二叠纪—中三叠世岩相古地理

作者&投稿:当涂虽 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(三)沉积模式和海平面变化~

1.沉积模式建立的基本点
层序地层沉积模式的建立取决于3个基本因素:一是岩石地层与层序地层对比;二是等时层序格架的建立;三是全球和地区性构造和海平面变化效应与盆地演化的相关性。
沉积学家所熟知的Vail建立的层序模式只是被动大陆边缘的一种特殊形式,属构造热沉降期的稳定边缘。上扬子克拉通及西缘晚古生代的演化虽为被动大陆边缘,但在二叠三叠纪时则是被动边缘转为前陆盆地的转折阶段,因而沉积模式显然与前者不同。
建立被动大陆边缘层序沉积模式除了上述基本因素外,还有特殊性:
(1)被动大陆边缘海平面升降与全球海平面升降一致,并与构造沉降具同步效应,海平面上升与海侵同步、海平面下降与海退同步,最大海泛面向陆方向推移。
(2)沉积物的物源一为陆源,二为海源。以盆内屑为主和陆源的改造物为辅,重要的是陆源物为单向陆源区。
(3)由于被动大陆边缘的稳定性,因而物源输入率无论是海源还是陆源物基本上是稳定的。
活动边缘,包括靠近大陆边缘的弧后盆地和前陆盆地的层序模式,在上述3个方面与被动大陆边缘均不相同,海平面升降变化受构造活动导致的盆地形状变化的制约性更强,因而盆地构造沉降与海平面升降变化为非同步效应。沉积物的物源为多源性,既有陆源、海源、也有内源,而陆源物则为双向或多向的。物源输入率高于被动大陆边缘盆地,且为突变式。除此更重要的是,沉积体系域的叠置不一定遵守Vail所建立的层序的内部结构,而有其特殊性。

图3-15 上扬子西缘晚三叠世诺利—瑞替期周缘前陆盆地迁移与隆升

De—三角洲沉积物;Me—La—河流湖泊沉积;Li滨海碎屑岩含煤层;AV—VC—陆弧火山岩—火山碎屑岩盆地;Mel—混杂堆积;Arc—岛弧和弧后盆地
2.上扬子西缘二叠—三叠纪层序地层沉积模式特征
上扬子西缘在二叠纪至中三叠世安尼期为被动大陆边缘,层序沉积模式与经典模式雷同。图3-16所示上扬子西缘早三叠世第11~14正层序是海侵型层序,下部代表碎屑岩陆架,上部为碳酸盐向克拉通上超覆,为退积式碳酸盐台地。
中三叠世安尼期是海平面升降的转折阶段,盆地性质转换的序幕,以雷口坡组第15和16正层序为代表,显然这两个层序为进积式的碳酸盐台地,层序不整合面向海的方向前进。
拉丁期为前陆盆地的早期阶段,第17正层序和卡尼期的第18正层序两个楔形体,其底部层序不整合界面的时间损失量向克拉通方向合并在一个间断面上(参见图3-9中的海退楔形体)。
前陆盆地的早期则为上扬子西缘被动大陆边缘盆山转换阶段,图3-16反映了逆冲带和前陆拗曲盆地碎屑岩楔形体的插入。与拉丁期相应时限的两个楔子杂谷脑组,相当于西缘的第15、16和17层序,晚三叠世卡尼期前陆拗曲盆地的侏倭组则与18正层序相当。

图3-16 上扬子地台西缘被动大陆边缘盆转山层序沉积模式

1—砂砾岩;2—砂岩、泥岩;3、长石石英砂岩;4—凝灰质砂岩;5—玄武岩;6—灰岩;7—白云岩;8—生物丘、滩;9古溶蚀面;10—滑塌堆积;11—三角洲砂体;12—中三叠世安尼期与拉丁期间的升隆;13—中三叠世拉丁期末期的升隆;SB—14—层序及编号
综上所述,由图3-16可以看出:被动大陆边缘转为前陆盆地的过程中,大陆边缘由海侵退积型转为进积型;盆转山初期形成前陆隆起沉积体时间楔;盆转山晚期阶段,大陆边缘反转逆冲楔插入。
参考文献
[1]王鸿祯、李光芩编译,1990,国际地层时代对比表,地质出版社。
[2]周铁明、盛金章,1987,云南广小独山石炭—二叠系地层及蜓类分带,微体古生物报,第4卷,第3期。
[3]四川地质矿产局,1991,四川省地质志,地质出版社。
[4]吴应林,朱洪发、朱忠发、颜仰基、秦建华等,1994,中国南方三叠纪岩相古地理与成矿作用,地质出版社,北京。
[5]杨遵仪、吴顺宝、殷鸿福、徐桂荣、张克信等,1991,华南二叠—三叠纪过渡时期地质事件,地质出版社,P.96~126。
[6]Read,J.F.,1980,Carbonate ramp-to-basin transitions and foreland basin evolution,Middle Ordovician,Virginia Appalachians,44:P.147~165.
[7]刘宝珺、许效松、徐强等,1993,中国南大陆沉积地壳演化与成矿,科学出版社。
[8]许效松、牟传龙、林明,1993,露头层序地层与华南泥盆纪古地理,成都科技大学出版社。
[9]张继庆等,1986,四川盆地早二叠世碳酸盐沉积相及风暴沉积作用,重庆出版社。

