《Journal of Asian Earth Sciences》:Sedimentary evolution of the
syn-rift mixed siliciclastic-carbonate Miocene succession in the Midyan Basin, NW Saudi Arabia: A Fault-controlled accommodation
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•中新世地层序列记录了同裂谷时期从河流相到浅海相再到深海相的渐进式加深受裂过程。•中缅盆地的可容受空间、相分布和沉积物扩散受东北—西南向及西北—东南向断裂系统控制。•裂谷晚期分段及构造抬升导致隔离次盆中局部蒸发岩沉积。引言裂谷相关沉积盆地以沉降、抬升、断裂控制的可容受空间和沉
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中新世地层序列记录了同裂谷时期从河流相到浅海相再到深海相的渐进式加深受裂过程。
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中缅盆地的可容受空间、相分布和沉积物扩散受东北—西南向及西北—东南向断裂系统控制。
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裂谷晚期分段及构造抬升导致隔离次盆中局部蒸发岩沉积。
引言
裂谷相关沉积盆地以沉降、抬升、断裂控制的可容受空间和沉积物扩散的复杂且空间可变的模式为特征,这些模式对沉积相和沉积环境的分布与构造起到根本性的控制作用。这些控制因素通常会在沉积地层序列中产生显著的横向和垂向变化,并可形成大陆、浅海、深海和蒸发岩沉积系统之间的复杂相互作用(Mount, 1985, Chiarella et al., 2017; Vector et al., 2026)。裂谷盆地的意义不仅在于其对盆地演化的理解,更在于全球超过三分之一的油气藏分布于裂谷相关构造背景中(Mount, 1985, Sallam et al., 2019a, Sallam et al., 2019b, Sallam and Ruban, 2020)。当硅质碎屑岩与碳酸盐岩系统共存时,会形成更为复杂的沉积构造,因为沉积物供给、可容受空间、水深、沉积能量和碳酸盐岩产率的变化都会影响这两种沉积类型的分布和相互作用(Mount, 1985, Chiarella et al., 2017; Vector et al., 2026)。因此,理解这些控制因素的相对重要性对于重建混合硅质碎屑岩—碳酸盐岩系统的演化以及建立裂谷盆地中相分布和地层构造的可靠模型至关重要。沙特阿拉伯西北部的中缅盆地提供了一个研究这些过程的绝佳天然实验室,因为其出露良好的中新世地层序列保存了红海裂谷演化过程中形成的多种沉积环境。这些对比鲜明的沉积系统为研究可容受空间变化、沉积物供给、盆地构型和沉积过程如何影响同裂谷沉积地层序列的空间和时间演化提供了契机。
先前的研究已显著提高了对中缅盆地地层学、沉积学、生物地层学、成岩作用、构造演化和储层特征的认识(例如,Clark, 1986; LeNindre et al., 1986; Taj, 1991, Hughes et al., 1995, Hughes et al., 1999, Hughes et al., 2000, Al-Ramadan et al., 2013; Al Laboun et al., 2013; Hughes, 2014, Tubbs et al., 2014, ?enalp and Tetiker, 2021, Zerpa, 2022, Hussain et al., 2024, Butt et al., 2024; Pena et al., 2025; Yahya et al., 2026)。然而,将相分布、地层构造、沉积厚度、横向相关系以及裂谷阶段中新世整个地层序列中沉积环境的连续变化联系起来的综合沉积学评估仍然有限。因此,本研究旨在对中缅盆地整个中新世同裂谷地层序列的沉积演化进行综合重建。具体而言,本研究的目标是:(1)表征中新世地层序列中的主要岩相和相组合;(2)重建相关沉积环境的空间和时间演化;(3)评估盆地范围内地层构造和沉积厚度的变化;(4)评估构造控制的可容受空间、沉积物供给、沉积过程和盆地构型变化对地层序列发育的相对影响。这种综合方法为完整出露的中新世同裂谷地层序列提供了统一的沉积学重建,并为混合硅质碎屑岩—碳酸盐岩沉积系统在裂谷盆地渐进发育过程中的演化提供了新的见解。
