弧后盆地

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弧后盆地(边缘盆地)剖面示意图

  弧后盆地汉语拼音:huhou pendi;英语:back-arc basin),岛弧大陆一侧的深海盆地。又称边缘盆地(marɡinal basin)。水深约2,000~5,000米。与海沟、岛弧组成沟弧盆系。弧后盆地在世界许多大陆边缘均有分布,以西太平洋边缘的最为典型。

特征和分类

  大多数弧后盆地具大洋型地壳,如南海海盆地壳厚仅5~8千米。有的盆地地壳稍厚,属过渡型地壳或变薄陆壳,如东海冲绳海槽。边缘盆地内堆积着陆源、火山碎屑或远洋沉积物,厚度不一,在百米至数千米之间。基底熔岩多类似于大洋盆地的拉斑玄武岩,或略带有岛弧熔岩的特点。盆地内多见正断层、地堑等引张构造,盆缘常有陡崖。多数弧后盆地热流值较高,可达2微卡/(厘米2·秒)以上。一些弧后盆地内已发现条带磁异常,但与大洋盆地的相比,强度一般较弱,线性布局不很清晰。深海钻探、拖网采样等资料表明,弧后盆地都比较年轻,大多形成于新生代

  按地质和地球物理特征,可将弧后盆地分为四种成因类型。

  1.边缘海盆地及弧间盆地 由于弧后微型扩张,一个火山岛弧与大陆分裂,形成以洋壳为底的海盆,称为边缘海盆地,以日本海和太和盆地为代表;一个火山岛弧经向分为两个火山弧,中间的洋壳盆地称为弧间盆地,以西南太平洋汤加–克马德克岛弧后的拉岛海盆为代表。

  2.前陆盆地 在大陆型地壳上,属于陆缘延伸部分,具挤压特征的弧后盆地。以中国台湾海峡为代表。该盆地的基底由前寒武纪古生代和早中生代变质岩和海相碎屑沉积物组成。上部盖层由白垩纪古近纪浅海相、滨海相和陆相以及新近纪第四纪海相和陆相沉积所组成。位于台湾山脉东部的变质移置地体在新近纪末迁移至并增生于台湾山麓地带上,并在西部台湾山脉和雪山山脉产生指向西的推覆构造,从而使得原先的边缘海盆地受挤压剪切而转化为西部台湾海岸平原和台湾海峡的前陆盆地。前陆盆地一侧发育起来的推覆构造是A型俯冲的一种标志。在此过程中通过重叠的断层而使地层增厚,并发生褶皱。前陆盆地常有油气生成和储集。

  3.弧后转换断层盆地 弧后沿转换断层走向水平运动形成的盆地。以北美加利福尼亚湾为代表,其中以浊流沉积浅海相沉积为特征,发育有三种类型地壳,即大陆型、过渡型和大洋型地壳。

  4.弧后硅铝层上裂陷盆地 弧后大陆岩石圈下的地幔物质上拱和弧后微型扩张作用而形成的拉张型盆地。以中国东部弧后盆地为代表,包括松辽盆地下辽河盆地渤海盆地华北盆地、苏北和南黄海盆地。这些盆地以具有陆壳结构和高热流为特征,往往以生长断层为边界形成地堑或箕状构造和地垒相间的复杂构造,显示其拉张的特点。

成因

  板块构造理论认为,由于板块俯冲作用使岛弧裂离大陆或岛弧本身分裂而形成弧后盆地。弧后硅铝层上的裂陷盆地、边缘海盆地及弧间盆地等都是这种弧后扩张的产物。前陆盆地则是原先的边缘海盆地因受后期挤压而转化为挤压性盆地。另外,弧后的剪切应力作用则可形成加利福尼亚型的弧后转换断层盆地。

  关于弧后扩张的动力机制,尚有不同见解。一些学者认为板块俯冲引起热地幔主动地呈底辟上涌,或引起次一级的地幔上升流,可成为弧后扩张的动力。另一些学者注意到太平洋东缘的俯冲作用并未形成边缘盆地,俯冲带的存在还不是弧后扩张的充分条件。他们认为弧后扩张可能与上覆板块和俯冲板块之间耦合不紧密有关。