4.2.1 早中三叠世岩相古地理
昌都地区早中三叠世岩相古地理继承了晚二叠世末的基本格局,除北部的弧-盆区和微陆块的东侧局部见海相沉积外,大部分区域为隆升的古陆和冲积相沉积。
早三叠世印度期,本区东西两侧分布着三个古陆,它们分别为金沙江古陆、青尼洞古陆和类乌齐古陆(图4.1)。对应海平面下降的结果是,古陆面积较晚二叠世末进一步增大,所提供的陆源碎屑物大部分被堆积在冲积环境中,少量的填积在早先形成的海水深凹处。显然,海水入侵的方向与晚二叠世相比仍来自西北方向(罗建宁等,1992),但不排除来自东边金沙江洋的可能。印度期沉积的一个最大特点是,岩相展布呈北北西向,与主构造线近乎平行,海相沉积仅局限发育在岛弧区、弧后区与靠弧-盆区的昌都微陆块东侧等少部分地区。从岩相古地理格架看,似乎这个时期已展现出岛海格局的弧-盆体系雏形。在弧-盆区,以江达普水桥组为代表,沉积一套陆相至滨岸、陆棚相的含砾粗砂岩、长石石英砂岩夹鲕粒灰岩、安山质火山岩与英安质火山岩,厚604~1000 m,产双壳、腹足与菊石等化石。这一时期的江达陆缘弧系东侧金沙江洋向西俯冲的结果;其以紫红色残积相花岗质底砾岩不整合覆于海西期花岗岩体之上,该不整合面也是俯冲作用的表现。在微陆块边缘,靠东侧的青尼洞至贡觉一带形成了碰撞型火山岩,以马拉松多组或夏牙村组为代表,由陆相到海相的下部碎屑岩夹灰岩与上部中酸性火山岩夹碎屑岩组成,产双壳类化石,厚超过100 m至超过2200 m。早三叠世印度期末的海退使青尼洞—贡觉一带也隆升为陆,至此昌都微陆块全部隆起。

图4.1 昌都地区早三叠世印度期岩相古地理

到了奥伦克期,仅在弧-盆区北段的江达、同普等地见有区侠弄组台缘浅滩-潮坪相组合(图4.2),主要为一套鲕粒灰岩,砂或砾屑灰岩与泥晶灰岩,偶夹弧火山岩沉积,厚14~330 m。据区域资料分析,该期因地层缺失未能见到相应深水沉积相,推测于生达弧后区与江达岛弧的东侧可能存在较深水海相沉积物,现今可能已被埋藏或侵蚀掉。
中三叠世安尼期,同样的古地理格架展布在江达、同普与德登等岛弧区与可能的生达弧后区。色容寺组由滨浅海→斜坡相角砾状灰岩、火山浊积岩、鲕粒灰岩、砂屑灰岩、微晶灰岩夹硅质岩与弧火山岩组成,厚513~1095 m。此外昌都微陆块内沿澜沧江分布的吉塘至竹卡一带发育塔雅组滨浅海碎屑岩,厚>2000 m。
中三叠世拉丁期,弧火山活动增强,岛弧区的弧内盆地发生强烈拗陷并沉积巨厚的火山源、内源、陆源浊积岩;纵向上构成反复的退积型与进积型的海底扇叠复,平面上沿北北西向主构造线成群展布。由北向南自江达的同普、江达、卡贡等地到阿中的娘西可以追索到沉积相从盆地黑页岩、放射虫硅质岩→斜坡碎屑流角砾岩与砂质浊积岩→混积陆棚灰岩夹砂、泥岩等水体变浅的过程。与该期相当的地层为瓦拉寺组,产双壳、菊石、放射虫、腕足与植物化石等,厚2209~2649 m。另外,强烈的板内碰撞型火山活动可能出现于吉塘—竹卡一带,其代表地层为竹卡组(T2z)。

图4.2 江达-阿中岛弧北段下中三叠统沉积相柱状对比图

4.2.2 晚三叠世卡尼早期岩相古地理
卡尼早期是昌都地区岩相古地理格局发生转变的重要时期,东侧金沙江洋关闭,造山作用导致区内出现广泛的磨拉石相沉积。弧 盆区的岛海格局依然存在,但随古陆的隆起,海域向西向北缩小,沿北北西向展布的沉积相呈对称分布,自岛弧向弧后区从河流相→滨岸→陆棚→斜坡与深海相变化(图4.3)。弧区的江达一带,东独组主要为一套砾岩、砂岩与泥岩,夹滞后型的中酸性弧火山岩与泥灰岩,厚377~869 m。弧后区靠岛弧侧生达足那查叶口组由长石石英砂岩、板(泥)岩韵律互层夹介壳灰岩、喷流角砾状灰岩、角砾状硅质岩和硅质岩、重晶石岩层组成;砂岩具有鲍马序列组合,见槽模、重荷模等底痕构造与深水遗迹化石,厚1103 m。弧后区盆地凹处的日胆果至长青可等地,为深海相板(泥)岩夹砂岩、泥晶灰岩与拉张碱性系列的玄武岩,橄榄玄武岩沉积,厚>2000 m。靠昌都微陆块克拉通侧稍北的面达组由混积缓坡泥晶灰岩、泥灰岩、生屑灰岩夹石英砂岩组成,厚>1900 m;稍南的生尕—荣尕的确志尕组表现为河流相紫红色砾、砂与泥岩沉积,厚200 m。昌都微陆块内部的类乌齐—甲桑卡一带相对凹陷,自南而北沉积了河湖相→三角洲相→滨岸相或潮坪相的陆源碎屑岩夹少量泥晶灰岩、介壳灰岩。其他地区普遍隆升,在妥坝—芒康一带为甲丕拉组下段紫红色砾岩、含砾粗砂岩、岩屑长石砂岩与少量泥岩,厚200~320 m。在西侧的吉塘发育三角洲相的砾、砂岩和泥岩沉积,厚100~1039 m;在类乌齐镇的锅雪普组是由潮坪相砂岩、泥(页)岩韵律互层夹风暴形成的介壳灰岩,产双壳、腕足与植物化石,钻孔与生物扰动多见,厚>300 m。此外,在南部徐中等地见有滨岸板岩夹砂岩沉积,厚>271 m;该凹处海相沉积与江达海相沉积遥相呼应,也暗示着岛海格局的存在,海水有可能来自东侧早先的金沙江洋。

