地学知识:中东地区伊朗高原和波斯湾地区区域地质演化概况(2024-10-31)

职场   2024-10-31 20:17   中国  
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一、波斯湾


(波斯语:خلیج فارس),印度洋阿拉伯海西北海湾。位于阿拉伯半岛与伊朗高原之间,简称海湾。波斯湾通过霍尔木兹海峡与阿曼湾相连,总面积约23.3万平方公里,长990公里,宽58-338公里;平均深约30米,最深约100米;盐度38-40‰。底格里斯河与幼发拉底河均在此汇入大海。波斯湾的北端和东北端与伊朗接壤,西北为伊拉克和科威特,而西至西南段为沙特阿拉伯、巴林、卡塔尔、阿拉伯联合酋长国、阿曼(从余启,2022)。

波斯湾盆地是一个发育于阿拉伯板块之上的大型沉积盆地,根据盆地的构造和沉积发育特征,波斯湾盆地可进一步分出6个次级单元。即扎格罗斯褶皱带、西阿拉伯盆地、维典—美索不达米亚次盆、中阿拉伯次盆、鲁卜哈利次盆与阿曼次盆。

中东地区油气资源极其丰富,而该区油气资源则主要分布于波斯湾盆地。在波斯湾盆地,大型油气田成群成带分布、构造简单、产量巨大。1908-1999年总共发现49个大气田和150大油田;2000-2007年,发现了7个大气田和5个大油田(Mann,2007),波斯湾盆地大油田的原油可采储量76%来自于中阿拉伯盆地,24%来自扎格罗斯褶皱带。

波斯湾地区作为世界油气重要产区,其和平稳定对世界安全及能源运输十分重要。本文整理了来自互联网公开资料及前人研究资料中的波斯湾地理、地质图件近40幅,作为教学参考研究材料。

 
波斯湾地理图

(据英国百科全书)

 
波斯湾的卫星遥感图(NASA)

由NASA Aqua卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)于2007年11月28日拍摄。海水的生成颜色可能由于伊拉克北部和西南海岸附近海湾浅层搅动的沉积物。海湾在东部靠近伊朗海岸的地方更深,那里的海水清澈而呈现黑色

 
波斯湾周边的主要国家示意图

(据互联网资料)

 
波斯湾周围地理地貌图

(据互联网资料)

 
波斯湾周围地理地貌图

(据互联网资料)

 
波斯湾地理图

(澳大利亚国立大学)

 
波斯湾海底深度略图

(据互联网资料)


二、伊朗高原


西亚的伊朗高原,坐落于帕米尔高原和亚美尼亚高原之间,北邻里海、图兰低地和兴都库什山脉、科彼特山脉与厄尔布尔士山脉;南滨波斯湾、阿曼湾和阿拉伯海;东缘有基尔塔尔山脉与苏莱曼山脉;西南缘是扎格罗斯山脉,南部有莫克兰山脉。这些高耸的山脉与谷地交错排列,形成了一个闭塞式的山间高原。东西长2500千米,南北宽1500千米,面积约270万平方千米。内部地势起伏不大,海拔1000~1500米,多山间盆地,其间盐沼、荒漠广布。高原内部有卡维尔、卢特与雷吉斯坦三个荒漠。

  伊朗高原海拔平均在900~1500米之间,中央部分大部为较平坦。高原上多小型内陆盆地。北部有厄尔布尔士山脉,海拔2400~3000千米,主峰达马万德山海拔5671米,是一座死火山,为伊朗最高峰。西南部为厄尔布尔士山与科彼特山,东部为加恩-比尔兼德高地,北部有厄尔布兹山脉。西部和西南部是宽阔的扎格罗斯山山系,约占国土面积一半。  中部为干燥的盆地,形成许多沙漠,有卡维尔荒漠与卢特荒漠,平均海拔1000余米。

