1、被動大陸邊緣形成機理與沉積特征 摘要大陸邊緣作為地球上沉積物堆積的主要區(qū)域，其沉積層保存著全球海平面變化、氣候變化、巖石圈變形、大洋環(huán)流、地球化學循環(huán)、有機生產(chǎn)力和沉積物補給等重要信息。被動大陸邊緣是板塊運動旋回中拉張階段形成的，主要分為三類：非火山型（或沉積型）、火山型和張裂-轉換型（或剪切型）。不同類型的被動大陸邊緣的形成機制不同?；鹕叫捅粍哟箨戇吘壴从谥鲃恿压?，非火山型由于源于被動裂谷模型，剪切型形成演化機制有三個階段。被動大陸邊緣由大陸架、大陸坡和大陸麓組成，其沉積特征也存在差異。陸架上接受陸源沉積（三角洲）或碳酸鹽沉積，陸坡上接受濁流沉積和滑塌沉積，陸麓接受濁流、滑塌以及等深流沉積。

2、 關鍵詞被動大陸邊緣 形成機理 沉積特征 中圖分類號 P736.15 文獻碼 B 文章編號 1000-405X（2014）-6-73-1 0前言 被動大陸邊緣（即大西洋型大陸邊緣或張裂邊緣）是在大陸張裂、破裂以及洋中脊形成的背景下發(fā)育起來的，其拉張作用被認為代表了從大陸張裂到海底擴張作用的中間階段，包含著大陸張裂繼之洋殼形成（海底擴張）的重要信息。 目前全球被動大陸邊緣總長度大約105000km，主要分布在大西洋周邊，包括北冰洋、挪威海、北大西洋和南大西洋的邊緣，此外還包括印度洋（除巽他弧外）、圍繞南極的大洋（除斯科舍弧外）以及太平洋的一部分邊緣盆地。最新形成的被動大陸邊緣是紅海，大約形成于5

3、Ma，形成時間最老的被動大陸邊緣是非洲東部海岸的莫桑比克部分約180Ma，現(xiàn)代被動大陸邊緣平均年齡在104Ma。 被動大陸邊緣位于板塊內部，被動地隨著板塊移動，缺乏海溝俯沖帶，故無強烈的地震、火山活動和造山運動，但是曾遭受顯著的沉陷和張裂活動，發(fā)育有巨厚的沉積物。它基本上是由水深不斷增加的大陸架、大陸坡和大陸?。ɑ蚍Q大陸裾）組成。被動大陸邊緣主要分為三種類型：非火山型被動大陸邊緣（或沉積型）、火山型被動大陸邊緣和張裂轉換型邊緣（或剪切型）。 1形成機理 1.1火山型被動大陸邊緣 火山型被動大陸邊緣，一般比較狹窄，地殼拉伸變薄所起的作用有限，巖漿活動占據(jù)主導地位，在大陸地殼與正常洋殼之間有巨厚的

4、向海傾斜的火成巖地殼。挪威岸外的沃林海臺、西羅卡爾灘和東格陵蘭邊緣是火山型邊緣的典型例子1。相對于非火山型被動大陸邊緣，火山型被動大陸邊緣本身較窄，而且在大陸破裂期間發(fā)育一套較厚的巖漿巖地殼4。 不同類型的被動大陸邊緣的形成機制不同?；鹕叫捅粍哟箨戇吘壴从谥鲃恿压?，根據(jù)主動裂谷模型，一個比正常地幔熱的地幔（例如地幔柱）會通過熱作用來減薄巖石圈的底部。由于巖石圈減薄時地幔壓力會持續(xù)減小，且其速率會隨時間而增加，因而會發(fā)生絕熱的地幔熔融。這兩個階段可能是分開的：（1）溢流玄武巖階段，同期發(fā)生很小的地殼拉張，（2）分裂階段，與火山型被動大陸邊緣的形成有關。分裂相對于和巖石圈變薄有關的拉張力來說是連續(xù)

