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地质上的克拉通是什么意思

发布时间: 2021-03-04 22:38:15

1. 什么是克拉通盆地

油气资源在不同类型盆地中的分布是极不均匀的。克拉通盆地中含有丰富的油气资源,研究克拉通盆地的岩石圈结构与盆地含油气性的关系,对有效了解盆地类型的不同及其油气资源富集规律的差异很有帮助。
克拉通盆地区地壳厚度稳定,结晶地壳和“花岗岩层” 的厚度都相对较大。克拉通盆地的基底和地壳底面都比较平缓,基地常为平缓的大型碟状坳陷,一般不存在强烈的莫霍面隆起,软流圈相对较深,中-新生代岩浆活动微弱,盆地热流值偏低。但富含油气的大型克拉通盆地常出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。
克拉通盆地地壳具有向下增大的正常波速结构,可分为两层或三层。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可将地壳分为上、下两部分:上地壳波速3600m/s,下地壳波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速层为特征,延伸至200km。利用天然地震转换波资料发现塔里木克拉通盆地地壳结构可分为三层,上地壳“花岗质”层P波速5600-6000m/s,中地壳波速6200-6700 m/s,并存在高速薄层,下地壳波速6500-6900 m/s,整个地壳厚度变化幅度在38-52km。
不同的克拉通盆地地震反射特征存在明显差异。稳定的地盾区,上-中地壳反射较弱,下地壳出现成层性不好的强反射。而存在活化古裂谷或新断裂活动的克拉通盆地,反射特征与两侧地盾区明显不同,下地壳常常出现异高速体。受后期地幔岩浆侵入影响的克拉通盆地其上地壳也可出现强反射。克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射。个别稳定地盾区的上地幔常存在倾斜反射,被解释为古造山带俯冲岩石圈的残余。
在伊利诺斯盆地,沿着复活的古老Reelfot复合断裂带,地壳底部普遍存在异常高速层,地震纵波速度为7300m/s,最大厚度达18km,高速层被解释为沿Reelfot断裂带北端三岔点地幔隆起和地幔物质注入而引起的“正常”地壳改变。
大型含油气克拉通盆地,常常发育在地壳结构薄弱带之上。按Bally和Snelson 的盆地分类,克拉通盆地首先是发育在前中生代陆壳之上,其次是早期的裂谷地堑或以前的弧后盆地上。后来的研究者均认识到,克拉通盆地以及盆地之间拱曲的发育与前寒武纪构造域内薄弱带关系密切。如在东西伯利亚地台、伊利诺斯盆地等克拉通之下,都存在一个古老裂谷系。在未识别出裂谷的克拉通盆地,重力异常带、老的缝合线和网格状的复活断裂系都证明克拉通盆地之下存在地壳结构薄弱带。这些结构及其引发的地质过程是导致克拉通盆地间歇沉降的重要因素。克拉通盆地长期相对稳定的地质背景,可形成多套生油岩、储集层和多种类型的圈闭。活化的或交替活动的断裂有利于油气的运移,引起油气的重新分布。沿古构造带往往构成了克拉通盆地内的油气富集中心。

2. 能否详细地解释地质名词“克拉通”(craton)

地壳上长期复稳定的构造单元制 。W.H.施蒂勒1936年提出,作为与造山带相对应的地壳稳定地区。克拉通一词源于希腊语Kratos ,意为强度。施蒂勒当时还划分出高克拉通和低克拉通,分别对应于大陆和大洋盆地,由于后来已证实大洋是活动的年轻地壳(见海底扩张说),今克拉通一词仅用于大陆地区,是地盾和地台的统称。

3. 什么是‘克拉通化’

