地質上的克拉通是什麼意思
1. 什麼是克拉通盆地
油氣資源在不同類型盆地中的分布是極不均勻的。克拉通盆地中含有豐富的油氣資源,研究克拉通盆地的岩石圈結構與盆地含油氣性的關系,對有效了解盆地類型的不同及其油氣資源富集規律的差異很有幫助。
克拉通盆地區地殼厚度穩定,結晶地殼和「花崗岩層」 的厚度都相對較大。克拉通盆地的基底和地殼底面都比較平緩,基地常為平緩的大型碟狀坳陷,一般不存在強烈的莫霍面隆起,軟流圈相對較深,中-新生代岩漿活動微弱,盆地熱流值偏低。但富含油氣的大型克拉通盆地常出現與基底坳陷呈鏡像對應的局部隆起。
克拉通盆地地殼具有向下增大的正常波速結構,可分為兩層或三層。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可將地殼分為上、下兩部分:上地殼波速3600m/s,下地殼波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速層為特徵,延伸至200km。利用天然地震轉換波資料發現塔里木克拉通盆地地殼結構可分為三層,上地殼「花崗質」層P波速5600-6000m/s,中地殼波速6200-6700 m/s,並存在高速薄層,下地殼波速6500-6900 m/s,整個地殼厚度變化幅度在38-52km。
不同的克拉通盆地地震反射特徵存在明顯差異。穩定的地盾區,上-中地殼反射較弱,下地殼出現成層性不好的強反射。而存在活化古裂谷或新斷裂活動的克拉通盆地,反射特徵與兩側地盾區明顯不同,下地殼常常出現異高速體。受後期地幔岩漿侵入影響的克拉通盆地其上地殼也可出現強反射。克拉通盆地的上地幔常出現低速層和透明反射。個別穩定地盾區的上地幔常存在傾斜反射,被解釋為古造山帶俯沖岩石圈的殘余。
在伊利諾斯盆地,沿著復活的古老Reelfot復合斷裂帶,地殼底部普遍存在異常高速層,地震縱波速度為7300m/s,最大厚度達18km,高速層被解釋為沿Reelfot斷裂帶北端三岔點地幔隆起和地幔物質注入而引起的「正常」地殼改變。
大型含油氣克拉通盆地,常常發育在地殼結構薄弱帶之上。按Bally和Snelson 的盆地分類,克拉通盆地首先是發育在前中生代陸殼之上,其次是早期的裂谷地塹或以前的弧後盆地上。後來的研究者均認識到,克拉通盆地以及盆地之間拱曲的發育與前寒武紀構造域內薄弱帶關系密切。如在東西伯利亞地台、伊利諾斯盆地等克拉通之下,都存在一個古老裂谷系。在未識別出裂谷的克拉通盆地,重力異常帶、老的縫合線和網格狀的復活斷裂系都證明克拉通盆地之下存在地殼結構薄弱帶。這些結構及其引發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,可形成多套生油岩、儲集層和多種類型的圈閉。活化的或交替活動的斷裂有利於油氣的運移,引起油氣的重新分布。沿古構造帶往往構成了克拉通盆地內的油氣富集中心。
2. 能否詳細地解釋地質名詞「克拉通」(craton)
地殼上長期復穩定的構造單元制 。W.H.施蒂勒1936年提出,作為與造山帶相對應的地殼穩定地區。克拉通一詞源於希臘語Kratos ,意為強度。施蒂勒當時還劃分出高克拉通和低克拉通,分別對應於大陸和大洋盆地,由於後來已證實大洋是活動的年輕地殼(見海底擴張說),今克拉通一詞僅用於大陸地區,是地盾和地台的統稱。
3. 什麼是『克拉通化』