5、的。 1.2非火山型被動大陸邊緣 非火山型被動邊緣以破裂過程中巖漿量稀少為特點。通過地幔去頂作用，地殼和巖石圈在數(shù)十至上百公里范圍內發(fā)生強烈的拉張減薄作用。洋陸過渡帶中廣泛出現(xiàn)蛇紋巖化地幔橄欖巖。廣闊的邊緣常出現(xiàn)脆性斷裂和斷塊作用，以及下地殼上地幔的塑性拉伸變形。紅海、伊比利亞半島西緣、北比斯開灣邊緣等為沉積層較薄的貧瘠型非火山邊緣；美國東部沿喬治灘邊緣則為沉積層較厚的豐腴型非火山邊緣。 板塊構造應力在被動裂谷模型中驅動巖石圈擴張，減薄區(qū)之下有浮力的巖石圈地幔被動地上升。沉降及沉積作用既發(fā)生于同裂谷期，也發(fā)生于后裂谷期。當被動伸展發(fā)生的時候，地幔熔融是巖石圈動力拉伸的后期結果。 1.3張裂轉換

6、型邊緣（或剪切型） 張裂轉換型邊緣，以張裂形變中伴有頗大的走滑剪切分量為特征，且陸坡比較陡峭，陸隆發(fā)育較差，其上缺乏巨厚的沉積楔形體，整個大陸邊緣的寬度也較小。ODP159航次對西非象牙海岸加納的轉換型邊緣的鉆探，確定它是從陸內剪切錯動（如圣安德烈斯斷層系）至大洋轉換斷層帶（如加利福尼亞灣）的演化過程中發(fā)育而來。 剪切（轉換）型被動大陸邊緣與火山型和非火山型被動大陸邊緣相比，其形成演化機制差異較大。Kodjopaetal將剪切型被動大陸邊緣演化分為三個階段。在陸內剪切階段，分開的盆地可能是沿巖石圈尺度的走滑斷層位移導致的結果，因為這個階段伴隨著裂谷作用和減薄作用，伸展的大陸巖石圈沿初期的陸內轉

7、換與正常厚度的巖石圈并列存在。第二個階段開始于新的洋殼巖石圈沿一個擴張中心形成并產(chǎn)生一個活躍的洋陸轉換帶時。新形成的、熱的大洋巖石圈和老的、冷的大陸巖石圈之間的明顯接觸導致了一些現(xiàn)象，如熱交換被預測會導致陸殼的加熱和隆升，尤其是在靠近洋陸邊界處。第三個階段是被動邊緣階段，開始時間是洋脊越過未伸展的西非大陸巖石圈時轉換運動停止時，預測這個階段以被動邊緣的緩慢熱沉降為特征。 2沉積特征 2.1一般特征 穩(wěn)定的大陸邊緣，缺失海溝俯沖帶?？沙惺軓娏业某料莺蛷埩鸦顒?，接受巨量沉積物，是現(xiàn)代地槽區(qū)。基底常見裂谷式沉積，有時有陸相紅層、鹽類和火山活動等沉積物，向上逐漸出現(xiàn)海相層，并形成海侵序列。在大規(guī)模海相

8、沉積之前，常由裂谷發(fā)育（胚胎期）逐步過渡到紅海階段（初始期）。 2.2沉積作用 被動大陸邊緣由大陸架、大陸坡和大陸麓組成。 陸架上：接受陸源沉積（三角洲）或碳酸鹽沉積，后者主要是生物碎屑沉積。大量底棲生物。生物碳酸鹽沉積主要見于熱帶和溫帶；寒帶不利于碳酸鹽的沉積，而是硅藻土較為常見。 陸坡上：濁流沉積，沿海底峽谷被帶過大陸坡，輸往大陸麓，有些濁流沉積在陸坡上?；练e，與斜坡過陡或沉積物堆積過快有關，也可受到風暴、地震（海嘯）、火山等觸發(fā)而引起。 陸麓上：除濁流和滑塌帶來的大量沉積物外，等深流也相當活躍。等深流具連續(xù)作用性質，常沿大陸麓活動。等深流搬運和沉積粘土、粉砂、細砂。所以，陸麓上有濁流沉積（濁積巖）、滑塌沉積（滑塌角礫巖）、等深流沉積（等深積巖）。向大洋一側，逐漸過渡為深海平原。