章节片段
地质背景
研究区域位于沙特阿拉伯西北部中缅盆地的NEOM地区。研究区域的具体坐标约为东经34°33′54.359″、北纬28°01′17.244″和东经35°13′34.684″、北纬28°41′27.738″(图1A;表1)。包含研究区域的中缅半岛位于吉达以北约1000公里处,塔布克以西约300公里处。其南部以红海为界,西部以亚喀湾为界,而北部山地则为前寒武纪……
材料与方法
本研究的目标是通过结合野外观察和实验室研究的综合方法来实现的。野外工作是在研究区域内的各个地质地点进行的。在这些地点,多个地层剖面被逐一描述并组合成十组综合剖面(表1)。在本研究中,测量和描述了十一组综合地层剖面,代表不同地点的渐新世—中新世岩层露头(
岩性地层学
中缅盆地中新世研究地层序列由三个叠置的地层组组成,从底至顶依次为Sharik组、Musayr组和Nutaysh组。Sharik组代表研究区域内最古老的沉积岩单位。它由红棕色砾岩和砂岩以及次级泥岩组成。它主要出露在中缅盆地的北部(图1A)。共测量了三条剖面(Sh1–Sh3)。在西北部、中部和东北部地区,Sharik组……
中新世沉积系统的沉积演化
同裂谷盆地中混合硅质碎屑岩—碳酸盐岩系统的发育反映了沉积物供给、碳酸盐岩生产力、可容受空间、相对水深处变化、气候和构造构型的相互作用(Leeder and Gawthorpe, 1987, Gawthorpe and Leeder, 2000, Bosence, 2025)。正断层活动产生可容受空间,同时使相邻基底岩块抬升,从而增强侵蚀和硅质碎屑沉积物供给。相反,陆源输入减少以及……
结论
中缅盆地所研究的中新世沉积露头为同裂谷盆地演化提供了绝佳的记录。它们记录了从大陆冲积—河流沉积系统向浅海混合硅质碎屑岩—碳酸盐岩沉积的渐进转变,该沉积系统发育于内坡—中坡环境,随后为深海浊积岩沉积,最终达到受限盆地蒸发岩沉积。对所研究中新世地层的综合沉积学和地层学分析……
作者贡献声明
Madyan A. Yahya:软件、方法学、调查。Hamdalla A. Wanas:监督、验证、调查。Faisal A. Alqahtani:监督、资源、形式分析。Amara Masrouhi:监督、方法学、数据管理。Murad R. Abdulfarraj:方法学、资金获取、数据管理。Ahmad S. Tayeb:资源、方法学、概念化。
未引用参考文献
Bosworth et al., 2005, Collinson, 1996, Cross and Bosence, 2015, Gawthorpe et al., 1994, Haq et al., 1987, Hughes et al., 1992, Lashin et al., 2023, Le Nindre et al., 1986, Miller et al., 2025, Murray, 1964, Mutti et al., 1999, Naveed et al., 2019, Nichols, 2009, Pomar and Hallock, 2008, Postma, 1990, Purser and H?tzl, 1988, Ravn?s and Steel, 1998, Reading, 1996, Stow, 1994, Tucker, 2001, Warren, 2006, Zakaria et al., 2013, Zhang and Li, 2020.
利益冲突声明
作者确认,他们不存在任何可能影响本研究呈现工作的已知财务或个人关系。
致谢
作者衷心感谢沙特阿拉伯吉达阿卜杜勒阿齐兹国王大学科学研究副院长办公室(DSR)对本项目的资助(编号:126-145-2026)以及提供的技术支持。我们同样诚挚感谢沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齐兹国王大学矿业学院地球科学与地球物理系在整个研究过程中提供的持续支持。特别感谢地质灾害中心……
Madyan A. Yahya|Hamdalla A. Wanas|Faisal A. Alqahtani|Amara Masrouhi|Murad R. Abdulfarraj|Ahmad S. Tayeb