“低山深盆型”盆山体系的形成过程及其耦合模式：以江汉盆地为例

Formation and Coupling Model of Basin⁃Mountain Systems Characterized by “Low Mountain, Deep Basin”:

摘要

目前，盆山耦合理论已形成广泛共识，然而该理论在解释裂陷盆地及其周缘山系的耦合过程中还存在较多问题.为了阐明伸展体制之下的盆山耦合关系，研究以江汉盆地及周缘山系为例，基于野外露头、钻井与地震资料、地球化学与热年代学数据的综合分析，系统揭示了盆山构造演化过程.结果表明：周缘山系先后经历了快速冷却、持续冷却、缓慢冷却和快速冷却阶段，相应地，盆地则经历了基底挤压变形、热隆升、裂陷沉降和坳陷演化；软流圈地幔在驱动盆地裂陷沉降的同时，也带来了大量的深部复合物质.研究认为，在“低山深盆型”盆山体系形成过程中，盆地不断沉降、变深，而周缘山系不断剥露、变低.盆山之间的耦合模式为“周缘山系塑盆、山系剥露填盆、盆地增温暖山”.

Abstract

The basin-mountain coupling theory has been widely recognized. However, it remains controversial in its interpretation for the basin-mountain systems in extensional regime. To unravel the basin-mountain coupling relationships under extensional regime, this study integrates field outcrops, borehole and seismic data, and geochemical and thermochronological data from the Jianghan basin and surrounding mountains, systematically clarifying their tectonic evolution. The surrounding mountains successively experienced rapid cooling, continued cooling, slow cooling and rapid cooling stages, and the Jianghan basin accordingly experienced compressional deformation, thermal doming, rifting and subsidence, and post-rift evolution. The upwelling of asthenospheric mantle not only drove the basin to undergo rifting and subsidence, but also delivered a large amount of deep composite materials to the basin. Our study proposes that the Jianghan basin became progressively deeper during the formation of the basin-mountain system, while the surrounding mountains got progressively lower and lower. The influence between the Jianghan basin and surrounding mountains is multi-faceted and single-directional. Their coupling model can be summarized as follows: (1) surrounding mountains shape the basin; (2) mountain exhumation results in basin filling; (3) the basin with increasing heat input transfers heat to surrounding mountains.

Graphical abstract

关键词

盆山体系 / 盆山耦合 / 热历史 / 裂陷演化 / 地幔上涌 / 江汉盆地 / 构造地质 / 地球动力学.

Key words

basin⁃mountain system / basin⁃mountain coupling / thermal history / rift evolution / mantle upwelling / Jianghan basin / tectonics / geodynamics

0 引言

沉积盆地与山系是地球表面最基本的构造单元，两者常常相伴而生.将盆山作为统一整体去研究的思想始于20世纪90年代（刘树根等，1995；牛树银等，1995；许效松和徐强，1996；王清晨等，1997；李勇，1998；吴根耀，1998），并成熟于21世纪第一个十年（刘和甫等，2000b；李奋其等，2002；刘德民和李德威，2002；李继亮等，2003；舒良树等，2004；吴根耀和马力，2004；张进等，2004；刘少峰和张国伟，2005；吴冲龙等，2006；郭战峰等，2007；李本亮等，2007；沈传波等，2007；贾承造等，2008；马宗晋等，2008），最终形成了较为一致的“盆山体系”或“盆山耦合”概念，即盆山具有在空间上相互依存、物质上相互供给、动力上相互转化的“三位一体”耦合关系（牛树银等，1995；舒良树等，2004；刘少峰和张国伟，2005）.随后，盆山耦合理论逐渐成为沉积盆地和山系研究的一个重要指导思想（如肖安成等，2011；汤良杰等，2012；李超，2019；吴磊等，2023；琚宜文等，2025）.