里海沿岸狭窄的平原上,覆盖着肥沃的冲积土。西北部是亚美尼亚高原的一部分,多为山间盆地,有伊朗最大的乌尔米耶湖。西南部和南部为许多平行的山岭,把伊朗内地与海隔开。东部地区是干燥的盆地,形成许多沙漠,著名的美索不达米亚平原的东南部在伊朗境内。

伊朗高原是亚热带干旱和半干旱气候,降水稀少,寒暑变化剧烈,温度年较差和日较差均很大。绝大部分地区属亚热带大陆性草原和沙漠气候,冬夏温差大、雨量少,水源大都来自高山降水。

伊朗高原,地处亚热带大陆的内部,属于亚热带大陆性干旱与半干旱气候,干旱气候的形成是由于深居内陆距海远或因有山地阻挡,湿润的海洋气流难以到达,又由于这里地处亚热带,所以夏季高温,冬季温和。半干旱气候属于由干旱气候向其他气候的过渡类型。

伊朗东部和内地属大陆性亚热带草原和沙漠气候,寒暑变化剧烈,夏热,冬冷多风,内地形成大片的草原、沙漠和盐沼。东部沙漠地区年降水量减少到100毫米左右,西部山地区受地中海式气候影响,年平均降水量达500毫米以上,沿里海一带年平均降水量达1000毫米以上,炎热潮湿,可生长亚热带植物。

沙漠和半沙漠地区占伊朗陆地面积的一半以上。国土大部分位于亚洲四大高原之一的伊朗高原,海拔1000-1500米,所以与东西两侧的热带沙漠气候比温度偏低,达不到热带沙漠的热量标准,所以是温带大陆性气候。南部沿海的扎格罗斯山脉挡住了西南风带来的水气。

由于降水稀少,伊朗河流较少,且大部分河流都是季节性内流河,只有在北部里海沿岸及西部扎格罗斯山区降水较多,有几条较长河流存在。

 
伊朗行政区划图

(据互联网资料)

 
伊朗高原的数字高程图

(据互联网资料)

 
伊朗及其周边区域的地貌图

(据互联网资料)

 
伊朗高原的数字高程图及主要河流分布

(据互联网资料)

 
伊朗高原的数字高程图

(据互联网资料)


三、波斯湾-伊朗高原地质


扎格罗斯褶皱带位于爱琴海和伊朗东南之间、波斯湾以北的地区,是阿拉伯板块与欧亚板块陆壳型地块碰撞的产物。其中,扎格罗斯山脉呈北西-南东方向延伸,长约1500km。褶皱带位于阿拉伯板块陆壳东北缘的前寒武纪变质岩基底之上,覆盖着厚达5至15公里的沉积盖层(王剑等,2016)。

在伊朗地区,洋盆存在多个枝杈,且发育时代也不一致。伊朗西北部发育高加索—亚美尼亚缝合带(Brunet et al.,  2003),东北部发育有二叠纪—三叠纪蛇绿岩残片(Alavi, 1991)表明伊朗地区在中生代初发生过伊朗中部地块与欧亚大陆的拼合。白垩纪伊朗中部地块周缘发生了洋盆扩张,形成了纳因—巴福特(Nain-Baft)、克尔曼沙阿—内里兹(Kermanshan-Neyriz)等多个洋盆。晚白垩世—新近纪,阿拉伯板块与欧亚大陆碰撞,推动了扎格罗斯山脉的隆升。

扎格罗斯造山带由数条北西—南东向条带状单元组成(Ghasemi and Talbot, 2006;Agard et al., 2011)。伊朗高原位于特提斯构造带中段,是阿拉伯板块与欧亚大陆汇聚碰撞的产物。高原西南部发育扎格罗斯碰撞造山带,东南部发育 Makran 俯冲增生造山带,从高原边缘至内部广泛出露蛇绿岩和岩浆岩,构造变形强烈(陈凌等,2018)。