克拉通(Craton)是由上部前寒武紀地殼和下部巨厚、冷的、耐熔的岩石圈地幔組成。它是地球上重要的構造單元,也是地球上最穩定的地區,通常認為自克拉通化之後不會再有強烈的岩漿、構造活動和顯著的大陸地殼的生長。華北陸塊在古元古代東、西部陸塊的碰撞拼合作用之後形成穩定的克拉通。然而,自中生代以來卻發育著大面積的花崗岩和火山岩。這一地質現象與其它穩定的克拉通明顯不同,對這一現象的解釋和研究對探索地球上克拉通的形成與演化、地質歷史時期超大陸的形成與演化、大陸地殼的生長具有重要的地質意義。在2008年6月份最新出版的國際著名地學刊物《地質學》(Geology)上,中國科學院地質與地球物理研究所年輕科研人員楊進輝研究員等通過鋯石的原位微區U—Pb定年和Hf同位素分析發現,分布在華北克拉通東部的早白堊世花崗岩在成岩過程中明顯有虧損地幔物質的參與,標志著中生代晚期華北克拉通發生了大陸地殼的垂向增長(Yang et al.,2008,Geology,36(6):467—470)。結合近年來對該區強烈構造活動、金成礦大爆發等方面研究,提出華北克拉通晚中生代「去克拉通化(decratonization)」,並進一步指出這期事件可能是揚子、華北碰撞後,古太平洋板塊俯沖、rollback所引起的岩石圈減薄、地殼伸展作用的結果。 (2008/07/21 「中科院網站」)
4. 克拉通的形成意義
趙氏《地殼運動規律》雲:
克拉通,是地殼在運動過程中體現出來的一種結構現象。
克拉通的形成演化和古老性,與地殼運動和海陸結構分布有關。
目前,人們對克拉通的研究不僅膚淺,而且凌亂。
比如說:
1,在今天的地球上,哪些是古老的克拉通?
2,哪些是新克拉通?
3,哪些區域的克拉通可以周期性的出現和周期性的更新?
4,哪些區域的克拉通是地球上的過眼雲煙?會隨時間的推移作鳥獸散。
目前,地學界把克拉通理解為穩定的大陸、古老的大陸、陸核等。所有這些,都是現代地學界的一廂情願罷了。
趙氏《地殼運動規律》雲:
所謂的「克拉通」和「岩石圈」一樣,都是地殼在運動過程中體現出來的一種形態結構表象。
在地球上,本來就沒有古老的,和結構形態穩定的「克拉通」這回事兒。
所以,地球上有的克拉通顯示特別古老,有的克拉通卻遭到了破壞,或者說是更新。
所以,趙氏《地殼運動規律》又雲:
一克拉通的破壞過程,也許是該克拉通的形態結構和地質屬性再次更新過程,也許是另一個克拉通的產生過程,也許是該克拉通的消失過程。
趙氏《地殼運動規律》又雲:
「克拉通」既然可以更新,又可以變化,甚至可以消失。那麼,在這個地球上,本來就沒有「克拉通」這個事兒。
如果在你的地學空間里,還存「克拉通」,一是因為你的地學觀出現了問題,二是因為你還沒有進入真正的地學和地史的大門。
5. 克拉通盆地是怎麼形成的
cratonic basin /krei't)nik/ 油氣資源在不同類型盆地中的分布是極不均勻的。克拉通盆地中含有豐富的油氣資源,研究克拉通盆地的岩石圈結構與盆地含油氣性的關系,對有效了解盆地類型的不同及其油氣資源富集規律的差異很有幫助。 克拉通盆地區地殼厚度穩定,結晶地殼和「花崗岩層」 的厚度都相對較大。克拉通盆地的基底和地殼底面都比較平緩,基地常為平緩的大型碟狀坳陷,一般不存在強烈的莫霍面隆起,軟流圈相對較深,中-新生代岩漿活動微弱,盆地熱流值偏低。但富含油氣的大型克拉通盆地常出現與基底坳陷呈鏡像對應的局部隆起。 克拉通盆地地殼具有向下增大的正常波速結構,可分為兩層或三層。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可將地殼分為上、下兩部分:上地殼波速3600m/s,下地殼波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速層為特徵,延伸至200km。