围绕基座的复杂盐岩脱附深水褶皱逆冲带的构造解剖:东地中海埃拉托斯特尼碳酸盐台地——地震解释、物理建模与盐岩运动学

《Journal of Structural Geology》:Anatomy of a Complex, Salt-Detached, Deep-Water Fold-and-Thrust Belt around a Buttress: Eratosthenes Carbonate Bank, Eastern Mediterranean – Seismic Interpretation, Physical Modeling, and Salt Kinematics

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Journal of Structural Geology 3.0

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   摘要尼罗河扇趾部的深水盐 detached FTB 受到埃拉托斯特尼碳酸盐台地的支撑,导致褶皱带的走向发生扭曲,并形成了许多次级构造。我们识别出该区域内四条褶皱带,每条褶皱带的成因各不相同:(1) 板片边缘FTB,形成于埃拉托斯特尼盐板片的前缘;(2) 埃拉托斯特尼边缘FTB

  

摘要

尼罗河扇趾部的深水盐 detached FTB 受到埃拉托斯特尼碳酸盐台地的支撑,导致褶皱带的走向发生扭曲,并形成了许多次级构造。我们识别出该区域内四条褶皱带,每条褶皱带的成因各不相同:(1) 板片边缘FTB,形成于埃拉托斯特尼盐板片的前缘;(2) 埃拉托斯特尼边缘FTB,形成于埃拉托斯特尼盐板片根区上方盐层厚度突变处之上;(3) 西部FTB,位于埃拉托斯特尼碳酸盐台地西侧的大陆坡趾部;(4) 中坡FTB,形成于埃拉托斯特尼碳酸盐台地西侧边缘的右旋逆冲剪切带中。每条FTB中的缩短量相对温和,区域缩短量估计小于10%。这一缩短量估计与基于盐层增厚推导的区域缩短量存在冲突,后者平均高出约一个数量级(110%)。我们评估了可能导致这一差异的不同机制,包括盐层中心位置的盐流动速度快于顶部的可能性,这一过程由盐层序列中间存在的弱且超压的泥岩所促进。

引言

向海的盐流动驱动了大多数含盐被动陆缘深水区域盐上褶皱推覆带(FTB)的形成。这种缩短可以形成极具勘探前景的构造,因此存在大量分析这些区域平面图案和构造样式的研究(例如Rowan等人,2004;Morley等人,2011;Yang等人,2020)。然而,在几乎所有这些研究中,构造图案相对简单,FTB的位置由大陆坡趾部或盐 detach 前缘所限定。当缩短作用受到局部支撑体的存在而限定时,平面图案变得更加复杂,支撑体会阻止或减缓其上的向海物质搬运,但允许两侧的物质搬运不受阻碍地继续进行(Anagnostoudi等人,2024;Dooley等人,2017,Dooley和Hudec,2017;Dooley等人2020;Ferrer等人,2017;Loncke等人,2010,Pichel等人,2022)。在有支撑体的区域,构造走向可在短距离内发生剧烈变化,因为缩短作用与分隔受阻区域和非受阻区域的剪切作用混合在一起。
本研究考察了东地中海尼罗河三角洲趾部以Messinian盐层为 detach 面的一段缩短带。在该区域,埃拉托斯特尼碳酸盐台地充当局部支撑体,碳酸盐台地上方没有沉积盐层(图1;Gardosh等人,2010;Montadert等人,2014;Granot,2016)。研究区域覆盖了埃拉托斯特尼台地的西端,因此既包含了向海盐流动被支撑体阻碍的区域,也包含了更西侧盐流动能够沿坡继续搬运数十公里的区域。由于不规则形状的埃拉托斯特尼支撑体的存在,该区域的缩短作用极其复杂,褶皱和推覆作用沿多个不同方向分布(例如Anagnostoudi等人,2024;Loncke等人,2006、2010)。
我们的研究将详细的地震解释与模拟建模相结合,旨在研究控制所观察到的构造格局及其演化的机制。研究区域的构造使我们能够回答关于尼罗河深水扇中缩短作用如何被调节的若干关键问题。在扇区受支撑体阻碍的部分和未受阻碍的部分之间,剪切作用如何被调节?盐如何从被固定在支撑体处逃逸?什么样的盐上构造能够证明这种逃逸?最后,盐上缩短量的大小与盐层增厚的程度有何关系?如果盐上缩短量和盐层增厚的量级之间存在不匹配,什么能解释这种不匹配?