图4.3 昌都地区晚三叠世卡尼早期岩相古地理

4.2.3 晚三叠世卡尼中期岩相古地理
短暂的海平面上升和海侵作用导致海相沉积域扩大,陆相沉积与古陆面积缩减(图4.4)。尽管造山作用最终关闭了东侧的金沙江洋,然而造山后的滞后型弧火山活动与生达残留弧后盆的发育反而使弧-盆区的岛海格架变得更加清晰。在江达-阿中岛弧带为碳酸盐台地沉积,其中或多或少夹有滞后型弧火山岩,台缘浅滩相由含鲕粒的砂屑或砾屑或生屑亮晶灰岩夹泥晶灰岩、泥质灰岩组成,厚超过251~816 m,产双壳、菊石化石及其碎片。斜坡相在向北的长青可等地为礁角砾岩、角砾状灰岩与泥灰岩、页岩,厚>454 m;在向南的江达地区为疙瘩状灰岩、砂、砾屑灰岩与泥晶灰岩夹砂岩,厚835~1298 m。在生达盆地西侧为缓坡相薄层泥灰岩、骨针泥晶灰岩、生物灰岩夹介壳灰岩与砂、泥岩,厚820~2250 m;盆地中央的深海相为泥灰岩与板岩互层夹砂岩、杂砂岩与拉张橄榄玄武岩等。与弧-盆区沉积不同,昌都微陆块仅接受河流→滨岸(潮坪)→陆棚的陆源碎屑沉积。在它与弧-盆区的交接带,发生陆源物质与内源物质的交叉与混合,正如图4.4所表示的那样。
4.2.4 晚三叠世卡尼晚期岩相古地理
海平面的相对下降,使海域向西北退缩,古陆增大;随之来源于古陆的陆源碎屑物质快速充足的供给中断了弧-盆区碳酸盐台地或缓坡的发育,在原先的台地或缓坡的地方逐渐被河流→滨岸→陆棚→斜坡碎屑岩夹少量碳酸盐岩、滞后弧火山岩所占据(图4.5)。岛弧区早先形成的深水凹处有充足的空间接纳大量的陆源碎屑与高峰期巨厚的滞后弧火山。相反弧后区的持续拉张沉陷出现碱性橄榄玄武岩与浊积砂岩、硅质岩夹泥灰岩,厚>3000 m。此时期的青尼洞古陆可能沉降为水下隆起。经过卡尼晚期的陆源碎屑的充填和堆积,填平补齐作用使昌都地区成为一个大的火山、陆源碎屑陆架,为下一个主海侵期的到来形成了基础。

图4.4 昌都地区晚三叠世卡尼中期岩相古地理


图4.5 昌都地区晚三叠世卡尼晚期岩相古地理

4.2.5 晚三叠世诺利早期岩相古地理
伴随滞后弧火山活动的结束与弧后区拉张的中止,在一个总体向北向西倾斜的巨大碎屑陆架上,研究区内规模最大的海侵期形成的碳酸盐沉积向古陆超覆,东侧金沙江古陆和西侧类乌齐古陆最大程度地被淹没。在靠早先古陆的正地形上发育两条近平行展布的鲕粒和生物碎屑浅滩(图4.6);岛弧的东侧为滩后的开阔台地、局限台地的泥晶灰岩、砂砾屑泥晶灰岩与风暴介壳灰岩,产双壳、腕足与珊瑚海百合茎化石;昌都微陆块西侧为潮坪相至局限台地相泥晶灰岩、鸟眼灰岩、白云质灰岩、砾屑泥晶灰岩夹介壳灰岩与石膏盐岩,产藻类、双壳与腕足、海百合茎化石。介于浅滩之间的大部分区域为较深水与深水缓坡相薄层泥灰岩、骨针泥晶灰岩夹介壳灰岩与砂屑泥晶灰岩、泥页岩,见遗迹化石与生物扰动构造,产菊石、双壳与腕足化石,及少量海绵骨针碎片。该相也发育于甲桑卡地区。斜坡相珊瑚礁角砾状灰岩与泥晶灰岩、砂砾屑泥晶灰岩,仅见于弧后区的格拉山至生达一带。深海相的薄层泥灰岩、泥晶灰岩夹硅质岩和钙质泥页岩可能见于徐中、长青可等地。与这一时期相当的地层分别为岛弧区、昌都微陆块区东侧的波里拉组、昌都微陆块西侧(类乌齐分区)的乱泥巴组和生达弧后区娘肯组。其岩相古地理具有三个大的特点:①古陆面积最小,提供最小限度的陆源物;②滞后弧火山与弧后区拉张火山活动均被中止,各种类型的沉积相中都无火山活动踪迹,相反,在此之前的每个时期在弧-盆区均有火山活动及其沉积物,甚至在昌都微陆块也偶尔见及;③在碎屑陆架基底之上,在昌都微陆块上形成一个大的碳酸盐缓坡,而在早先的弧盆区仍发育碳酸盐台地。

