой высоте, мигрируют через недра в ответ на свою высокую потенциальную энергию в области, где уровень грунтовых вод ниже».

Миграция углеводородов [ править ]

Бетке и Маршак (1990) объясняют, что нефть мигрирует не только в ответ на гидродинамические силы, управляющие потоком грунтовых вод, но и на плавучесть и капиллярные эффекты нефти, движущейся через микроскопические поры. Миграционные паттерны уходят из орогенного пояса в глубь кратона. Часто природный газ находится ближе к орогену, а нефть - дальше (Oliver 1986).

Современные (кайнозойские) системы форланд-бассейнов [ править ]

Европа [ править ]

• Северо-Альпийская котловина (котловина Моласса)
  • Периферийный прибрежный бассейн к северу от Альп , в Австрии, Швейцарии, Германии и Франции.
  • Образовался во время кайнозойского столкновения Евразии и Африки.
  • Осложнения возникают при образовании Рейнского грабена.
• Карпатский край
  • Продолжение Северо-Альпийской впадины Молассы до Карпат.
• Бассейн По
  • Бассейн ретро-форланд к югу от Альп, в северной Италии
• Бассейн Эбро
  • Периферийный прибрежный бассейн к югу от Пиренеев , на севере Испании.
  • Существенная деформация форландского бассейна произошла на севере, примером чего является складчато-надвиговый пояс форланд в западной провинции Каталонии . Бассейн хорошо известен впечатляющими обнажениями син- и посттектонических отложений из-за своеобразной эволюции дренажа бассейна.
• Бассейн Гвадалквивир
  • Сформирован в неогене к северу от Бетических Кордильер (юг Испании) на герцинском основании. ^[1]
• Аквитанский бассейн
  • Бассейн ретро-форленд к северу от Пиренеев, на юге Франции

Азия [ править ]

• Бассейн Ганга
  • Pro-foreland к югу от Гималаев , в северной Индии и Пакистане
  • Начали формироваться 65 миллионов лет назад во время столкновения Индии и Евразии.
  • Заполнен толщей отложений мощностью более 12 км.
• Северный Таримский бассейн
  • Про-форленд к югу от Тянь-Шаня
  • Первоначально образовался в позднем палеозое , в каменноугольном и девонском периодах.
  • Обновился в течение кайнозоя в результате напряжений в дальней зоне, связанных с столкновением Индии и Евразии и новым поднятием Тянь-Шаня.
  • Самый толстый осадочный разрез находится под Кашгаром , где толщина кайнозойских отложений превышает 10 000 метров.
• Южный Джунгарский бассейн
  • Ретро-форланд к северу от Тянь-Шаня
  • Первоначально образовался в позднем палеозое и обновился в течение кайнозоя.
  • Самый толстый осадочный разрез находится к западу от Урумчи , где мезозойские отложения имеют мощность более 8000 метров.

Ближний Восток [ править ]

• Персидский залив
  • Форленд к западу от гор Загрос
  • Недозаполненный этап
  • Наземная часть бассейна охватывает части Ирака и Кувейта.

Северная Америка [ править ]

• Западно-канадский осадочный бассейн
  • Форленд к востоку от Скалистых гор, Альберта

Южная Америка [ править ]

• Андские форландские бассейны
  • Бассейн Кагуан-Путумайо
  • Бассейн Сезар-Ранчерия
  • Бассейн Льянос
  • Бассейн Магалланес
  • Бассейн Мараньон
  • Средняя долина Магдалены
  • Бассейн Неукен
  • Бассейн Ориенте
  • Бассейн Укаяли
  • Верхняя долина Магдалены

Системы древних прибрежных бассейнов [ править ]

Европа [ править ]

• Windermere Supergroup
  • Форлендский бассейн, возникший в результате погружения океана Япет под Авалонию
  • Возраст от ордовика до силурия
  • Лежит в основе большей части Англии

Азия [ править ]

• Бассейн Лунмэнь Шан
  • Форленд к востоку от гор Лунмэнь Шань
  • Пик эволюции от триаса до юры
• Урал Форланд
  • Форланд к западу от Уральских гор , в России
  • Образовался в палеозое.