克拉通(Craton)是由上部前寒武纪地壳和下部巨厚、冷的、耐熔的岩石圈地幔组成。它是地球上重要的构造单元,也是地球上最稳定的地区,通常认为自克拉通化之后不会再有强烈的岩浆、构造活动和显著的大陆地壳的生长。华北陆块在古元古代东、西部陆块的碰撞拼合作用之后形成稳定的克拉通。然而,自中生代以来却发育着大面积的花岗岩和火山岩。这一地质现象与其它稳定的克拉通明显不同,对这一现象的解释和研究对探索地球上克拉通的形成与演化、地质历史时期超大陆的形成与演化、大陆地壳的生长具有重要的地质意义。在2008年6月份最新出版的国际著名地学刊物《地质学》(Geology)上,中国科学院地质与地球物理研究所年轻科研人员杨进辉研究员等通过锆石的原位微区U—Pb定年和Hf同位素分析发现,分布在华北克拉通东部的早白垩世花岗岩在成岩过程中明显有亏损地幔物质的参与,标志着中生代晚期华北克拉通发生了大陆地壳的垂向增长(Yang et al.,2008,Geology,36(6):467—470)。结合近年来对该区强烈构造活动、金成矿大爆发等方面研究,提出华北克拉通晚中生代“去克拉通化(decratonization)”,并进一步指出这期事件可能是扬子、华北碰撞后,古太平洋板块俯冲、rollback所引起的岩石圈减薄、地壳伸展作用的结果。 (2008/07/21 “中科院网站”)

4. 克拉通的形成意义

赵氏《地壳运动规律》云:
克拉通,是地壳在运动过程中体现出来的一种结构现象。
克拉通的形成演化和古老性,与地壳运动和海陆结构分布有关。
目前,人们对克拉通的研究不仅肤浅,而且凌乱。
比如说:
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,哪些区域的克拉通可以周期性的出现和周期性的更新?
4,哪些区域的克拉通是地球上的过眼云烟?会随时间的推移作鸟兽散。
目前,地学界把克拉通理解为稳定的大陆、古老的大陆、陆核等。所有这些,都是现代地学界的一厢情愿罢了。
赵氏《地壳运动规律》云:
所谓的“克拉通”和“岩石圈”一样,都是地壳在运动过程中体现出来的一种形态结构表象。
在地球上,本来就没有古老的,和结构形态稳定的“克拉通”这回事儿。
所以,地球上有的克拉通显示特别古老,有的克拉通却遭到了破坏,或者说是更新。
所以,赵氏《地壳运动规律》又云:
一克拉通的破坏过程,也许是该克拉通的形态结构和地质属性再次更新过程,也许是另一个克拉通的产生过程,也许是该克拉通的消失过程。
赵氏《地壳运动规律》又云:
“克拉通”既然可以更新,又可以变化,甚至可以消失。那么,在这个地球上,本来就没有“克拉通”这个事儿。
如果在你的地学空间里,还存“克拉通”,一是因为你的地学观出现了问题,二是因为你还没有进入真正的地学和地史的大门。