图4.6 昌都地区晚三叠世诺利早期岩相古地理


图4.7 昌都地区晚三叠世诺利晚期岩相古地理

4.2.6 晚三叠世诺利晚期岩相古地理
规模最大的海侵期过后,紧接着就是海退,海平面快速下降导致古陆面积扩大(图4.7)。与此相对应的结果是:一方面又一次发生碳酸盐沉积的中断以及台地与缓坡的消亡,这种反复的短暂海进海退引起快速的碳酸盐台地(缓坡)生长与灭亡似乎与当时的岛弧造山作用紧密相联;另一方面,三角洲与滨岸相陆源沉积物又较大范围地占据早先的碳酸盐缓坡,大体上由东向西对称地展布着滨岸相→陆棚相→斜坡相。在类乌齐古陆两侧发育着三角洲碎屑岩沉积。与该期相当的地层为阿堵拉组、菜俊卡组与桑多组第一至第三段。
4.2.7 晚三叠世瑞替期岩相古地理
很显然,该期岩相古地理具有诺利晚期的特征,海水继续向西北退出,古陆面积持续增加,毗邻古陆的三角洲沉积发育得更好。与前期不同的是青尼洞古陆重新浮出水面,供给陆源碎屑物质(图4.8)。与该期相当的地层为夺盖拉组、巴马组与桑多组第四段。

图4.8 昌都地区晚三叠世瑞替期岩相古地理

值得一提的是中侏罗世早期,除类乌齐、甲桑卡等地有海相沉积外,其他地区已全部隆升为陆。晚侏罗世以后昌都地区结束海相沉积,陆相与过渡相沉积覆盖全区,气候逐渐变得干燥起来,并在晚些时候发育石膏、盐岩与油页岩。

从泥盆纪到晚石炭世,上扬子地区大部分为隆起剥蚀区,中二叠世的海侵作用,几乎将整个中上扬子区全部淹没,形成统一的、广阔的碳酸盐台地。中二叠世末期,受峨眉地幔柱作用,四川盆地内部隆升,直到晚二叠世中晚期,碳酸盐台地建造再次形成。早中三叠世,受雪峰山隆起影响,古地理格局呈现东高西低的特征。中三叠世末,印支运动导致海水全部退出,结束了四川盆地海相沉积历史。

(一)二叠纪岩相古地理

1.PSQ1(相当于栖霞组沉积时期)岩相古地理

中二叠统沉积之前,受古特提斯洋伸展和拉张的影响,四川盆地属于被动大陆边缘的盆地性质,经历了一次大范围的暴露剥蚀。中二叠世早期发生的海侵过程,在四川盆地沉积了厚2~20m的梁山组滨岸沼泽体系碎屑岩,主要是一套石英粉细砂岩、砂岩、炭质泥页岩夹劣质煤、铝土岩、灰岩,含腕足类、双壳类、介形类化石。之后四川盆地接受了栖霞组清水碳酸盐台地沉积,总体表现为缓坡台地格局(图3-4-1),主体发育开阔台地相,沉积了厚约100m的深灰色生屑泥晶灰岩、泥质灰岩、泥晶灰岩夹泥晶生屑灰岩、亮晶生屑灰岩等。开阔台地相总体表现为受风暴扰动影响的含泥质条带生屑泥晶灰岩为主的沉积,局部为厚度稍大的台内滩亚相。台内滩亚相主要为亮晶生屑灰岩或泥亮晶生屑灰岩,生屑以有孔虫为主,藻类次之,见少量砂屑。

该时期川西地区形成较深水的外缓坡相,其东侧沿都江堰虹口、北川通口、广元上寺一带发育了中缓坡较高能相带(相当于镶边台地边缘相)。该中坡相呈NE走向,平行于龙门山分布,宽达30~50km,厚达100余米;总体表现为浅灰色厚层-块状亮晶砂屑灰岩及亮晶砂屑生屑灰岩(图3-4-2)。

川西宝兴东大河及康定石喇嘛等地所发育的东大河组(层位相当于梁山组及栖霞组),其下部相当于梁山组的层位为灰色钙质板岩、泥质灰岩夹黑色炭质页岩,底部为细砾岩(假整合于上石炭统之上),厚约10余米,属于一套滨海沼泽沉积;上部相当于栖霞组的部分为灰-深灰色薄-中层状泥晶灰岩夹页岩、硅质岩、含生屑泥晶灰岩,厚近100m,属于较典型的外缓坡下部—盆地相沉积。

2.PSQ2-PSQ3(相当于茅口组沉积时期)岩相古地理

茅口组沉积期,基本上继承了栖霞组时期的碳酸盐岩缓坡格局,由于张裂构造背景及伸展断裂活动影响,控制形成了分布于川东北地区新的外缓坡及中缓坡相带,并在开阔台地相带内发育了明显的水体较深的台内洼地亚相(图3-4-3)。开阔台地相带沉积水体总体较栖霞组沉积期更深,表现在沉积物特征上即其岩性中泥质含量更高,并常见风暴扰动的变形层理及“眼球状”构造。

图3-4-1 四川盆地及邻区PSQ1(栖霞组沉积期)岩相古地理图

图3-4-2 四川盆地栖霞组中缓坡相沉积特征

左:亮晶砂屑生屑灰岩,单偏光,都江堰虹口;右:白云岩化浅灰色块状亮晶砂屑灰岩,北川通口

茅口组沉积期碳酸盐台地总体表现为缓坡型台地,另一重要证据是其台地边缘外的斜坡环境以外缓坡沉积为主,仅局部表现为坡度较大的斜坡相沉积。外缓坡沉积的典型特征是大量发育具变形层理的泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、砾屑灰岩,局部还见到深灰色薄层状硅质泥晶灰岩与灰黑色硅质岩不均匀互层夹薄层状钙屑浊积岩(泥晶砂屑灰岩)以及灰泥丘。根据不同的沉积物特征可初步判别其所处的外缓坡环境的大致位置。一般地,外缓坡上部沉积以含较多来自中缓坡相带的颗粒灰岩甚至白云岩砾屑的砾屑灰岩(图3-4-4)、变形层理薄层状泥晶灰岩为主,其砾屑大小混杂,局部见到灰泥丘;外缓坡中部沉积以变形层理砾屑灰岩及薄层状泥晶灰岩为主,局部可见滑塌岩块;外缓坡下部沉积以深灰色薄层状硅质泥晶灰岩与灰黑色硅质岩不均匀互层夹薄层状钙屑浊积岩(泥晶砂屑灰岩)为主。广泛发育的外缓坡相的存在也说明了向台地内部方向应该发育中缓坡相或台地边缘相,中缓坡相存在的直接证据来自绵竹天池剖面及龙4井等,其茅口组发育大套浅灰色厚层状亮晶砂屑灰岩及泥亮晶生屑灰岩(图3-4-4)。