章节摘要

区域概述

东地中海原本是冈瓦纳大陆北缘的一部分。石炭纪至中侏罗纪期间的多期特提斯裂解使该地壳变薄,最终导致在"南特提斯"洋中形成了洋壳(例如Dercourt等人,1986、2000;Yilmaz,1993;Robertson 1998;Robertson等人,2004)。非洲与欧亚大陆之间的汇聚,以及由此导致的南特提斯洋的闭合,始于塞诺曼期(Müller和Roest,1992;Robertson,1994;

地震解释

我们使用来自TGS的Kirchoff深度偏移三维地震数据集,分析了研究区域构造的演化(位置见图1)。这是一项窄方位观测,覆盖6,100平方公里,于2016至2017年采集,2017年完成处理。纵线与横线间距为6.25×6.25米。该测区为零相位处理,采用SEG极性约定显示,阻抗向下增加显示为波峰(黑色)。该测区处理深度为10.0公里。保密限制

埃拉托斯特尼碳酸盐台地附近的关键构造要素

我们对盐层顶面构造的映射(图3)揭示了一个复杂的图案,其间距和走向混杂且令人困惑。为了阐明这一图案,我们首先描述研究区域内的关键构造要素。这些要素可以用来构建对该区域缩短样式的认识。
该区域最重要的构造是埃拉托斯特尼碳酸盐台地。台地在我们的研究区域中没有地表地形表现(图1),但

褶皱带的成因

我们根据构造位置、盐层底部几何形态、海底地形以及相对于碳酸盐台地上方盐层尖灭体的位置,将该区域的压缩构造划分为四个系统,即四条褶皱带(图3b)。我们认为这些褶皱带各有不同的成因。在本节中我们描述这些褶皱带,并解释我们对每条褶皱带成因的模型。

不规则支撑体周围推覆带演化的建模

埃拉托斯特尼碳酸盐台地西端周围区域推覆断裂的几何形态和位置促使我们提出四条推覆带:三条与碳酸盐台地形成的支撑体有关,一条(西部推覆带)与大陆坡趾部有关(图3b)。我们认为基于推覆断裂的几何形态和位置,我们的解释是合理的,但物理建模可以提供一个有用的物理检验

讨论——尼罗河深水三角洲的盐流动与缩短

盐流动与盐上变形之间的关系总是复杂的,并且取决于盐流动的形态(图16)。一种端元是Poiseuille流动(图16a),其中盐可以流动而没有任何伴随的盐上缩短。谱系的另一端是顶盐 detach(图16b),其中可能发生盐上缩短而不需要盐层运动。一种中间情况(在数千种可能的中间情况之一)是Couette流动(图16c),其中盐

总结与结论

埃拉托斯特尼碳酸盐台地西端周围的盐 detach 压缩变形提供了一个很好的案例研究,展示了缩短系统对支撑体的响应。研究区域的某些方面当然是独特的,但其他方面提供的见解可以应用于全球其他地区。
埃拉托斯特尼碳酸盐台地形成的支撑体的存在导致了三条新的FTB的形成,此外还有更为标准的大陆坡趾部FTB

声明

坦白说,我在您的作者指南中找不到关于这份文件应该包含什么内容的信息。
我们没有以任何方式使用人工智能来撰写这篇文章,因此没有任何需要声明的内容。

CRediT作者贡献声明

Tim P. Dooley:写作——审阅与编辑、写作——原始草稿、方法论、调查研究、形式化分析。Michael Hudec:写作——审阅与编辑、写作——原始草稿、方法论、调查研究、资金获取、形式化分析、概念化。Stefaan Van Simaeys:写作——审阅与编辑、调查研究、形式化分析。Juan I. Soto:写作——审阅与编辑、调查研究、形式化分析、概念化。Katja Hasner:写作——审阅与编辑、指导,

未引用参考文献

Burchett等人,2023;Dercourt和Gaetani,2000;Lamotte等人,2011;Gardosh等人,2010;Loncke等人,2004;Pichon等人,2019。

利益冲突声明

? 作者声明,他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文所报告的工作。

致谢

作者感谢TGS和塞浦路斯政府批准发表本文。插图由Nancy Cottington绘制。我们还要感谢Andrea Raphael在论文最终审批过程中提供的协助。本研究由德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质研究所应用动力学实验室(AGL)工业合作伙伴计划资助。该计划成员可在 //agl.beg.utexas.edu/sponsors 访问。
Michael R. Hudec|Tim P. Dooley|Juan I. Soto|Stefaan Van Simaeys|Maxime Guillois|Ivan Fabuel-Perez|Katja Hasner
德克萨斯大学奥斯汀分校经济地质研究所,德克萨斯大学奥斯汀分校,University Station, Box X, Austin, TX 78713-8924
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