5. 克拉通盆地是怎么形成的

cratonic basin /krei't)nik/ 油气资源在不同类型盆地中的分布是极不均匀的。克拉通盆地中含有丰富的油气资源,研究克拉通盆地的岩石圈结构与盆地含油气性的关系,对有效了解盆地类型的不同及其油气资源富集规律的差异很有帮助。 克拉通盆地区地壳厚度稳定,结晶地壳和“花岗岩层” 的厚度都相对较大。克拉通盆地的基底和地壳底面都比较平缓,基地常为平缓的大型碟状坳陷,一般不存在强烈的莫霍面隆起,软流圈相对较深,中-新生代岩浆活动微弱,盆地热流值偏低。但富含油气的大型克拉通盆地常出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。 克拉通盆地地壳具有向下增大的正常波速结构,可分为两层或三层。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可将地壳分为上、下两部分:上地壳波速3600m/s,下地壳波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速层为特征,延伸至200km。利用天然地震转换波资料发现塔里木克拉通盆地地壳结构可分为三层,上地壳“花岗质”层P波速5600-6000m/s,中地壳波速6200-6700 m/s,并存在高速薄层,下地壳波速6500-6900 m/s,整个地壳厚度变化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特征存在明显差异。稳定的地盾区,上-中地壳反射较弱,下地壳出现成层性不好的强反射。而存在活化古裂谷或新断裂活动的克拉通盆地,反射特征与两侧地盾区明显不同,下地壳常常出现异高速体。受后期地幔岩浆侵入影响的克拉通盆地其上地壳也可出现强反射。克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射。个别稳定地盾区的上地幔常存在倾斜反射,被解释为古造山带俯冲岩石圈的残余。 大型含油气克拉通盆地,常常发育在地壳结构薄弱带之上。按Bally和Snelson 的盆地分类,克拉通盆地首先是发育在前中生代陆壳之上,其次是早期的裂谷地堑或以前的弧后盆地上。后来的研究者均认识到,克拉通盆地以及盆地之间拱曲的发育与前寒武纪构造域内薄弱带关系密切。如在东西伯利亚地台、伊利诺斯盆地等克拉通之下,都存在一个古老裂谷系。在未识别出裂谷的克拉通盆地,重力异常带、老的缝合线和网格状的复活断裂系都证明克拉通盆地之下存在地壳结构薄弱带。这些结构及其引发的地质过程是导致克拉通盆地间歇沉降的重要因素。克拉通盆地长期相对稳定的地质背景,可形成多套生油岩、储集层和多种类型的圈闭。活化的或交替活动的断裂有利于油气的运移,引起油气的重新分布。沿古构造带往往构成了克拉通盆地内的油气富集中心。 这类盆地的持续下沉可达几亿年之久。在克拉通上花岗一片麻岩穹窿的发生可以认为是由于区域变质和花岗岩化过程中比重变小,因浮力而上升,作为隐生宙构造变形一种特点。在克拉通上盆地的缓慢下沉,可以认为是由于岩石圈变冷,比重增大,因重力作用而逐渐下沉,作为显生宙构造变形的一种方式。对克拉通盆地按其大地构造位置可以进一步划分为两类: 1.克拉通内部盆地:位于克拉通内部,常呈碟状大面积稳定下沉,构造变动微弱,倾角平缓,如密歇根盆地及威利斯顿盆地; 2.克拉通边缘盆地:位于克拉通边缘,向海域方向逐渐下倾

6. 克拉通盆地的含义与类型

克拉通一般被认为是具有厚层刚性大陆地壳(或岩石圈)、长期保持相对稳定、较少遭受变形的广大区域。由于不同学者对克拉通块体固结形成的时间看法不一,因此克拉通盆地所涵盖的范畴也不同。王鸿祯等(1990)强调克拉通指显生宙前褶皱形成的大陆地壳部分,与大陆地台相当,则克拉通盆地就是在前寒武纪结晶或褶皱变质基底之上发育的沉积盆地。Leighton(1991)则认为克拉通盆地可以位于结晶的前寒武纪基底之上,也可以位于古生代基底或裂陷或其他增生的大陆岩石圈物质之上,只要这种基底表现为克拉通性质。本专著采用后一种观点,即克拉通盆地位于前中生代增生形成的刚性大陆岩石圈之上。克拉通的边界一般定在被动大陆边缘陆架坡折处,当被动大陆边缘后期遭受改造后,主要逆冲带的内侧一般定为克拉通的边界,此边界线之内为克拉通盆地。按克拉通盆地发育的大地构造位置,可以进一步划分为克拉通内盆地和克拉通边缘盆地。

克拉通内盆地位于克拉通内部,平面上呈圆形、椭圆形,面积几万至几百万平方千米,为长期缓慢沉降形成,沉积厚度不大,一般 3~4 km。它可以直接形成于基底之上,也可以位于早期形成的裂谷或其他类型盆地之上(图3-1)。少数盆地为单旋回,多数为多旋回。典型的沉积环境包括浅海、潟湖、潮间、滨岸、冲积平原和湖相。由于以相当平坦的沉积为主,前积和海进造成的相带宽。克拉通内盆地的典型实例如威利斯顿、伊利诺斯、密执安、西西伯利亚、哈德逊湾、波罗的、巴拉那、巴黎盆地等。