在盆山关系不断发展、不断被证实的过程中，一些学者虽然已经意识到伸展体制下的盆山关系与挤压体制下的盆山关系有所不同，需要考虑深部地幔的加入和驱动作用，但是仍然沿用已有的“三位一体”耦合模式去建立伸展体制下的盆山关系（刘和甫等，2000a；徐杰等，2001；王清晨和李忠，2003；牛树银等，2006；李忠权等，2014；王德良等，2018）.这就导致在分析伸展体制下的盆山关系时，盆的演化与山的演化常常难以匹配，甚至有些格格不入，如江汉盆地强烈裂陷时间与山系快速剥露时间并不吻合（Shen et al.，2012，2020；Ge et al.，2013；Wu et al.，2018，2020b）.其实，仅从盆深和山高的关系就可以看出，两种体制下的盆山关系存在很大的差异（图1）.挤压体制下的盆山体系属于“高山深盆型”，盆深与山高正相关；伸展体制下的盆山关系属于“低山深盆型”，山系普遍较低，且盆深与山高没有明显相关性.也就是说，周缘山系的物质被搬运到了裂谷盆地，而裂谷盆地并没有同等的物质补偿过去，造成山系变低.该推断与现今的地壳结构相吻合（图1d）.这种“非对称性”意味着“低山深盆型”盆山体系中盆山之间的相互作用方式、影响程度和耦合模式并非传统的“三位一体”.这是一种新的、被以往研究所忽略的盆山关系.该盆山耦合关系的揭示，不仅能够完善传统的盆山耦合理论，还对盆山研究和油气勘探具有重要指导意义.

江汉盆地位于华南大陆北缘，是一个白垩纪‒新生代裂谷盆地（图1a，图2；Wu et al.，2018）.与塔里木等盆地不同，超过10 000 m深的江汉盆地被平均海拔小于2 000 m的山系所环绕，形成一个典型的“低山深盆型”盆山体系（图2a）.江汉盆地丰富的钻井、地震和玄武岩岩心资料为系统揭示盆地的空间形态、结构样式、裂陷演化和深部动力学过程提供了充分的资料保障，而前人对周缘山系热历史的大量研究也使山系热演化历史清晰再现出来（Zhang et al.，2009；Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Wu et al.，2018，2020a，2020b；Tian et al.，2025）.得益于这些资料和数据，江汉盆地及周缘山系成为研究“低山深盆型”盆山体系的理想实验室.本研究也以此建立了完整的盆山演化序列，通过对比分析，揭示了“低山深盆型”盆山体系的形成过程与耦合模式，对同类型盆山体系研究具有重要借鉴意义，同时丰富了盆山耦合理论.

1 地质背景

江汉盆地位于中国东部南北重力梯度带以东，形成于早燕山期的褶皱基底之上， 先后经历了白垩纪‒新生代两大裂陷旋回、三个幕裂陷幕次的强烈伸展作用，并伴随着强烈的火山作用（图2；Wu et al.，2018，2020a，2020b；吴路路，2019）.盆地不规则的几何学形态和多段、多阶结构样式受控于多向控洼断裂体系，起源于前裂陷期（早燕山期）陆内多向汇聚塑造的复杂基底与逆冲构造（Wu et al.，2020a）.江汉盆地被群山环绕，这些山系均在前裂陷期已经形成，因此江汉盆地及周缘山系形成的是盆山体系而不是盆岭体系（参考刘和甫等，2000a；李忠权等，2014）.这些周缘山系可以细分为两大类：（1）处于重力梯度带以西、几乎没有遭受伸展作用的秦岭造山带、黄陵隆起与湘鄂西褶皱带；（2）处于重力梯度带以东、伸展体制之下的大别造山带与江南隆起（图2a）.整体上，西部没有遭受伸展作用的山系高于东部伸展体制之下的山系.

江汉盆地裂陷层包括白垩系与古近系，其中白垩系主要以红色、红棕色砾岩、砂岩为主（Wu et al.，2018）.古近系被分为5个组，其中沙市组为干旱环境形成的富盐沉积，新沟嘴组为较湿润环境形成的烃源岩，荆沙组为干旱环境形成的红色、红灰色细粒沉积，潜江组为干旱环境形成的富盐和富碳沉积（吴路路，2019及所附参考文献；王必金等，2024；Sun et al.，2025）.可以看出，即使气候条件与裂陷作用相似，盆地沉积也发生了很大变化，如干旱气候、萎缩裂陷、局限湖盆条件下沉积的沙市组与潜江组（图2）.这意味着盆山配置关系扮演着重要角色.