图3-4-3 四川盆地及邻区PSQ2-PSQ3(茅口组沉积期)岩相古地理图

图3-4-4 茅口组外缓坡、中缓坡沉积特征

左:浅灰色砾屑灰岩,广元白朝剖面;右:亮晶砂屑灰岩,绵竹天池剖面

3.PSQ4(相当于龙潭组/吴家坪组沉积期)岩相古地理

中二叠世末期—晚二叠世初期,发生了波及整个中国南方的东吴运动,造成四川盆地及邻区的整体抬升剥蚀(冯少男,1991;何斌等,2005;李旭兵,2011;陈维涛,2007)以及茅口组碳酸盐岩的风化岩溶作用(陆正元,1999)。晚二叠世初期,再次发生海侵并沉积了层序PSQ4,即龙潭组及吴家坪组。

峨眉地幔柱活动引起的地壳隆升及拉张构造背景使这一时期古地理格局与前期有较大的变化。主要变化表现在川西地区已隆升成陆(康滇古陆)并发育了龙潭组、宣威组陆相及海陆过渡相沉积,以及碳酸盐台地的复杂化。即以吴家坪组沉积为代表的碳酸盐台地表现为较层序PSQ2—PSQ3(茅口组)延伸更为复杂的台地边缘及其台地边缘相逐渐演变为弱镶边—镶边台地边缘,并形成了开江-梁平盆地及城口-鄂西盆地(图3-4-5),推测形成复杂台地边缘的起因与张裂构造背景下发育的不同走向正断层有关。

分布于川中地区的龙潭组表现为典型含煤碎屑岩(龙一段、龙三段)夹碳酸盐岩(龙二段)的“夹心饼”岩性组合特征,即潮坪三角洲沼泽相夹开阔台地相沉积,反映为一个由浅-深-浅的完整三级层序。盆地西部,受西南部康滇古陆的影响,发育了一套海陆交替相潮坪沼泽含煤沉积和灰泥坪沉积;华蓥山、綦江观音桥等多处均见龙潭组煤系地层,是滨岸沼泽相的典型特征(图3-4-6)。盆地西南部发育大量大陆裂谷型层状基性玄武岩和侵入岩,受其影响,川西北旺苍大两吴家坪组见薄层泥晶灰岩夹硅质岩,代表盆地相沉积,梁平—开江地区开始出现较深水沉积,川东华蓥山一带出现台洼沉积。川西绵竹天池仍见浅灰色亮晶砂屑灰岩,为台地边缘相。湖北利川红椿沟发育薄层泥晶灰岩夹泥质岩,为盆地相特征。

图3-4-5 四川盆地及邻区PSQ4(龙潭组/吴家坪组沉积期)岩相古地理图

图3-4-6 华蓥山龙潭组沉积特征

A.下煤层段,薄-中层褐色泥质粉细砂岩夹碳质泥岩,潮坪沼泽;B.中部灰岩段,灰色中-厚层泥晶生屑灰岩,见燧石团块,开阔台地相;C.上煤层段,薄层黑色碳质泥岩与薄层泥质粉砂岩互层,潮坪沼泽

4.PSQ5(相当于长兴组沉积时期)岩相古地理

长兴组沉积期,古地理面貌总体继承了前期的格局,但随着张裂及差异升降作用的持续进行,康滇古陆及其陆相、海陆过渡相沉积范围减小,海侵范围即开阔台地相面积更大,开江-梁平盆地相面积也明显增大,并在川中地区出现了面积较大及分布稳定的台内洼地亚相区,在台地边缘及台内大量发育生物礁,形成典型的弱镶边—镶边型台地边缘(图3-4-7)。

该沉积期的康滇古陆依然存在,从川西南地区分布的宣威组三、四段沉积特征来看,总体并未发生大的变化,依然保持了河流相沉积环境。长兴组主体表现为开阔台地相环境,以中-厚层状生屑泥晶灰岩夹泥质灰岩为主,局部发育以泥亮晶生屑灰岩为主的台内滩亚相以及以生物礁灰岩为主的台内点礁。与前期岩相不同的是,该期出现了分布面积较大的台内洼地亚相,主要表现为泥质灰岩、钙质泥岩夹生屑泥晶灰岩沉积。长兴组沉积期的台地边缘相已经发展成为以发育生物礁为主的弱镶边—镶边型台地边缘,其生物礁主要属于障积礁及骨架礁。在川西北台地边缘可能以发育台缘滩相生屑砂屑灰岩为主,生物礁并不十分发育。开江-梁平盆地SW侧台地边缘主要为弱镶边型台缘,其沉积斜坡坡度较小。

开江-梁平盆地及城口-鄂西盆地相区沉积了大隆组深水沉积物,其岩性主要为深灰色薄层状泥质灰岩、生屑泥晶灰岩夹硅质岩、黑色炭质泥岩、钙屑浊积岩,总体富含有机质,是一套优质烃源岩。

