克拉通盆地的成因

摘要

构造沉降曲线表明,伊利诺斯、密执安和威利斯顿(Williston)盆地都由裂谷作用过程中初始断裂控制的机械沉降和随后的热沉降而形成。伊利诺斯盆地的热沉降约开始于525Ma,密执安盆地约520~460Ma,威利斯顿盆地约530~500Ma。在伊利诺斯盆地,与阿勒格尼—海西造山运动对应的前陆挠曲沉降造成了该盆地的第二个沉降幕(中密西西比世至早二叠世)。由于年代明确的二叠纪黄长煌斑岩的侵入,推断伊利诺斯盆地在二叠纪有过再生的裂谷作用,这些侵入岩通常与裂谷作用有关。这些克拉通盆地的形成过程仍有争议。过去的研究者提出,地壳底部的地幔相变、火成侵入后(地壳)均衡的非补偿剩余质量的机械沉降、地幔羽侵入地壳或区域热变质事件是盆地产生的原因。北美、欧洲、非洲和南美的克拉通盆地具有相同的形成时代(约550~500Ma)、沉积物堆积史、沉积充填体积随时间的变化以及区际不整合的时代也是相同的。它们相同的形成时代说明克拉通盆地的产生与晚前寒武纪超级大陆的解体相对应。在与超级大陆解体相应的伸展构造作用期间,该超级大陆象热透镜一样使下地壳和上地幔发生部分熔融并继之以非造山花岗岩的侵位。非造山花岗岩及其它部分熔融侵入岩的侵入使大陆岩石圈变弱。这样就造成了一个局部的区域伸展带,并使这些非造山花岗岩?