2 数据与方法

本研究使用的数据包括大于8 000 km的二维地震测线、约5 000 km²的三维地震工区、约1 600口钻井资料、22块玄武岩样品、野外露头信息、周缘山系热年代学数据（包括磷灰石‒锆石裂变径迹与（U⁃Th）/He数据、云母Ar⁃Ar年龄）以及公开的地形高程数据（彭头平等，2006；Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014； Wu et al.，2018，2020a，2020b；吴路路，2019；Tian et al.，2025）.研究首先基于绘制的基底地质图重建晚侏罗世盆地古构造格局，厘定前裂陷期周缘山系对盆地基底的塑造作用（Wu et al.，2020a）.在此基础上，结合周缘山系的热年代学数据，分析周缘山系的剥露过程，明确周缘山系的热演化历史（Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Tian et al.，2025及所附参考文献）.在前人研究基础上，将地层厚度、沉降中心分布特征、地层接触关系及断裂几何学‒运动学特征系统梳理出来，阐明盆地裂陷作用的时空变化特征（Wu et al.，2018，2020b）.火山作用强度是裂谷盆地研究的难点，本研究利用不同时期玄武岩厚度与面积对其进行定量分析，并根据全岩地球化学特征，阐明盆地深部动力学过程（Wu et al.，2020b）.本研究优选了地幔源区同位素组成（全岩Nd⁃Hf同位素）和部分熔融程度（La/Yb、Sm/Yb）两个关键参数来重建深部软流圈地幔运动过程.基于构造‒地层‒岩浆数据的综合分析，系统揭示盆地的构造演化过程（Wu et al.，2020b）.在这些工作的基础上，将盆山演化过程进行对比分析，厘定盆山在空间位置、物质与动力上的关联性，恢复重建主要时期盆山的古海拔示意图，最终阐明“低山深盆型”盆山体系的形成过程，并建立新的盆山耦合模式.由于盆地对山系温度的影响，导致热年代学数据不再适用于山系剥蚀厚度的恢复.因此，在绘制盆山古海拔示意图时，盆内的古海拔和地形数据来自地层厚度，较为准确，而山系的古海拔则依据其现今地貌特征和构造演化过程进行示意性赋值，不同时期山系的相对海拔是本研究分析的重点.

3 盆山构造演化过程

3.1　周缘山系热历史

根据江汉盆地基底地质图重建的晚侏罗世盆地古构造格局表明，前裂陷期江汉盆地遭受来自秦岭‒大别造山带SW向挤压作用、江南隆起NW向挤压作用和黄陵隆起的阻挡作用，形成了多向逆冲断裂体系和一个变形强烈的对冲带（图3；Wu et al.，2020a）.晚侏罗世末，周缘山系在经历长期的陆内造山作用后，最终定型.由此推断，其海拔在晚侏罗世末已达到较大高度.而此时江汉盆地尚未形成，广泛分布着褶皱和逆冲断层，属于造山带前的褶皱冲断带.由于变形时间较晚，盆内海拔相对造山带应低一些.