伊朗位于欧亚板块与阿拉伯板块的交界地带,以伊朗微板块为核心。伊朗地质演化历史较长,最早可追朔到前寒武纪。

中伊朗盆地包括库姆(Qom)盆地、中伊朗盆地(狭义)、亚兹德盆地等构造单元,特指中伊朗山间盆地。中伊朗盆地的西南为著名的扎格罗斯褶皱带,东为鲁特地块,北为厄尔布尔士褶皱带。

扎格罗斯盆地内沉积有前寒武纪—新近纪地层,古生界在该盆地内埋藏较深,三叠系至上新统—更新统基本上是一套连续沉积地层,仅在阿普第阶、土仑阶、白垩系和始新统顶部发育有区域假整合面,在第三系法尔斯群顶部发育有中新世—上新世褶皱作用所形成的角度不整合。

褶皱带的寒武纪—古近纪地层厚6000~7000m,该套地层以被动陆缘稳定陆架沉积为主,浅水碳酸盐岩发育(坚硬群),其顶、底分别被加奇萨兰组膏盐层和霍尔木兹盐层所限。坚硬群中背斜和向斜褶曲十分发育,构成了褶皱构造的主体。霍尔木兹盐层在褶皱形成过程中起着滑脱面作用,极大地缓解了阿拉伯板块与伊朗板块碰撞造山的强大水平应力,使其强度向阿拉伯板块陆架区不断减小。加奇萨兰组不仅是构造滑脱层,也是良好的区域盖层(朱伟林等,2014)。

 
特提斯造山带内主要残余洋盆构造略图

(李江海等,2004)

 
阿拉伯-欧亚板块碰撞造山带构造图

(Homkeet al., 2009)

主要蛇绿岩及其混杂带的位置:N—Neyriz杂岩, K—Kermanshah杂岩, Ky—Koyi蛇绿岩, A—Ankara-Erzincan 蛇绿岩, B—Berit蛇绿岩, H—Hatar and Baer-Bassit蛇绿岩, M—Mersin杂岩, T—Troodos蛇绿岩, EAAC—East Anatolian增生杂岩。箭头代表阿拉伯板块相对于欧亚大陆的运动速度(单位:mm/yr)

 
阿拉伯半岛大地构造略图

(Afifi,2005)

 
阿拉伯板块构造区划图

(据Beydoun,1991修改,朱伟林等,2014)

欧文(Owen)裂隙带和亚丁湾裂谷构成了阿拉伯板块的东南边界,红海裂谷系统和亚喀巴(Aqaba)湾构成了阿拉伯板块的西南边界,扎格罗斯和比特利斯(Bitlis)缝合线构成板块的北部和东北部边界,死海裂谷和与其伴生的走滑断裂系统构成了阿拉伯板块的西北边界

 
阿拉伯板块周缘主要断裂边界

(据潘海滨等,2017)

 
伊朗高原及其构造简图

(据互联网资料)

 
扎格罗斯造山带剖面示意图

(据互联网资料)

 
伊朗构造区划图

(Kamali et al., 2020)

 
中伊朗盆地平面位置图

(朱伟林等,2014)

 
伊朗高原的构造区划图

(据互联网资料)

 
基于航天飞机雷达地形任务(SRTM)图像的伊朗简化构造图

(Tadayon et al., 2019)

显示阿拉伯-欧亚汇聚区的主要构造域和主要走滑断层系统、新特提斯蛇绿岩分布。插图显示阿拉伯-欧亚会聚带 A:Anarak;DF:Doruneh 断层;KFF:Kuh Faghan 断层;KKTZ:Kashmar‐Kerman 构造带;KSF:Kuh‐e‐Sarhangi 断层;M:Mashhad;MZT:Main Zagros 逆冲带;SBF:Shahr‐e‐Babak 断层;ShF:Shahrud 断层;T:Torbat‐e‐Heydarieh;ZMTZ:Zagros‐Makran 转换带

 
伊朗构造区划及其地震震中分布图

(据互联网资料)

 
扎格罗斯造山带前陆盆地油气分布图
内容据李江海老师2024年世界地质学讲义
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