利用天然地震轉換波資料發現塔里木克拉通盆地地殼結構可分為三層,上地殼「花崗質」層P波速5600-6000m/s,中地殼波速6200-6700 m/s,並存在高速薄層,下地殼波速6500-6900 m/s,整個地殼厚度變化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特徵存在明顯差異。穩定的地盾區,上-中地殼反射較弱,下地殼出現成層性不好的強反射。而存在活化古裂谷或新斷裂活動的克拉通盆地,反射特徵與兩側地盾區明顯不同,下地殼常常出現異高速體。受後期地幔岩漿侵入影響的克拉通盆地其上地殼也可出現強反射。克拉通盆地的上地幔常出現低速層和透明反射。個別穩定地盾區的上地幔常存在傾斜反射,被解釋為古造山帶俯沖岩石圈的殘余。 大型含油氣克拉通盆地,常常發育在地殼結構薄弱帶之上。按Bally和Snelson 的盆地分類,克拉通盆地首先是發育在前中生代陸殼之上,其次是早期的裂谷地塹或以前的弧後盆地上。後來的研究者均認識到,克拉通盆地以及盆地之間拱曲的發育與前寒武紀構造域內薄弱帶關系密切。如在東西伯利亞地台、伊利諾斯盆地等克拉通之下,都存在一個古老裂谷系。在未識別出裂谷的克拉通盆地,重力異常帶、老的縫合線和網格狀的復活斷裂系都證明克拉通盆地之下存在地殼結構薄弱帶。這些結構及其引發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,可形成多套生油岩、儲集層和多種類型的圈閉。活化的或交替活動的斷裂有利於油氣的運移,引起油氣的重新分布。沿古構造帶往往構成了克拉通盆地內的油氣富集中心。 這類盆地的持續下沉可達幾億年之久。在克拉通上花崗一片麻岩穹窿的發生可以認為是由於區域變質和花崗岩化過程中比重變小,因浮力而上升,作為隱生宙構造變形一種特點。在克拉通上盆地的緩慢下沉,可以認為是由於岩石圈變冷,比重增大,因重力作用而逐漸下沉,作為顯生宙構造變形的一種方式。對克拉通盆地按其大地構造位置可以進一步劃分為兩類: 1.克拉通內部盆地:位於克拉通內部,常呈碟狀大面積穩定下沉,構造變動微弱,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:位於克拉通邊緣,向海域方向逐漸下傾
6. 克拉通盆地的含義與類型
克拉通一般被認為是具有厚層剛性大陸地殼(或岩石圈)、長期保持相對穩定、較少遭受變形的廣大區域。由於不同學者對克拉通塊體固結形成的時間看法不一,因此克拉通盆地所涵蓋的范疇也不同。王鴻禎等(1990)強調克拉通指顯生宙前褶皺形成的大陸地殼部分,與大陸地台相當,則克拉通盆地就是在前寒武紀結晶或褶皺變質基底之上發育的沉積盆地。Leighton(1991)則認為克拉通盆地可以位於結晶的前寒武紀基底之上,也可以位於古生代基底或裂陷或其他增生的大陸岩石圈物質之上,只要這種基底表現為克拉通性質。本專著採用後一種觀點,即克拉通盆地位於前中生代增生形成的剛性大陸岩石圈之上。克拉通的邊界一般定在被動大陸邊緣陸架坡折處,當被動大陸邊緣後期遭受改造後,主要逆沖帶的內側一般定為克拉通的邊界,此邊界線之內為克拉通盆地。按克拉通盆地發育的大地構造位置,可以進一步劃分為克拉通內盆地和克拉通邊緣盆地。
