构造运动不但影响沉积盆地的形态,也直接影响着可容纳空间的变化,特别是陆相断 陷盆地的可容纳空间的变化受构造运动控制更加显著,沉积盆地的形成、发展与演化不仅 都受控于构造运动过程中不同级次的幕式活动,而且构造因素还会通过改造地貌特征等方 式,直接或间接地影响剥蚀速率、沉降-沉积速度、沉积物类型、沉积物供给速率,甚至 局部的气候条件,因此,构造运动是控制盆地、特别是断陷盆地可容纳空间变化机制最重 要的因素,受构造运动可容纳空间变化机制控制的层序一般为高级别的层序,如超长期和 长期旋回层序,抑或二级和三级层序。
以断陷湖盆为例,构造运动对可容纳空间的影响主要表现在边界断层的活动和基底及 体系域形成过程的关系模式的整体升降。原地式断陷边界断层主要从垂向上来扩大盆地的 可容纳空间(水体加深),而后退式断陷边界主要从横向上来扩大盆地的可容纳空间(水 域扩大)。由于断陷湖盆基底构造沉降作用往往是呈幕式旋回性的,每一次幕式旋回并不 是单一的加速沉降或减速沉降,更不可能是简单的匀速沉降过程。为了讨论方便,通常采 用分段函数来刻划一次幕式的基底构造沉降过程。理论上,一个构造幕式旋回可被划为4 个沉降时期:静止时期(y=k1)、加速沉降时期(y=k2x2)、稳定沉降时期(y=k3x)和 减速沉降时期(y=k4x2)。
图2-8表示构造持续沉降过程中,沉积物供给速率和气候变化假定为常数的一个幕式 次级构造旋回,与可容纳空间变化和沉积层序形成演化之间的关系模式:
图2-8 构造旋回过程与陆相可容纳空间变化
(1)T0—T1时期
属构造静止期,由于上一个构造旋回晚期的减速沉降和沉积物的不断充填,使可容纳空间变得甚小乃至缺乏,极有可能发生陆上暴露并遭受侵蚀作用,形成底部的沉积不整合 层序界面;
(2)T1—T2时期
为初始构造沉降期,此时需克服阻力而启动沉降作用,故可容纳空间增加较为缓慢,水深较小,而沉积物供给非常充沛,远大于构造沉降产生的可容纳空间,因此沉积充填作 用强烈,形成低位体系域(LST)偏粗颗粒岩相的砂、砾质沉积物快速堆积和强烈的主动 进积作用;
(3)T2—T3时期
为加速沉降早期,可容纳空间增加极快,水深迅速加大,于T3时间可容纳空间增加速率达到最大值,沉积环境进入弱补偿和欠补偿状态(物源供给量变化速率与可容纳空 间变化速率近于平衡),以形成水域连续扩张和加深的水进扩张体系域(TST)早期偏细 粒相的砂、泥质沉积和加积→退积作用为主;
(4)T3—T4时期
属稳定匀速沉降期,物源供给量逐渐减少至远低于可容纳空间增量,沉积环境进入欠 补偿至饥饿状态,水深持续保持缓慢加大至最大水深值,以形成水进体系域晚期相当凝缩 段(CS)偏泥相沉积物的加积作用为主,相当水深最大值的T4时间为最大洪(或湖、海)泛期;
(5)T4—T5时期
为减速沉降期,可容纳空间增加速率逐渐减小,而物源供给量逐渐增加,并进入接近 至略大于可容纳空间增量的弱补偿状态,因此水深亦渐趋减小,以形成早期高位体系域 (EHST)偏细粒相砂、泥质沉积物互层的加积→弱进积作用为主;
(6)T5—T6时期
为缓慢沉降期,可容纳空间增加速率逐渐减小直至为静止期,而物源供给量逐渐增 加,进入远大于由构造沉降产生的可容纳空间增量的补偿-超补偿状态,因此水深迅速减 小,以形成晚期高位体系域(LHST)偏粗粒相的砂质和砂、砾质沉积物快速堆积的强迫 进积作用为主,迫使河道向盆地方向大幅度迁移;
(7)T6—T0时期
至T6—T0时期,是基准面从地表之上穿越到地表之下,至从地表之下重新穿越到地 表之上的时期,可容纳空间增加速率从零递减为负增长又渐趋为零,此时以发生下切侵蚀 作用为主,侵蚀幅度为基准面穿越地表之下时所能达到的最大值,因此,对应层序顶部沉 积不整合界面的发育,有部分下降半旋回相域的沉积记录缺失。
由此可见,一个幕式构造沉降旋回过程控制着一个高级别的层序及其体系域的形成、发展和演化全过程。