地质学中的转换区(英语:transfer zone)是指变形应变从一个构造单元传递到另一个构造单元的变化区域,通常在裂谷系统中断层构造单元之间的变化区域[1]。例如断层上盘的铲形断层和单斜褶皱是典型的转换区。但有的转换区比较复杂。转换区可分盆地间和盆地内转换区,区别在转换区的大小。转换区可根据断层倾角方向分两种;合成的或共轭的,亦可根据它们的变形特征分两种——收敛或发散的。转换区可以根据它们的主要断层成熟度或进一步区别;相互接近、重叠、并列或共线。由于转换区通常位于伸展环境中,因此在东非裂谷系统和苏伊士湾裂谷系统内进行了许多研究[2]。转换区也在阿尔伯丁地堑内的油气勘探和开采中发挥了作用。

盆地间转换区

盆地间转换区通常在主要的边界裂谷。盆地间转换区可以由盆地间山脊、宽阔断层高点或主要的中继坡道组成;所有这些都对裂谷系统有很大的影响[3]

盆地内转换区

盆地内转换区顾名思义是盆地内的转换区,其规模小但变形应变力受盆地间转换区的约束。盆地内转换区可由燕形排列的正断层,齿状小断层或中继坡道组成。在阿塔兰蒂附近的埃夫维亚湾南缘,可看出转换区之间的差异幅度。盆地间转换区为10 公里而盆地内转换区约 1 公里[1]

合成转换区

合成转换区由同方向倾角的正断层组成。这包括中继坡道。在东非裂谷系统(马拉维湖)和苏伊士湾裂谷系统中的中继坡道已被详细研究。在转换区的流域盆地的沉积物是穿过转换区和半地堑而来。在埃夫维亚湾(Gulf of Evvia)就是一个中继坡道在排水中起主要作用的例子。埃夫维亚湾的下盘排水有限,故由转换区来排水。由于排水流域的大小是控制沉积物通量的主要因素,因此无论盆地间和盆地内的合成中继坡道型转换区对整个沉积系统有重大影响。虽然盆地内转换区较小,但它们仍然充当沉积的管道。

共轭转换区

共轭转换区有向相反方向倾斜的主要正断层。这种分类可以进一步分为聚合和分离转换区。

聚合转换区

会聚转换区内断块相向倾斜,导致在区域内有复杂的断层和褶皱。

分离转换区

转换区内断块倾斜相反,并经常导致地形高点。

转换区断层扩展演化

若在裂谷系统中拉伸应力和应变继续的,其主要断层边界也随之随时间扩展。根据断层扩展演化,转换区可分为接近、重叠、并行和共线阶段。这种分类有助于了解转换区变形历史[1]

  1. 接近型:当转换区处于接近阶段时,主要边界断层尚未相互扩展。
  2. 重叠型:当转换区扩展时,其主要边界断层处于重叠阶段。
  3. 平行型:转换区中的断层完全平行和重叠。例如地垒和地堑。
  4. 共线型:转换区中的断层相互对齐。这种几何形状的断层在其末端会相互干扰。

东非大裂谷的转换区

虽然东非裂谷系统已经经历过长期的伸展活动,但连接主要伸展断层的转换区并没有经历到同规模的伸展活动。东非裂谷内的转换区最常见的属重叠型[4]。在这里,转换区通常是高区域并内部具有复杂断层。这些高区一般为共轭分离型带,例如在乌干达的坦噶尼喀裂谷和阿尔贝蒂娜裂谷中都可观察到。这些宽阔的高地有排水效果,也是盆地的分水岭。在马拉维湖有合成中继坡道式转换区。合成和共轭分类中的所有的转换区类型,在东非裂谷系统中均已被鉴定出[5]

苏伊士湾裂谷转换区

苏伊士裂谷转换区与东非裂谷转换区相似,具有各种分类类型和阶段[6]。然而,根据一项研究转换区中的变形转换有两种方式;在两个倾斜相对的正断层之间的地垒和地堑,经由断层或容纳区。在开罗以南几公里处,两个主要断层之间存在梯形排列小断层,形成一个中继坡道式转换带。在苏伊士裂谷系的北部,Gharandal 转换区为一个广泛背斜结构,是两个铲形断层形成的地垒和地堑之间的的变形区[7]

转换区和油气勘探

中继坡道转换区会影响流域盆地内的排水,因此也控制沉积物的分布。所以在这些转换区内,可推断沉积相和厚度,进而判断岩相及其物性。有利于石油探勘。例如在阿尔伯丁地堑的 Kaiso-Tonya、Butiaba-Wanseko 和 Pakwach 转换区转换区都含有碳氢化合物。 Kaiso-Tonya 是一个完整的地堑式转移区,很像共轭聚合平行类型。 Butiaba-Wanseko 和 Pakwach 是中继坡道式转换区[8]

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Gawthorpe, R. L. & Hurst, J. M. 1993. Transfer zones in extensional basins: their structural style and influence on drainage development and stratigraphy. Journal of the Geological Society, London, 150, 1137–1152.
  2. ^ Ebinger, C. J. (1989), "Tectonic development of the western branch of the East African rift system", Geological Society of America Bulletin, 101 (7): 885–903, Bibcode:1989GSAB..101..885E, doi:10.1130/0016-7606(1989)101<0885:TDOTWB>2.3.CO;2
  3. ^ Ebinger, C.J.; Rosendahl, B.R.; Reynolds, D.J. (1987), "Tectonic model of the Malaŵi rift, Africa", Tectonophysics, 141 (1–3): 215–235, Bibcode:1987Tectp.141..215E, doi:10.1016/0040-1951(87)90187-9
  4. ^ C. K. Morley, R. A. Nelson (1990), "Transfer Zones in the East African Rift System and Their Relevance to Hydrocarbon Exploration in Rifts (1)", AAPG Bulletin, 74, doi:10.1306/0C9B2475-1710-11D7-8645000102C1865D
  5. ^ Rosendahl, B. R. (1987), "Architecture of Continental Rifts with Special Reference to East Africa", Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 15: 445–503, Bibcode:1987AREPS..15..445R, doi:10.1146/annurev.ea.15.050187.002305
  6. ^ Moustafa, A. R. 2002. Controls on the geometry of transfer zones in the Suez rift and northwest Red Sea: Implications for the structural geometry of rift systems. AAPG Bulletin. 86, 979–1002.
  7. ^ Amgad i. Younes, 1 Ken Mcclay (2002), "Development of accommodation zones in the Gulf of Suez-Red Sea rift, Egypt", AAPG Bulletin, 86, doi:10.1306/61EEDC10-173E-11D7-8645000102C1865D
  8. ^ Abeinomugisha, D. & Njabire N. 2012. Transfer Zones and Hydrocarbon Accumulation in the Albertine Graben of the East African Rift System AAPG Annual Convention and Exhibition. 2012.