克拉通內盆地位於克拉通內部,平面上呈圓形、橢圓形,面積幾萬至幾百萬平方千米,為長期緩慢沉降形成,沉積厚度不大,一般 3~4 km。它可以直接形成於基底之上,也可以位於早期形成的裂谷或其他類型盆地之上(圖3-1)。少數盆地為單旋迴,多數為多旋迴。典型的沉積環境包括淺海、潟湖、潮間、濱岸、沖積平原和湖相。由於以相當平坦的沉積為主,前積和海進造成的相帶寬。克拉通內盆地的典型實例如威利斯頓、伊利諾斯、密執安、西西伯利亞、哈德遜灣、波羅的、巴拉那、巴黎盆地等。
克拉通邊緣盆地形成於克拉通邊緣或靠近克拉通邊緣,往往部分或全部被前陸盆地疊置,有的無前陸盆地層序覆蓋(圖3-1)。克拉通邊緣盆地一般表現出不對稱性,近克拉通一翼寬緩,構造變形較弱,鄰近造山帶或邊緣隆起一側沉降深,構造相對復雜些,如北美克拉通二疊盆地、西內部盆地,非洲克拉通三疊盆地,俄羅斯、西伯利亞克拉通上的伏爾加-烏拉爾盆地、東西伯利亞盆地等。克拉通邊緣盆地實際上是一個多旋迴復合盆地,早期為被動大陸邊緣,發育規模很大的沉積楔,典型沉積環境從海岸區到洋盆為沖積平原→海岸(有或無三角洲、潟湖、潮間沼澤)→淺海→陸架(可能有碳酸鹽岩台地和邊緣礁)→有深海扇、海底峽谷和濁流的陸坡→具遠源濁流等的深海平原;然後為殘留洋階段的淺海陸架沉積;最後為前陸盆地疊置,充填復理石及沖積扇、沖積平原、三角洲、海灘和淺海環境(磨拉石期)沉積。這些盆地後期發生不同程度的反轉,多呈隆坳相間格局。克拉通邊緣坳陷盆地沉降幅度一般較大,如美國二疊盆地沉積岩厚度可達1.6×104 m。與克拉通內盆地相比,克拉通邊緣盆地應主要指前陸盆地發育前的那些層序。
從油氣富集的角度看,克拉通內盆地總體上不及克拉通邊緣盆地,克拉通邊緣盆地中發育一系列大型—特大型油氣田,而克拉通內盆地則主要是中小型油氣田。
中國海相剋拉通盆地均發育在前寒武紀結晶基底之上,如華北、揚子、塔里木克拉通之上發育的鄂爾多斯、四川、塔里木盆地。其早期裂陷槽不太發育,被動陸緣發育程度不高,且大多被改造為造山帶,因此中國海相剋拉通盆地以克拉通內盆地佔主導。這些克拉通內盆地另一個特徵是上覆較厚的中新生界,沉積厚度可達10 km以上,如華北克拉通沉積岩厚度可達1.8×104 m,而國外克拉通內盆地中生界蓋層一般較薄。從後期改造程度看,由於中國克拉通規模較小,克拉通內變形較為強烈,隆坳格局分異較明顯,盆地中一般發育1~2個中央古隆起。故從盆地疊加和隆坳格局上看,中國克拉通內盆地與國外克拉通邊緣盆地又有相似之處。因此,如果烴源岩、儲層等石油地質條件優越,中國克拉通盆地可具有與國外克拉通邊緣盆地相似的、較好的含油氣前景。
7. 克拉通的形成報告
中國科學院地學部院士翟明國的研究領域——前寒武紀地質與變質地質學,是一門版很基權礎、很古老的學科,是地質學「基礎之基礎」,對我們進一步認識地球、利用地球、保護地球有著很重要的影響。
長期以來,翟明國致力於研究華北地區的克拉通地形,6月9日在中國科學院第十五次院士大會上,他作了題為《克拉通化與華北陸塊的形成》的專題報告。
在報告中,翟明國首先解釋了克拉通化在地質研究上的意義。
8. 克拉通盆地基本地質特徵
1.克拉通盆地演化的多旋迴性
較為穩定的克拉通盆地一般經歷了長達幾億年的演化。如在北美克拉通上,伊利諾斯盆地、西內部盆地、二疊盆地隨晚元古代—早寒武世大陸裂解就開始發育,早期為裂陷槽;威利斯頓、密執安盆地分別在中、晚寒武世開始發育;加拿大哈德遜灣、摩思河盆地在晚奧陶世開始發育。這些盆地中古生界沉積完整,並有部分中、新生界沉積(圖 3-8)。俄羅斯克拉通上的伏爾加—烏拉爾、莫斯科、波羅的盆地和東西伯利亞盆地在晚元古代即以裂陷槽的形式開始發育,可發育至中生代早期,盆地延續時間從 160~770Ma。華北克拉通盆地自中晚元古代以裂陷槽的形式開始發育,塔里木、四川克拉通盆地自震旦紀開始發育,它們以古生代為主體,並疊置中、新生代盆地。