Северная Америка [ править ]

• Западный внутренний бассейн
  • Форланд к востоку от Севьерского орогенного пояса
  • Охватывает большую часть западных и центральных Северо-Западных территорий ; западная и центральная Альберта ; центральная и восточная Монтана ; Вайоминг ; центральная и восточная Юта ; Колорадо ; центральная и восточная часть Нью-Мексико ; западный Техас ; восточный чихуахуа ; Коауила ; восточный Дуранго ; северный Закатекас ; Агуаскальентес ; восточная и центральная часть Гуанахуато ; западный Сан-Луис-Потоси ; Керетаро ; и все, кроме западной окраины Мичоакана
  • Развился в меловом периоде.
  • Наиболее глубокие части бассейна, заполненные сланцами Манкос
  • Большая часть бассейна Бигхорн заполнена сланцами Термополис
• Аппалачский бассейн
  • Форленд к западу от Аппалачских гор, на востоке США.
• Bend Arch - Бассейн Форт-Уэрт
  • Pro-Форленд к востоку от Ouachita орогенного пояса
  • Образовался в палеозое.

Южная Америка [ править ]

• • Форленд к востоку от орогенного пояса Центральных Анд - Южный залив Чако на севере Аргентины

См. Также [ править ]

• Бассейн Backarc
• Преддуговый бассейн
• Пассивная маржа

Ссылки [ править ]

• Аллен, Филип А. и Аллен, Джон Р. (2005) Бассейновый анализ: принципы и приложения, 2-е изд., Blackwell Publishing, 549 стр.
• Аллен М., Джексон Дж. И Уокер Р. (2004) Поздняя кайнозойская реорганизация столкновения Аравия-Евразия и сравнение краткосрочных и долгосрочных скоростей деформации. Тектоника, 23, TC2008, 16 с.
• Бетке, Крейг М. и Маршак, Стивен. (1990) Миграции рассола через Северную Америку - тектоника плит подземных вод. Анну. Преподобный "Планета Земля". Наук, 18, с. 287–315.
• Катунеану, Октавиан. (2004) Системы форландов Retroarc - эволюция во времени. J. African Earth Sci., 38, p. 225–242.
• DeCelles, Peter G .; Джайлз, Кэтрин А. (июнь 1996 г.). «Системы форландских бассейнов». Бассейновые исследования . 8 (2): 105–123. DOI : 10.1046 / j.1365-2117.1996.01491.x .
• Флемингс, Питер Б. и Джордан, Тереза ​​Э. (1989) Синтетическая стратиграфическая модель развития форландского бассейна. J. Geophys. Res., 94, B4, p. 3853–3866.
• Гарсиа-Кастелланос, Д., Дж. Вержес, Дж. М. Гаспар-Эскрибано и С. Клотинг, 2003. Взаимодействие между тектоникой, климатом и речным переносом во время кайнозойской эволюции бассейна Эбро (северо-восточная Иберия). J. Geophys. Res. 108 (B7), 2347. doi: 10.1029 / 2002JB002073 [1]
• Оливер, Джек. (1986) Тектоническое вытеснение флюидов из орогенных поясов: их роль в миграции углеводородов и других геологических явлениях. Геология, 14, с. 99–102.
• Селла, Джованни Ф., Диксон, Тимоти Х., Мао, Айлин. (2002) REVEL: модель скорости течения пластин из космической геодезии. J. Geophys. Res., 107, B4, 2081, 30 с.
• Чжоу, Ди, Ю, Хо-Шинг, Сюй, Хэ-Хуа, Ши, Сяо-Бинь, Чжоу, Ин-Вэй. (2003) Моделирование термореологической структуры литосферы форландского бассейна и горного пояса Тайваня. Тектонофизика, 374, с. 115–134.

Дальнейшее чтение [ править ]

• Балли, А. В. и С. Снельсон . 1980. Царства проседания. Мемуары Канадского общества нефтегазовой геологии 6. 9–94.
• Кингстон, ДР ; С. П. Дишрун и П. А. Уильямс . 1983. Глобальная система классификации бассейнов . Бюллетень AAPG 67. 2175–2193.
• Клемме, HD . 1980. Нефтяные бассейны - классификации и характеристики . Журнал нефтегазовой геологии 3. 187–207.