克拉通边缘盆地形成于克拉通边缘或靠近克拉通边缘,往往部分或全部被前陆盆地叠置,有的无前陆盆地层序覆盖(图3-1)。克拉通边缘盆地一般表现出不对称性,近克拉通一翼宽缓,构造变形较弱,邻近造山带或边缘隆起一侧沉降深,构造相对复杂些,如北美克拉通二叠盆地、西内部盆地,非洲克拉通三叠盆地,俄罗斯、西伯利亚克拉通上的伏尔加-乌拉尔盆地、东西伯利亚盆地等。克拉通边缘盆地实际上是一个多旋回复合盆地,早期为被动大陆边缘,发育规模很大的沉积楔,典型沉积环境从海岸区到洋盆为冲积平原→海岸(有或无三角洲、潟湖、潮间沼泽)→浅海→陆架(可能有碳酸盐岩台地和边缘礁)→有深海扇、海底峡谷和浊流的陆坡→具远源浊流等的深海平原;然后为残留洋阶段的浅海陆架沉积;最后为前陆盆地叠置,充填复理石及冲积扇、冲积平原、三角洲、海滩和浅海环境(磨拉石期)沉积。这些盆地后期发生不同程度的反转,多呈隆坳相间格局。克拉通边缘坳陷盆地沉降幅度一般较大,如美国二叠盆地沉积岩厚度可达1.6×104 m。与克拉通内盆地相比,克拉通边缘盆地应主要指前陆盆地发育前的那些层序。

从油气富集的角度看,克拉通内盆地总体上不及克拉通边缘盆地,克拉通边缘盆地中发育一系列大型—特大型油气田,而克拉通内盆地则主要是中小型油气田。

中国海相克拉通盆地均发育在前寒武纪结晶基底之上,如华北、扬子、塔里木克拉通之上发育的鄂尔多斯、四川、塔里木盆地。其早期裂陷槽不太发育,被动陆缘发育程度不高,且大多被改造为造山带,因此中国海相克拉通盆地以克拉通内盆地占主导。这些克拉通内盆地另一个特征是上覆较厚的中新生界,沉积厚度可达10 km以上,如华北克拉通沉积岩厚度可达1.8×104 m,而国外克拉通内盆地中生界盖层一般较薄。从后期改造程度看,由于中国克拉通规模较小,克拉通内变形较为强烈,隆坳格局分异较明显,盆地中一般发育1~2个中央古隆起。故从盆地叠加和隆坳格局上看,中国克拉通内盆地与国外克拉通边缘盆地又有相似之处。因此,如果烃源岩、储层等石油地质条件优越,中国克拉通盆地可具有与国外克拉通边缘盆地相似的、较好的含油气前景。

7. 克拉通的形成报告

中国科学院地学部院士翟明国的研究领域——前寒武纪地质与变质地质学,是一门版很基权础、很古老的学科,是地质学“基础之基础”,对我们进一步认识地球、利用地球、保护地球有着很重要的影响。
长期以来,翟明国致力于研究华北地区的克拉通地形,6月9日在中国科学院第十五次院士大会上,他作了题为《克拉通化与华北陆块的形成》的专题报告。
在报告中,翟明国首先解释了克拉通化在地质研究上的意义。