(二)早-中三叠世岩相古地理

1.TSQ1-TSQ2(相当于飞仙关组沉积期)岩相古地理

飞仙关组可以识别出两个三级层序(TSQ1-TSQ2)。该层是油气勘探的重点层系,因此以体系域为岩相古地理图的成图单元。TSQ1-TST、TSQ1-HST、TSQ2-TST、TSQ2-HST大致对应岩石地层的飞一段、飞二段、飞三段和飞四段。

(1)TSQ1-TST(相当于飞仙关组飞一段沉积期)岩相古地理

三叠纪早期,四川盆地及邻区总体继承了上二叠统长兴组沉积期的沉积格局,但开江-梁平盆地相区和川中台洼面积减小(图3-4-8)、水体深度明显变浅,台缘及台内生物礁消失而以发育鲕粒滩为特色。广大的川中、川东地区主要沉积了薄层泥晶灰岩、泥质灰岩夹颗粒灰岩等,为大川中开阔台地相区。在开阔台地内部高能地带发育大面积鲕粒滩体,如川中的水口场(水深1井)—广安(广参2井)地区鲕粒灰岩可厚达30~40m、卧龙河(卧51井)地区鲕粒灰岩厚20~30m、磨溪(磨溪1井)地区厚10~15m。在开阔台地内部局部还发育了台内洼地,其中主要沉积了灰色钙质泥岩夹少量风暴成因的透镜状泥晶砂屑灰岩。康滇古陆周缘为一套河流相碎屑岩沉积,相当于东川组,其岩性主要为紫红色砂岩、泥岩、页岩,具河流相“二元”结构,发育槽状及板状交错层理、波痕等。河流相与开阔台地相之间发育混积潮坪相。在台地边缘之外发育了斜坡相及盆地相,斜坡相主要沉积了薄层泥晶灰岩、泥质灰岩夹砾屑灰岩、钙屑浊积岩,可见滑动变形层理。在盆地相中则主要沉积了薄层泥晶灰岩、泥质灰岩夹页岩等。

图3-4-7 四川盆地及邻区PSQ5(长兴组沉积期)岩相古地理图

图3-4-8 四川盆地及邻区TSQ1-TST(飞仙关组一段沉积期)岩相古地理图

(2)TSQ1-HST(相当于飞仙关组飞二段沉积期)岩相古地理

与前期相比,该期沉积水体总体变浅。川西南、川中地区的陆源碎屑沉积区明显扩大,大川中开阔台地面积减小,同时鲕粒岩主要集中发育于台地边缘,万源-开县台地更为局限并演变为蒸发台地(图3-4-9)。康滇古陆周缘河流相沉积范围更大,由于陆源物质的供应增加,导致混积陆棚相沉积范围也更大,主要沉积了一套暗紫红色泥质灰岩、页岩。万源-开县台地发育了较多的蒸发岩,主要沉积了膏质白云岩、泥晶白云岩及石膏,属于较典型的蒸发台地膏质潟湖沉积。台地边缘鲕粒滩坝厚度较大且集中分布,如罗家寨—普光一带与元坝—龙岗一带,鲕粒岩的累积厚度最大可达80~90m,单层厚度最大可达40m。盆地周缘绵竹雎水剖面、江油鱼洞梁剖面、云阳沙陀剖面、酉阳丁市老鹰庄剖面、来凤龙潭坝剖面等都见到厚层-块状鲕粒滩沉积,为川西北绵竹-剑阁台缘带及川东城口-鄂西台缘带存在的标志。台地内部亦有小型鲕粒滩体分布,其滩体累积厚度不大,一般小于20m,且单层厚度较小,如广安、丰都地区。

开江-梁平盆地相区由于以来自其南西侧大川中台地相区的碳酸盐灰泥、陆源泥质及台缘带鲕粒等为主的大量沉积物的快速充填,形成了厚达260m的泥质灰岩、钙质泥岩夹钙屑浊积岩(泥亮晶鲕粒灰岩),进而使其深水盆地相分布范围逐渐变小,直至该高位体系域沉积晚期消亡。

(3)TSQ2-TST(相当于飞仙关组飞三段沉积期)岩相古地理

层序TSQ2海侵体系域沉积期为另一个海侵期,陆源碎屑物沉积范围减小,浅水碳酸盐台地范围扩大。与前期沉积面貌相比,最大的变化是开江-梁平盆地相区消失并代之以台内洼地沉积(图3-4-10),早期盆地相区或斜坡相区,如广元—南江—城口一带演化为台地边缘,发育厚层鲕粒滩体,在川西地区的让水、通口、汉旺、茶坪、龙王庙及大飞水等露头剖面均发现了鲕粒滩沉积,表明该时期的台地边缘沿绵竹—剑阁—广元—南江—城口一带展布。盆地内整体呈现为一个较为宽阔、平坦的混积陆棚—碳酸盐台地。沿康滇古陆周缘仍然发育河流相沉积,向东过渡为混积陆棚相,主要沉积了紫红、紫灰色泥页岩夹介壳灰岩。开阔台地相分布范围广,主要沉积了薄层状泥晶灰岩夹中厚层状砂屑灰岩、鲕粒灰岩,台地内部发育多个具一定规模的鲕粒滩体,主要分布于川东、川中、川东北地区。

(4)TSQ2-HST(相当于飞仙关组飞四段沉积期)岩相古地理

层序TSQ2高位体系域沉积期为一个明显的海退过程,水体逐渐变浅,碳酸盐岩减少,泥质岩增多,碳酸盐台地由前期的开阔台地演变为局限甚至蒸发台地(图3-4-11)。康滇古陆周缘依然为河流相沉积,其东侧的混积陆棚沉积了紫灰、紫红色泥页岩夹泥质灰岩及介壳灰岩。局限台地沉积岩性为暗紫、褐红色泥页岩。磨溪—龙女寺和河湾场地区局部有薄层鲕粒滩分布。川东地区为蒸发台地相区,岩性主要为暗紫色泥岩、泥晶白云岩、泥质灰岩、石膏及膏质白云岩,其石膏累积厚度可达8~9m。