圖3-15 二疊盆地主要生物礁分布
位於中陸油氣區的西內部盆地,為北美克拉通南緣的另一個古生代盆地,南鄰奧契塔褶皺帶。早期為由一條隆起帶分隔的衣阿華盆地和俄克拉荷馬盆地組成的相對統一的盆地。由於分異,在早石炭世晚期—晚石炭世早期形成隆坳相間的構造格局,隆起上油氣非常富集。盆地發育過程中多次抬升作用造成多個地層不整合,隆起區形成的背斜圈閉和地層削截不整合圈閉是主要圈閉類型,構造多寬闊、平緩。
9. 克拉通盆地的簡介
cratonic basin /krei'tɔnik/
1936年德國地質學家施蒂勒提出,現指具有厚層剛性大陸地殼(或岩石圈)、長期保持相對穩定、較少遭受變形的廣大區域。
油氣資源在不同類型盆地中的分布是極不均勻的。克拉通盆地中含有豐富的油氣資源,研究克拉通盆地的岩石圈結構與盆地含油氣性的關系,對有效了解盆地類型的不同及其油氣資源富集規律的差異很有幫助。
克拉通盆地區地殼厚度穩定,結晶地殼和「花崗岩層」 的厚度都相對較大。克拉通盆地的基底和地殼底面都比較平緩,基地常為平緩的大型碟狀坳陷,一般不存在強烈的莫霍面隆起,軟流圈相對較深,中-新生代岩漿活動微弱,盆地熱流值偏低。但富含油氣的大型克拉通盆地常出現與基底坳陷呈鏡像對應的局部隆起。
克拉通盆地地殼具有向下增大的正常波速結構,可分為兩層或三層。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可將地殼分為上、下兩部分:上地殼波速3600m/s,下地殼波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速層為特徵,延伸至200km。利用天然地震轉換波資料發現塔里木克拉通盆地地殼結構可分為三層,上地殼「花崗質」層P波速5600-6000m/s,中地殼波速6200-6700 m/s,並存在高速薄層,下地殼波速6500-6900 m/s,整個地殼厚度變化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特徵存在明顯差異。穩定的地盾區,上-中地殼反射較弱,下地殼出現成層性不好的強反射。而存在活化古裂谷或新斷裂活動的克拉通盆地,反射特徵與兩側地盾區明顯不同,下地殼常常出現異高速體。受後期地幔岩漿侵入影響的克拉通盆地其上地殼也可出現強反射。克拉通盆地的上地幔常出現低速層和透明反射。個別穩定地盾區的上地幔常存在傾斜反射,被解釋為古造山帶俯沖岩石圈的殘余。
大型含油氣克拉通盆地,常常發育在地殼結構薄弱帶之上。按Bally和Snelson 的盆地分類,克拉通盆地首先是發育在前中生代陸殼之上,其次是早期的裂谷地塹或以前的弧後盆地上。後來的研究者均認識到,克拉通盆地以及盆地之間拱曲的發育與前寒武紀構造域內薄弱帶關系密切。如在東西伯利亞地台、伊利諾斯盆地等克拉通之下,都存在一個古老裂谷系。在未識別出裂谷的克拉通盆地,重力異常帶、老的縫合線和網格狀的復活斷裂系都證明克拉通盆地之下存在地殼結構薄弱帶。這些結構及其引發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,可形成多套生油岩、儲集層和多種類型的圈閉。活化的或交替活動的斷裂有利於油氣的運移,引起油氣的重新分布。沿古構造帶往往構成了克拉通盆地內的油氣富集中心。