从热年代学数据揭示的周缘山系冷却历史可以看出，晚侏罗‒早白垩世与新近纪以来，周缘山系处于快速冷却阶段；晚白垩世‒古近纪，周缘山系处于缓慢冷却阶段（图4；Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Tian et al.，2025）.晚侏罗世与早白垩世都为快速冷却，但两者的成因不同：前者是周缘山系快速隆升的结果，此时区域遭受广泛的陆内造山作用；后者是周缘山系快速剥露的结果，此时区域挤压作用已经停止并进入较弱伸展阶段（Wu et al.，2018）.晚白垩世‒古近纪，除了早白垩世花岗岩自身冷却导致的快速冷却外，周缘山系整体上处于缓慢冷却阶段.该缓慢冷却作用是否指示缓慢剥露作用有待进一步分析，原因在于此时周缘山系正向盆内供应大量物质，应该处于快速剥露阶段.新近纪以来，周缘山系处于快速冷却阶段（图4）.尽管此时区域普遍存在一期快速冷却热事件，但缺少强烈挤压变形的证据，因此挤压作用造成的山系隆升量是有限的.推测该快速冷却可能与同期盆地的快速冷却原因一致（受控于深部的热衰减），也可能受气候变化的影响（Shen et al.，2018；Tian et al.，2025）.因此，在江汉盆地同裂陷期，周缘山系热历史的成因出现了多解性，用传统的“冷却‒剥露”模式已经难以自圆其说，需要结合盆地构造演化过程进行新的模式构建.

3.2　盆地构造演化过程

江汉盆地下白垩统局限分布在盆地边缘，可细分为石门组和五龙组，没有明显的断控特征（图5a；Wu et al.，2018）.与之形成鲜明对比的是，上白垩统广泛分布于全盆，且厚度很大，断控特征明显，可细分为罗镜滩组、红花套组和跑马岗组（图5b；Wu et al.，2018）.由于上白垩统沉积时间长达约35个百万年，所以计算出的断层活动速率并不大；考虑到地层总厚度大（最厚达4 500 m）且分布广，本研究将晚白垩世的裂陷作用归为大规模裂陷作用.野外露头显示，上、下白垩统之间为整合接触（图5c， 5d）.该界面属性决定了早白垩世江汉盆地的构造属性，表明此时盆地已处于伸展背景（Wu et al.，2018）.

早白垩世，由于古太平洋板块回撤，华南大陆已进入大规模伸展阶段（Wu et al.， 2018及所附参考文献）.江汉盆地下白垩统分布特征表明盆地此时处于原裂谷期，即主体为热隆升，仅边缘发生沉积作用（图6a）.然而，同为板块回撤与地幔上涌，为什么江汉盆地要先经历热隆升而华南大陆其他地区却直接进入裂陷演化阶段呢？这是由于江汉盆地缺少白垩纪之前的中生代岩浆作用，导致岩石圈没有遭受弱化或减薄，难以发生裂陷作用（图6a）.需要注意的是，晚白垩世裂陷作用发生时，盆地经历了早白垩世的岩浆作用（Shen et al.，2012）.这说明岩浆作用能够作为岩石圈弱化的标志，也间接证明了上述推断.至于岩石圈是否必须减薄到前人提出的100 km以内才能发生裂陷作用（Wu et al.，2018及所附参考文献），本研究认为该数值的最大意义在于表明克拉通岩石圈需要经历弱化或减薄作用才能发生裂陷作用.晚白垩世，由于古太平洋板块继续回撤，上涌的软流圈地幔诱发岩石圈发生大规模裂陷作用，使基底的多向先存逆冲断裂遭受伸展性活化（即负反转），形成了多向正断裂体系（图6b）.

古近纪，盆地沉降作用主要集中在盆地中南部，NE向断裂体系取代NNW向断裂体系占据主导地位（图5b， 图7）.断层活动性和沉降中心呈逐步向东迁移的规律，同时断层活动性在裂陷三幕（50 Ma以后）显著增强（图7）.相对应地，裂陷三幕的火山作用规模明显大于裂陷二幕，呈显著增强特征（图8）.总体上，江汉盆地火山岩（均为玄武岩）最大厚度达400 m、面积达1 750 km²，是同裂陷期地幔强烈活动的信号.从玄武岩全岩Nd⁃Hf同位素组成与La/Yb、Sm/Yb比值可以看出，裂陷三幕地幔源区在同位素上的富集与不均一程度均大于裂陷二幕，而其地幔源区的部分熔融程度却小于裂陷二幕（图9）.可见，不同裂陷幕，地幔源区发生了变化.更为关键的是，裂陷三幕，岩石圈虽然变得更薄，但地幔源区部分熔融程度却更小.对于此变化，最为合理的解释是南北重力梯度带以西、贫挥发分的软流圈地幔向东流动造成了南北重力梯度带以东、富含挥发分的软流圈地幔被“稀释”（图10）.其“稀释”程度在裂陷三幕达到最大，因为明显增强的断层活动性和火山作用指示更大规模的地幔流（Wu et al.，2020b）.此外，地幔自西向东流动又与盆地逐步向东的构造迁移方向相吻合.因此，江汉盆地古近纪裂陷作用受控于深部地幔的流动与上涌.在地幔驱动盆地发生裂陷的过程中，地幔向盆地输送了大量物质（如岩浆、成矿物质、挥发分），还携带了来自基底地层的成岩元素（如Ca/Mg离子等）（图10；Wu et al.，2020b；刘成林等，2021）.

