(一)沉降分析与海平面变化、沉积载荷和水负荷的相关性

2025-04-15 04:36:13
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盆地沉降,通常包括构造沉降和负载沉降两种因素。在前述的构造沉降分析中根据地层的厚度经压实校正和水深估计后,计算盆地的沉降幅度,但忽略了在地层厚度的计算中包含了因负载引起的盆地沉降。

负载沉降包含沉积物载荷和沉积物之上的水负荷,这部分载荷对盆地挠曲的响应尚无定量数字从地层厚度中分解出来,而且不同学者对这一作用的认识也不甚一致。Cisne等人认为(1985)10,海域大陆架的中部沉积物和水的负荷处于瞬时地壳均衡状态,在海岸和岸外边缘,沉积物和水负荷会产生一种岩石圈挠曲效应,这种效应在大约100~200km的范围内消失(Cisne,1985)[10],因此不会对海域中部的沉降产生重大影响。所以他计算的公式中只包括因构造活动引发的沉降。

在均衡条件下,海平面L、沉积物厚度S和水深H随时间t的变化率具以下关系(Cisne等,1984):[13]

上扬子西缘二叠纪—三叠纪层序地层与盆山转换耦合

式中ρm=3300kg/m3,ρs=2100kg/m3及ρw=1000kg/m3分别是地幔、碳酸盐沉积物及海水的密度。研究区的沉积物密度ρs=2500~2700kg/m3,将沉积物厚度(S)经压实校正得到去压实厚度值(S),把(S)代入Cisne公式后为:

上扬子西缘二叠纪—三叠纪层序地层与盆山转换耦合

Cisne公式(2)和公式(3)的成立存在一个人为假定条件:构造沉降的影响忽略不计。实际上,在大陆边缘的沉积受到区域性构造沉降的强烈制约,因此,公式(2)、(3)都没有正确描述海平面变化与沉积作用的关系,可见Cisne公式(2)存在缺陷。因此,本文为了定量化研究海平面升降史轨迹,提出了一个新的海平面变化绝对值计算公式——有效容纳空间的数学模型。