這類盆地的持續下沉可達幾億年之久。在克拉通上花崗一片麻岩穹窿的發生可以認為是由於區域變質和花崗岩化過程中比重變小,因浮力而上升,作為隱生宙構造變形一種特點。在克拉通上盆地的緩慢下沉,可以認為是由於岩石圈變冷,比重增大,因重力作用而逐漸下沉,作為顯生宙構造變形的一種方式。
10. 克拉通盆地的定義
克拉通盆地區地殼厚度穩定,結晶地殼和「花崗岩層」 的厚度都相對較大。克拉通盆地的基底和地殼底面都比較平緩,基地常為平緩的大型碟狀坳陷,一般不存在強烈的莫霍面隆起,軟流圈相對較深,中-新生代岩漿活動微弱,盆地熱流值偏低。但富含油氣的大型克拉通盆地常出現與基底坳陷呈鏡像對應的局部隆起。
克拉通盆地地殼具有向下增大的正常波速結構,可分為兩層或三層。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可將地殼分為上、下兩部分:上地殼波速3600m/s,下地殼波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速層為特徵,延伸至200km。利用天然地震轉換波資料發現塔里木克拉通盆地地殼結構可分為三層,上地殼「花崗質」層P波速5600-6000m/s,中地殼波速6200-6700 m/s,並存在高速薄層,下地殼波速6500-6900 m/s,整個地殼厚度變化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特徵存在明顯差異。穩定的地盾區,上-中地殼反射較弱,下地殼出現成層性不好的強反射。而存在活化古裂谷或新斷裂活動的克拉通盆地,反射特徵與兩側地盾區明顯不同,下地殼常常出現異高速體。受後期地幔岩漿侵入影響的克拉通盆地其上地殼也可出現強反射。克拉通盆地的上地幔常出現低速層和透明反射。個別穩定地盾區的上地幔常存在傾斜反射,被解釋為古造山帶俯沖岩石圈的殘余。
大型含油氣克拉通盆地,常常發育在地殼結構薄弱帶之上。按Bally和Snelson 的盆地分類,克拉通盆地首先是發育在前中生代陸殼之上,其次是早期的裂谷地塹或以前的弧後盆地上。後來的研究者均認識到,克拉通盆地以及盆地之間拱曲的發育與前寒武紀構造域內薄弱帶關系密切。如在東西伯利亞地台、伊利諾斯盆地等克拉通之下,都存在一個古老裂谷系。在未識別出裂谷的克拉通盆地,重力異常帶、老的縫合線和網格狀的復活斷裂系都證明克拉通盆地之下存在地殼結構薄弱帶。這些結構及其引發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,可形成多套生油岩、儲集層和多種類型的圈閉。活化的或交替活動的斷裂有利於油氣的運移,引起油氣的重新分布。沿古構造帶往往構成了克拉通盆地內的油氣富集中心。
這類盆地的持續下沉可達幾億年之久。在克拉通上花崗一片麻岩穹窿的發生可以認為是由於區域變質和花崗岩化過程中比重變小,因浮力而上升,作為隱生宙構造變形一種特點。在克拉通上盆地的緩慢下沉,可以認為是由於岩石圈變冷,比重增大,因重力作用而逐漸下沉,作為顯生宙構造變形的一種方式。對克拉通盆地按其大地構造位置可以進一步劃分為兩類:
1.克拉通內部盆地:位於克拉通內部,常呈碟狀大面積穩定下沉,構造變動微弱,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:位於克拉通邊緣,向海域方向逐漸下傾,如北裏海盆地