中国南方四川盆地西南部的新元古代多阶段裂谷作用

《Precambrian Research》：Neoproterozoic Multi-stage Rifting in the Southwestern Sichuan Basin, South China

　　

郭路|邓发和|于旺|传新丽|韩宇黄|魏康张|贾马|魏罗|任福王

摘要

新元古代裂谷作用发生在已经稳定的克拉通内部，为罗迪尼亚大陆解体过程中的岩石圈重新活化提供了关键线索，然而来自克拉通内部的盆地尺度几何和时间证据仍然有限。本研究以四川盆地西南部（SWSB）沿长江克拉通边缘的新元古代裂谷系统为研究对象，结合高分辨率三维地震数据、区域二维地震剖面、时频电磁（TFEM）数据、深井校准以及露头对比信息进行了分析。以三维地震数据为主要依据，我们建立了长江西部地区新元古代裂谷作用的三维结构模型和演化框架，并通过代表性剖面及运动学恢复重建了裂谷发育过程。研究结果表明，SWSB裂谷系统主要由不对称的半地堑组成，这些半地堑主要呈东北-北东北（局部为北北或西北）方向分布，宽度约为3-12公里，长度约为7-23公里。裂谷形成过程中的沉积物逐渐向主边界断层方向堆积，这些断层通常向西北方向倾斜；局部保存下来的裂谷沉积层厚度可达数公里。裂谷作用分为多个阶段：第一阶段（RP1）以离散的半地堑为特征；第二阶段（RP2）在继承早期裂谷结构的基础上，断层活动减弱，沉积中心发生迁移，先前孤立的裂谷段开始合并。在晚寒武纪至最早埃迪卡拉纪期间，裂谷系统经历了压缩重调整，表现为局部裂谷正断层的逆冲、新的逆断层形成、裂谷沉积层的侵蚀削减以及埃迪卡拉纪地层底部出现角度不整合。上覆的埃迪卡拉纪地层在横向上是连续的，这标志着裂谷作用后的热沉降阶段，此时沉积作用基本不再受裂谷断层控制。我们认为，以半地堑为主的两阶段裂谷演化及其最终逆冲现象是远场俯冲作用对克拉通内部的影响结果，可能同时伴随着地幔热力条件的减弱。需要通过高精度测年技术和深部地震反射成像等进一步研究来评估各种驱动因素的相对贡献。