中国地质大学：周丹雅-美国怀俄明-犹他-科罗拉多晚白垩世Sevier与Laramide造山：来自盆地沉降的新见解

白垩纪北美西部内陆盆地因其丰富的露头数据、地下生物地层数据和岩石地层数据，成为研究盆地形成机制的理想区域。研究表明，盆地内构造沉降驱动因素主要包含 Sevier 造山运动、 Laramide 造山运动以及与 Farallon 板块俯冲相关的深部地幔活动引起的长波长动力沉降。在 Sevier-Laramide 造山运动期间，构造变形不仅决定了西部内陆盆地的几何形态，其产生的可容纳空间还通过与沉积物供给和海平面快速升降之间的不平衡调节共同控制了盆地内的沉积结构，产生了一系列向东快速生长推进的碎屑楔。另外，同期 Farallon 板块在俯冲方向和角度上的变化导致了动力沉降在整个区域的迁移，使得高速率的长波长动力沉降最初出现在盆地西部，随后随着俯冲板块的不断移动逐渐向东迁移。

目前，针对北美西部内陆盆地内由于深部地幔活动引起的长波长动力沉降以及 Sevier 造山带和 Laramide 隆起产生的挠曲负载所引起的短波长重复沉降脉冲的研究已有大量研究成果。然而关于盆地演化过程中重复的短期沉降脉冲与 Sevier-Laramide 造山期形成的碎屑楔内不断变化的几何结构之间的关系仍然缺乏全面分析和讨论；另外，在已有的研究成果中，众多学者仅从剖面的角度利用挠曲回剥对长波长动力沉降进行了定量的分离；而有关构造沉降史的恢复，有学者通过挠曲回剥去除了盆地内的沉积物负载影响，但构造沉降与动力沉降在高时间分辨率下的详细变化却并没有获得更细致的观察和讨论。

围绕上述科学问题，我校地球科学与资源学院周丹雅博士在刘少峰教授的指导下，选择北美西部内陆盆地晚白垩世地层为研究对象，基于高时间分辨率的年代 - 地层格架（ 图 1 ），利用去压实校正、古水深校正、 Airy 回剥计算等技术开展研究，主要取得如下成果：

（ 1 ） Sevier 和 Laramide 造山运动导致的构造负载在巨层序或碎屑楔（约 5.7 Myr ）中产生了周期性的快速构造沉降脉冲（约 2 Myr ），沉降曲线呈现出“ S ”型特征（ 图 2 ），为造山变形时间提供了精确约束；

（ 2 ）周期性的快速构造沉降脉冲与 Sevier-Laramide 造山期不同阶段的碎屑楔内地层几何结构存在不同的耦合关系， Sevier 碎屑楔记录了初期广泛海侵与后期沿海进积堆积；而 Laramide 碎屑楔内则记录了初期进积堆积与后期海岸退积；

（ 3 ）长波长构造沉降的时空演化特征不仅揭示了动力沉降的迁移规律，也为推断 Farallon 板块俯冲轨迹提供了重要约束。在大约 82 Ma ， Farallon 俯冲板块呈 N-S 走向的前锋边缘转向为 NW-SE 走向，陡倾角俯冲变为平板俯冲，俯冲方向从指向东转变为指向北东（ 图 3 ）。

图1 研究区年代-地层对比连井剖面与沉积相分布图

图2 研究区钻井构造沉降曲线

图3 99.8-66 Ma阶段Farallon板块在北美板块下的俯冲模式图