4 讨论

上述盆山构造演化过程表明，（1）盆山演化在同裂陷期具有“不一致性”，而在其他时期又吻合较好；（2）同裂陷期，盆地裂陷的驱动力来自深部地幔，与山系无关，而深部复合物质的输入对盆地具有重要影响.这些特征难以用已有的盆山耦合模型解释.因此，本研究从盆地演化入手，详细分析盆山之间的关联性与独立性，以阐明“低山深盆型”盆山体系的形成过程及其耦合模式.

4.1　“低山深盆型”盆山体系的形成过程

前裂陷期，江汉盆地周缘山系在造山过程中，不断遭受挤压变形，并在晚侏罗世末初步成型（图3）.尽管此时尚无江汉裂谷盆地，还未形成盆山体系，但周缘山系对盆地基底的塑造控制了后期裂谷盆地的空间形态和结构样式（Wu et al.，2020a）.

早白垩世，盆区主体处于热隆升状态；周缘山系快速冷却，表明其遭受快速剥露（图4， 图6a；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Shen et al.，2018；Wu et al.，2018）.考虑到盆区增温的影响，周缘山系的剥露速率可能更快.因此，早白垩世，周缘山系处于不断剥露、变低的状态.晚白垩世，深部地幔强烈上涌导致江汉盆地进入大规模裂陷阶段，盆地快速沉降，岩石圈不断变薄，深部地幔不断加热盆地（图5b， 图6b）.此时，周缘山系遭受剥蚀，并向盆内输送物质.由于上白垩统厚度很大且以砾岩、砂岩为主，所以山系的剥蚀强度应该很大.然而，此时周缘山系处于缓慢冷却阶段（不考虑岩体自身冷却，图4；Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Tian et al.，2025）.如何解释这一现象呢？本研究认为可以用盆地传热增温来解释，即剥露的山系被盆地加热，故冷却速率缓慢.因此，这里的缓慢冷却不能直接与缓慢剥露相对等.由此可以看出，晚白垩世周缘山系处于不断剥露、变低的状态.

周缘山系古近纪的热历史与晚白垩世相似，都处于缓慢冷却阶段（图4；Shen et al.，2012，2018，2020；Ge et al.，2013；Ji et al.，2014；Tian et al.，2025）.因此，晚白垩世的模型仍然适用于古近纪，即周缘山系在古近纪也处于不断剥露、变低的状态.可以看到，无论裂陷作用如何变化，其对山系冷却速率的影响并不大，其原因可能包括：（1）裂陷作用越强，对山系的增温越明显，剥蚀量与增温量相互补偿；（2）山系的剥蚀与盆地裂陷强度关系并不大，可能与自身海拔、气候等因素有关.本研究倾向于第二种解释，因为荆沙期为强烈裂陷阶段，但主要为细粒沉积，说明沉积物供应没有明显增强.裂后期，盆地开始冷却、进入热沉降阶段，而此时周缘山系处于快速冷却阶段.由于同裂陷期干/湿气候的变化并未引起冷却速率的明显变化，所以本研究认为周缘山系裂后期快速冷却的主要原因是热衰减，而不是气候变化（Tian et al.，2025）.其实无论哪种解释模型，裂后期，周缘山系都处于不断剥露、变低的状态.