2.TSQ3-TSQ4(相当于嘉陵江组沉积时期)岩相古地理

(1)TSQ3(相当于嘉陵江组嘉一二段沉积期)岩相古地理

嘉陵江组TSQ3-TST沉积期,研究区从西南到东北依次发育陆相、碎屑潮坪相、开阔台地沉积(图3-4-12)。西南部康滇古陆发育陆相冲积平原紫红色碎屑岩沉积;康滇古陆周边主要为碎屑潮坪相碳酸盐岩-碎屑岩沉积;盆地内部主要为开阔台地灰质沉积,川中北凹陷处发育台内洼地沉积,主要分布于宣汉—邻水—梁平一带;值得注意的是,在古地貌相对高部位,如川鄂交界的云阳、石柱一带,台内滩发育,其厚度较薄且变化较为舒缓,岩性以泥晶-细粉晶灰岩为主夹鲕粒灰岩或呈互层状,鲕粒灰岩、生屑灰岩、粒屑灰岩较为发育,单层鲕粒灰岩最厚可达10m,颗粒灰岩中可以见到斜层理与交错层理,泥细粉晶灰岩中可以见到蠕虫状与条带状构造,生物碎屑较发育。

图3-4-9 四川盆地及邻区TSQ1-HST(飞仙关组二段沉积期)岩相古地理图

图3-4-10 四川盆地及邻区TSQ2-TST(飞仙关组三段沉积期)岩相古地理图

图3-4-11 四川盆地及邻区TSQ2-HST(飞仙关组四段沉积期)岩相古地理图

图3-4-12 四川盆地及邻区TSQ3-TST(嘉陵江组一段沉积期)岩相古地理图

嘉陵江组TSQ3-HST沉积期,研究区从西南到东北依次发育陆相、碎屑潮坪相、局限台地沉积(图3-4-13):盆地内部主要为局限台地云坪沉积,川中北坳陷处发育潟湖亚相,膏质云岩为主,主要分布于宣汉、潼南一带;在川鄂交界处云阳—石柱一带,继承了嘉一期台内滩环境,但滩体范围明显缩小。

(2)TSQ4(相当于嘉陵江组嘉三四段沉积期)岩相古地理

嘉陵江组TSQ4-TST沉积期,研究区从西南到东北依次发育陆相、碎屑潮坪相、开阔台地沉积(图3-4-14)。由于康滇古陆上升缓慢,地势趋于平缓,古陆剥蚀强度降低,因此碎屑岩沉积范围进一步萎缩,海侵范围更广;盆地内部主要为开阔台地灰质沉积,川中坳陷处发育台内洼地沉积,主要分布于广安一带;在川鄂交界处云阳—石柱一线以东,为古地形的高部位,明显继承发育台内滩,主要为一套鲕粒灰岩、生屑灰岩夹含粒屑泥—微晶石灰岩,颗粒灰岩全段发育。

嘉陵江组TSQ4-HST沉积期,研究区从西南到东北依次发育陆相、碎屑潮坪相、局限台地沉积(图3-4-15)。康滇古陆的影响已经逐渐减弱甚至消失,碎屑岩沉积很少,依然是西薄东厚、西高东低的格局,但已经呈现均一化。盆地内部主要为局限台地蒸发岩沉积,川中北坳陷处发育潟湖亚相,膏盐为主,主要分布于宣汉—通江—合川一带。

3.TSQ5-TSQ6(相当于雷口坡组沉积期)岩相古地理

(1)TSQ5(相当于雷口坡组雷一二段沉积期)岩相古地理

TSQ5-TST沉积期,盆地自西到东依次发育盆地、斜坡、台地边缘、局限台地沉积(图3-4-16)。盆地西部和西北缘广元—江油一带,发育台地边缘滩亚相沉积;盆地中部川中地区存在一些近东西向或北西南东向的继承性的次级低隆起,将盆地中部分隔成洼隆相间的格局,相对洼地处演化成潟湖亚相环境,潟湖主要分布在川中营山地区等;相对隆起处则发育台内滩亚相,由砂砾屑白云岩、藻屑白云岩组成,它们广泛分布于川中坳陷与泸州-开江古隆起的转折部位或交接处等地势变化处,而这些部位也常常是水动力条件由弱变强的地带。

TSQ5-HST沉积期的环境与TSQ5-TST时期相似,仅陆源碎屑沉积区及膏盐潟湖有所扩大。台内滩范围大大缩小,仅零星分布在川中观音场、资阳和达州等地区(图3-4-17)。

(2)TSQ6(相当于雷口坡组雷三四段沉积期)岩相古地理

TSQ6-TST沉积期是快速海侵时期,海平面较高,水体较深,障壁后的地区和毗邻的开阔海之间水体的自由流通能力大为改善,以开阔台地相沉积为主;研究区从西到东依次发育盆地、斜坡、台地边缘、开阔台地沉积(图3-4-18)。盆地中部相对洼地处演化成台内洼地亚相环境,主要分布在川中遂宁—营山地区等。值得关注的是,盆地西部和西北缘广元—江油一带,广泛发育台地边缘滩亚相有利相带沉积,主要由砂砾屑白云岩、藻屑白云岩组成。

TSQ6-HST沉积期为快速海退时期,盆地内部以局限台地沉积为主,研究区从西到东依次发育盆地、斜坡、台地边缘、局限台地沉积(图3-4-19):川中南充—西充地区及川中西成都等地区广泛发育潟湖沉积,主要沉积蒸发盐类(膏盐);龙岗—营山地区局部发育有利相带——台内滩亚相。