8. 克拉通盆地基本地质特征

1.克拉通盆地演化的多旋回性

较为稳定的克拉通盆地一般经历了长达几亿年的演化。如在北美克拉通上,伊利诺斯盆地、西内部盆地、二叠盆地随晚元古代—早寒武世大陆裂解就开始发育,早期为裂陷槽;威利斯顿、密执安盆地分别在中、晚寒武世开始发育;加拿大哈德逊湾、摩思河盆地在晚奥陶世开始发育。这些盆地中古生界沉积完整,并有部分中、新生界沉积(图 3-8)。俄罗斯克拉通上的伏尔加—乌拉尔、莫斯科、波罗的盆地和东西伯利亚盆地在晚元古代即以裂陷槽的形式开始发育,可发育至中生代早期,盆地延续时间从 160~770Ma。华北克拉通盆地自中晚元古代以裂陷槽的形式开始发育,塔里木、四川克拉通盆地自震旦纪开始发育,它们以古生代为主体,并叠置中、新生代盆地。

图3-15 二叠盆地主要生物礁分布

位于中陆油气区的西内部盆地,为北美克拉通南缘的另一个古生代盆地,南邻奥契塔褶皱带。早期为由一条隆起带分隔的衣阿华盆地和俄克拉荷马盆地组成的相对统一的盆地。由于分异,在早石炭世晚期—晚石炭世早期形成隆坳相间的构造格局,隆起上油气非常富集。盆地发育过程中多次抬升作用造成多个地层不整合,隆起区形成的背斜圈闭和地层削截不整合圈闭是主要圈闭类型,构造多宽阔、平缓。

9. 克拉通盆地的简介

cratonic basin /krei'tɔnik/
1936年德国地质学家施蒂勒提出,现指具有厚层刚性大陆地壳(或岩石圈)、长期保持相对稳定、较少遭受变形的广大区域。
油气资源在不同类型盆地中的分布是极不均匀的。克拉通盆地中含有丰富的油气资源,研究克拉通盆地的岩石圈结构与盆地含油气性的关系,对有效了解盆地类型的不同及其油气资源富集规律的差异很有帮助。
克拉通盆地区地壳厚度稳定,结晶地壳和“花岗岩层” 的厚度都相对较大。克拉通盆地的基底和地壳底面都比较平缓,基地常为平缓的大型碟状坳陷,一般不存在强烈的莫霍面隆起,软流圈相对较深,中-新生代岩浆活动微弱,盆地热流值偏低。但富含油气的大型克拉通盆地常出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。
克拉通盆地地壳具有向下增大的正常波速结构,可分为两层或三层。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可将地壳分为上、下两部分:上地壳波速3600m/s,下地壳波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速层为特征,延伸至200km。利用天然地震转换波资料发现塔里木克拉通盆地地壳结构可分为三层,上地壳“花岗质”层P波速5600-6000m/s,中地壳波速6200-6700 m/s,并存在高速薄层,下地壳波速6500-6900 m/s,整个地壳厚度变化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特征存在明显差异。稳定的地盾区,上-中地壳反射较弱,下地壳出现成层性不好的强反射。而存在活化古裂谷或新断裂活动的克拉通盆地,反射特征与两侧地盾区明显不同,下地壳常常出现异高速体。受后期地幔岩浆侵入影响的克拉通盆地其上地壳也可出现强反射。克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射。个别稳定地盾区的上地幔常存在倾斜反射,被解释为古造山带俯冲岩石圈的残余。
大型含油气克拉通盆地,常常发育在地壳结构薄弱带之上。按Bally和Snelson 的盆地分类,克拉通盆地首先是发育在前中生代陆壳之上,其次是早期的裂谷地堑或以前的弧后盆地上。后来的研究者均认识到,克拉通盆地以及盆地之间拱曲的发育与前寒武纪构造域内薄弱带关系密切。如在东西伯利亚地台、伊利诺斯盆地等克拉通之下,都存在一个古老裂谷系。在未识别出裂谷的克拉通盆地,重力异常带、老的缝合线和网格状的复活断裂系都证明克拉通盆地之下存在地壳结构薄弱带。这些结构及其引发的地质过程是导致克拉通盆地间歇沉降的重要因素。克拉通盆地长期相对稳定的地质背景,可形成多套生油岩、储集层和多种类型的圈闭。活化的或交替活动的断裂有利于油气的运移,引起油气的重新分布。沿古构造带往往构成了克拉通盆地内的油气富集中心。
这类盆地的持续下沉可达几亿年之久。在克拉通上花岗一片麻岩穹窿的发生可以认为是由于区域变质和花岗岩化过程中比重变小,因浮力而上升,作为隐生宙构造变形一种特点。在克拉通上盆地的缓慢下沉,可以认为是由于岩石圈变冷,比重增大,因重力作用而逐渐下沉,作为显生宙构造变形的一种方式。