上述分析表明，（1）晚侏罗世末，周缘山系与盆区均为褶皱冲断山系，周缘山系处于鼎盛期（海拔达到最大），并塑造了盆区的山系；（2）同裂陷期，盆地不断沉降、变深，而周缘山系不断剥露、变低.基于此，本研究恢复重建了不同时期盆深与山高的对应关系示意图（图11）.需要注意的是，南北重力梯度带以东山系的变低速率要大于以西的山系.原因在于，重力梯度带以东山系除受剥蚀作用影响外，还受区域伸展作用的影响，而后者是导致周缘山系呈现西高东低格局的主要原因.

4.2　“低山深盆型”盆山体系的耦合模式

在“低山深盆型”盆山体系形成过程中，盆地越来越深，山系越来越低，说明两者存在关联关系.空间上，周缘山系塑造了江汉盆地的基底，通过前裂陷期褶皱和逆冲断裂的伸展性活化控制盆地的空间形态与结构样式，说明两者是依存关系（图3；Wu et al.，2020a）.然而，这种依存是单方面的，主要是盆地对山系的依存.物质上，周缘山系剥掉的物质被输送到盆地，沉积物的负载作用能够增加盆地的总沉降量；然而，这种负载作用受控于断控沉积物厚度，与断层活动性正相关，因此不能将其归为山系对盆地沉降的影响.虽然盆地除了接受山系剥蚀下来的物质，还接受了深部复合物质输入，但山系对盆地的物质输入依然占据主体地位（图10）.一些研究提出同裂陷期深部物质流动或者推挤能够引起山系的隆升，并以此体现盆对山在物质和动力上的影响（牛树银等，1995；徐杰等，2001）.然而，该模型与周缘山系的热演化历史并不吻合，即同裂陷期周缘山系处于缓慢剥露状态，而裂后期，山系却快速冷却（图4）.实际上，同裂陷期岩石圈是被拉伸减薄，而不是物质的大位移迁移所导致的减薄，深部地壳结构可以证实这一点（图1d；Zhang et al.，2009）.如果盆地对山系产生较强的挤压作用，那么山系也会形成反作用力施加于盆地，形成挤压应力场，这与伸展背景不相符（图10）.因此，本研究认为同裂陷期盆对山并没有规模化的深部物质补给，也不会产生规模化的挤压作用，即盆对山在物质和动力上没有影响.可以看出，传统的“三位一体”耦合模式在“低山深盆型”盆山体系中仅仅体现在“周缘山系塑盆、山系剥露填盆”（图3）.这两方面都属于山对盆影响；那么，“低山深盆型”盆山体系中盆对山的影响是不存在，还是体现在别的方面呢？

从周缘山系热历史和4.1部分的分析可以看出，江汉盆地对周缘山系的影响主要体现在温度方面，即“盆地增温暖山”（图4， 图12， 图13）.江汉盆地由于岩石圈强烈减薄而接收到更多深部的热量，导致盆地不断受热、增温；同时，裂陷期地层相对基底具有更低的岩石热导率，形成一个保温层，使盆地温度升高.由于温度差，热量由盆地传递到周缘山系，使周缘山系受热、增温（图13）.因此，尽管周缘山系被不断剥露，其埋藏的岩体由于被加热而保持温度不变.早白垩世侵入的高温岩体在晚白垩世‒古近纪早期以自身冷却为主，因此表现出快速冷却的特征（图4， 图13）.既然盆地传热影响这么大，为什么“高山深盆型”盆山体系却不考虑盆地传热的影响？这是因为在挤压背景下盆地沉降过程中岩石圈处于不断增厚而非减薄的状态，盆地与造山带的温度差不像裂谷盆地那么大，传热量与山系隆升剥蚀产生的冷却量相差较远，可以忽略不计（图12）.

4.3　启示与意义

通过对江汉盆地及周缘山系构造演化过程的对比分析，本研究揭示了“低山深盆型”盆山体系的形成过程，并建立了新的盆山耦合模式.新模式的构建不仅深化了对江汉盆地构造演化与成盆动力学过程的理解，还阐明了盆山之间的耦合关系和相互作用过程，为破译江汉盆地沉积充填之谜提供了有力支撑.

