（三）前陆盆地的形成机制

前陆盆地是岩石圈在挤压背景下受上覆负荷加载作用而发生挠曲所形成的盆地（图9-14）。其地质背景是区域构造挤压环境，驱动力是负荷加载作用，包括造山带的推覆负载、盆地内的沉积物和水体负荷。在负荷载体作用下，下伏板块在邻近负荷载体部位发生向下弯曲，而在远离负载体部位则发生隆起，从而形成前陆盆地和前陆隆起；当负荷载体不断向前推进时，前陆盆地和前陆隆起则发生相应的迁移变化。

Giles等（1995）对前陆盆地形成动力学和成因机制研究后认为（图9-15），在前陆盆地演化阶段，推覆负载起决定性作用。在紧邻造山带的下伏岩石圈发生强烈挠曲沉降形成前渊，而在远离推覆体的前缘隆起抬升，将前陆盆地与隆后盆地分隔开来；随着造山推覆体不断进行，以及盆地内大量沉积物的注入和水体的负载作用，岩石圈的挠曲向克拉通方向发展。

图9-14 弯曲作用形成的褶皱-冲断构造图

（据陆克政等，1998）

图9-15 前陆盆地中岩石圈挠曲作用及随时间的变化

（据Giles等，1995）

Roydan（1993）依据地球物理及实验模拟数据后认为，在周缘前陆盆地中，引起岩石圈挠曲沉降的作用力主要是俯冲负载作用。Greterner（1979）从造山带逆冲推覆作用提出前陆盆地的弯曲下沉主要与造山带的逆冲推覆构造负载有关。

Decelles（1996）对上述三种作用力与岩石圈挠曲作用的关系进行了总结，指出三种力对岩石圈挠曲作用的影响不同，但有时表现相互干扰，并减弱了地貌负载所导致的盆地沉降幅度。

关于前陆盆地的形成模式较多，代表性的有连续形成和波浪式发展模式（Greterner，1979），稳态发展模式（Covey，1986），弹性流变模式（Flemings和Jordan，1981，1990），黏弹性流变模式（Beaumont和Quinlan，1984，1988）等。

Greterner（1979）从造山带逆冲推覆作用提出了前陆盆地连续形成和波浪式发展模式，认为前陆盆地的弯曲下沉主要与造山带的逆冲推覆构造负载有关，逆冲推覆的构造负载不仅造成了持续的异常压力，而且也将引起地壳的均衡反应；随着逆冲推覆体向前的推进和扩展，构造负载也将随之向前推移；岩石圈对推覆负载的增减表现为均衡沉降和隆起，而且这种反应在地质上是瞬时的，并具有间歇性发展的特点。

Covey（1986）从前陆盆地沉降与沉积作用的关系提出了前陆盆地稳态发展模式，解释了台湾前陆盆地的形成和演化。并认为造山带与前陆盆地是一个动力系统，二者受均衡作用的调节；造山带逆冲推覆作用控制了前陆盆地的沉降，提供沉积物源，同时造山带横向迁移可引起盆地近端的抬升、侵蚀和盆地远端的沉降。一旦造山带达到稳定状态，构造负载保持不变，盆地生长的构造动力也就不再发生作用。

Flemings和Jordan（1981，1990）用弹性流变模式模拟了岩石圈随负载作用而发生的变形、盆地沉降和沉积演化，成功解决了北美落基山前陆盆地沉积和构造演化。他们把前陆盆地的构造演化概括为：前陆褶皱冲断带的冲断→平静→新冲断→新平静的交替进行过程。这一构造过程直接控制了前陆盆地的形成与演化。他们认为通过前陆盆地沉积记录和沉积体分布可以确定冲断运动的时间和解释岩石圈弹性流变。

Beaumont和Quinlan（1984，1988）用黏弹性流变模式证明了岩石圈应力松弛是导致沉积相带和前陆隆起迁移的主要因素。Tankard（1986）将前陆盆地黏弹性流变变形分为三个阶段，即挠曲变形阶段→黏弹性变形阶段→新的挠曲变形阶段，并解释了阿巴拉契亚前陆盆地与科迪勒拉前陆盆地的构造沉积演化。上述两者的区别在于，黏弹性流变模式中，冲断负载期间（岩石圈假定为刚性）盆地宽而浅，冲断带与前陆盆地之间的距离较大；在平静期间，岩石圈松弛导致邻近逆冲断裂处发生沉降，前隆向逆冲断裂迁移，盆地变窄。而在弹性流变模式中，在变形开始时，盆地变窄，前隆和沉积相带向逆冲断裂迁移；在变形停止后，盆地变宽，前隆和沉积相带向远离逆冲断裂方向迁移。