10. 克拉通盆地的定义

克拉通盆地区地壳厚度稳定,结晶地壳和“花岗岩层” 的厚度都相对较大。克拉通盆地的基底和地壳底面都比较平缓,基地常为平缓的大型碟状坳陷,一般不存在强烈的莫霍面隆起,软流圈相对较深,中-新生代岩浆活动微弱,盆地热流值偏低。但富含油气的大型克拉通盆地常出现与基底坳陷呈镜像对应的局部隆起。
克拉通盆地地壳具有向下增大的正常波速结构,可分为两层或三层。如南美的巴拉那盆底利用S波的速度可将地壳分为上、下两部分:上地壳波速3600m/s,下地壳波速3650m/s,平均莫霍面深度在42km,上地幔以4700m/s的高速层为特征,延伸至200km。利用天然地震转换波资料发现塔里木克拉通盆地地壳结构可分为三层,上地壳“花岗质”层P波速5600-6000m/s,中地壳波速6200-6700 m/s,并存在高速薄层,下地壳波速6500-6900 m/s,整个地壳厚度变化幅度在38-52km。 不同的克拉通盆地地震反射特征存在明显差异。稳定的地盾区,上-中地壳反射较弱,下地壳出现成层性不好的强反射。而存在活化古裂谷或新断裂活动的克拉通盆地,反射特征与两侧地盾区明显不同,下地壳常常出现异高速体。受后期地幔岩浆侵入影响的克拉通盆地其上地壳也可出现强反射。克拉通盆地的上地幔常出现低速层和透明反射。个别稳定地盾区的上地幔常存在倾斜反射,被解释为古造山带俯冲岩石圈的残余。
大型含油气克拉通盆地,常常发育在地壳结构薄弱带之上。按Bally和Snelson 的盆地分类,克拉通盆地首先是发育在前中生代陆壳之上,其次是早期的裂谷地堑或以前的弧后盆地上。后来的研究者均认识到,克拉通盆地以及盆地之间拱曲的发育与前寒武纪构造域内薄弱带关系密切。如在东西伯利亚地台、伊利诺斯盆地等克拉通之下,都存在一个古老裂谷系。在未识别出裂谷的克拉通盆地,重力异常带、老的缝合线和网格状的复活断裂系都证明克拉通盆地之下存在地壳结构薄弱带。这些结构及其引发的地质过程是导致克拉通盆地间歇沉降的重要因素。克拉通盆地长期相对稳定的地质背景,可形成多套生油岩、储集层和多种类型的圈闭。活化的或交替活动的断裂有利于油气的运移,引起油气的重新分布。沿古构造带往往构成了克拉通盆地内的油气富集中心。
这类盆地的持续下沉可达几亿年之久。在克拉通上花岗一片麻岩穹窿的发生可以认为是由于区域变质和花岗岩化过程中比重变小,因浮力而上升,作为隐生宙构造变形一种特点。在克拉通上盆地的缓慢下沉,可以认为是由于岩石圈变冷,比重增大,因重力作用而逐渐下沉,作为显生宙构造变形的一种方式。对克拉通盆地按其大地构造位置可以进一步划分为两类:
1.克拉通内部盆地:位于克拉通内部,常呈碟状大面积稳定下沉,构造变动微弱,倾角平缓,如密歇根盆地及威利斯顿盆地;
2.克拉通边缘盆地:位于克拉通边缘,向海域方向逐渐下倾,如北里海盆地

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