江汉盆地的沉积充填之谜，包括（1）强裂陷期（晚白垩世、荆沙期）不发育烃源岩，弱裂陷期（新沟嘴期、潜江期）发育烃源岩；（2）弱裂陷期，沙市期只发育盐层，而潜江期既发育盐层又发育烃源岩（图2b；吴路路，2019；王必金等，2024）.因为湿润气候有利于富碳沉积，所以新沟嘴期虽然裂陷作用较弱，但发育了盆地重要的烃源岩，这符合传统的裂陷盆地沉积模式（王必金等，2024）.潜江期为干旱气候，不但沉积了大量蒸发岩，还发育了盆地主力烃源岩，指示盐湖环境有利于有机质保存；然而，同为干旱气候的沙市期，虽然也沉积了大量蒸发岩，却没有发育烃源岩（王必金等，2024）.结合新的盆山模式，本研究认为主要原因在于沙市期周缘山系海拔比潜江期高，向盆地提供的物源更多，导致盆地缺乏欠补偿环境，不利于烃源岩形成.同为干旱环境，晚白垩世和荆沙期既无蒸发岩沉积又无烃源岩发育（图2b）.这是由于这两个时期均为强烈/大规模裂陷时期，湖盆较为宽阔，不利于蒸发岩形成；没有了盐湖环境，干旱气候下难以有效保存有机质，就无法形成烃源岩层.此外，晚白垩世与荆沙期沉积粒度的“前粗后细”则指示周缘山系的海拔对盆地沉积充填的重要影响，即在其他条件一定的情况下，山系越高，剥蚀速率越大，其对盆地的物质供应就越大（朱筱敏等，2026）.从潜江期的古地貌可以看出，“低山深盆”地貌和多段、多阶盆地结构与传统的裂谷盆地源汇模式不同，是造成裂陷中晚期盆地中部物源不充足、缺少粗碎屑的重要原因（图11f；参考朱筱敏等，2026）.以上分析表明，古气候、周缘山系的海拔与裂陷作用联合控制着盆地沉积充填，即多圈层相互作用.

新模型的构建将伸展型盆山体系与挤压型盆山体系剥离开来，不仅丰富了传统的盆山耦合理论，还能为其他伸展型盆山体系研究和油气勘探提供借鉴.例如，盆深与山高的变化，对盆地源汇系统分析具有重要意义；裂陷初期，靠近山系的凹陷易形成过补偿湖盆而不利于烃源岩的形成等.同时，新模型为周缘山系热年代学研究提供了更多地质约束和解释模型.

5 结论

基于野外露头、钻井与地震资料、地球化学与热年代学数据的综合分析，研究系统揭示了江汉盆地及周缘山系的构造演化过程，建立了新的盆山耦合模式.取得的主要结论如下：

（1）江汉盆地及周缘山系形成了一个典型的“低山深盆型”盆山体系.晚侏罗世以来，周缘山系经历了两期快速冷却阶段和一期缓慢冷却阶段，而江汉盆地则经历了基底挤压变形、热隆升、裂陷沉降和拗陷演化4个阶段.

（2）在盆地裂陷沉降过程中，驱动力来自深部软流圈地幔的流动和上涌；此时，周缘山系一直处于缓慢冷却阶段.周缘山系对盆地的物质输入虽然占据主体地位，但是盆地也接受了大量的深部复合物质输入.

（3）在江汉“低山深盆型”盆山体系形成过程中，盆地不断沉降、变深，而周缘山系不断剥露、变低，意味着盆山之间存在关联关系.盆山之间的相互影响具有多方面（包括几何形态、物质、温度三个方面）、单方向（同一方面是单向影响）的特点，其耦合模式为“周缘山系塑盆、山系剥露填盆、盆地增温暖山”.

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基金资助

国家自然科学基金项目(42302171)

国家自然科学基金项目(42372181)

中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室开放基金项目(TPR⁃2023⁃02)