四川盆地边缘古隆起、古陆及盆内古隆起、坳陷的存在和演化以及海平面升降旋回控制了四川盆地嘉陵江-雷口坡组纵向上“云灰”间互的沉积演化特征:大规模海侵(TST)时期,随着海平面的大幅度上升,盆地内部海水与障壁后的开阔海自由交流,盆地内部主要为开阔台地灰质沉积,坳陷处主要是细结构的微、泥晶灰岩台内洼地沉积(如嘉一段、嘉三段、雷三段);大规模海退(HST)时期,此时海平面较低,由于边缘古隆起、古陆的障壁作用,大大限制了局限台地与外海的自由流通,盆地内部广泛沉积蒸发岩类,坳陷处沉积膏盐(如嘉二段、嘉四段、雷二段、雷四段)。

图3-4-13 四川盆地及邻区TSQ3-HST(嘉陵江组二段沉积期)岩相古地理图

图3-4-14 四川盆地及邻区TSQ4-TST(嘉陵江组三段沉积期)岩相古地理图

图3-4-15 四川盆地及邻区TSQ4-HST(嘉陵江组四段沉积期)岩相古地理图

图3-4-16 四川盆地及邻区TSQ5-TST(雷口坡组一段沉积期)岩相古地理图

图3-4-17 四川盆地及邻区TSQ5-HST(雷口坡组二段沉积期)岩相古地理图

图3-4-18 四川盆地及邻区TSQ6-TST(雷口坡组三段沉积期)岩相古地理图

图3-4-19 四川盆地及邻区TSQ6-HST(雷口坡组四段沉积期)岩相古地理图



二叠纪—中三叠世岩相古地理
答:(一)二叠纪岩相古地理 1.PSQ1(相当于栖霞组沉积时期)岩相古地理 中二叠统沉积之前,受古特提斯洋伸展和拉张的影响,四川盆地属于被动大陆边缘的盆地性质,经历了一次大范围的暴露剥蚀。中二叠世早期发生的海侵过程,在四川盆地沉积了厚2~20m的梁山组滨岸沼泽体系碎屑岩,主要是一套石英粉细砂岩、砂岩、炭质泥页岩...

岩相古地理演化
答:昌都地区早中三叠世岩相古地理继承了晚二叠世末的基本格局,除北部的弧-盆区和微陆块的东侧局部见海相沉积外,大部分区域为隆升的古陆和冲积相沉积。 早三叠世印度期,本区东西两侧分布着三个古陆,它们分别为金沙江古陆、青尼洞古陆和类乌齐古陆(图4.1)。对应海平面下降的结果是,古陆面积较晚二叠世末进一步...

岩相古地理及油气意义
答:以层序(体系域)为编图单元,采用“六步法”,系统编制了塔里木、四川和鄂尔多斯盆地寒武纪—奥陶纪以及四川盆地二叠世—中三叠世岩相古地理图。我国三大海相盆地在其演化阶段经历了伸展背景—挤压背景的完整构造旋回。伸展构造背景下,古地理格局的演化相对稳定,继承性强;构造转换期同时也是古地理变化的重要时期,在挤压构...

(二)四川二叠、三叠纪含煤盆地的演化
答:“四川盆地含煤岩系地层柱状图”、“四川盆地晚二叠世岩相古地理图”、“四川盆地晚二叠世吴家坪期岩相古地理图”、“四川盆地晚二叠世长兴期岩相古地理图”、“四川盆地晚三叠世马鞍塘—小塘子期岩相古地理图”、“四川

中国海相岩相古地理特征及演化规律
答:图2-51 中国中三叠世岩相古地理图 早白垩世:西藏特提斯海雅鲁藏布江地区为深海,其南喜马拉雅地区为次深、深海沉积。东部仅在台湾见有海相白垩系。 晚白垩世:西藏特提斯海域向北扩大,直到喀喇昆仑山,甚至进入塔里木西部形成一个海湾,发育生物灰岩、石膏等潟湖沉积。东北三江地区可能有海陆过渡沉积。 (12)古近纪...

古构造与古地理
答:控制本地区早、中三叠世岩相古地理轮廓和成盐环境的主要深断裂有:郯城-庐江深断裂、襄樊-广济深断裂、城口-房县深断裂、江南深断裂、大庸-吉首深断裂、溆浦-四堡深断裂和江山-绍兴深断裂(图20)。这些断裂都是本区最大的构造岩相单元的分区界线。 ①郯城-庐江深断裂:这是一条纵贯我国东部地区的巨型断裂带,对于...

(二)二叠纪—三叠纪海平面升降曲线的重塑比较
答:广元上寺和峨眉地区在二叠—三叠纪时,处于两个不同沉积古地理相区。广元上寺为上扬子西部边缘区。峨眉地区位于扬子克拉通上,而且受成穹作用的影响,所以这两个地区的上超时序存在着差异:(1)早二叠世时,上扬子西缘海平面上升速率最快,所以这两个地区都表现为碳酸盐海岸上超,上超曲线具一致性...

晚古生代沉积盆地演化格局
答:沉积盆地演化大体分为中泥盆世、晚泥盆世—早石炭世早期、早石炭世晚期—早二叠世、中二叠世四个阶段(图1-5)。据分析,海洋生物中出现有较多属于热水动物群的珊瑚,说明当时海盆的古地理位置应该是在地球低纬度的热带区。1.中泥盆世岩相古地理 中泥盆世沉积以克孜勒陶组为代表,形成多个砾岩-...

古生代地层区划有哪些?
答:类;在哲斯、大兴安岭、小兴安岭和吉林中部地区,二叠纪海相地层较北山地区完整,紫松期地层往往见于孤立的断块内,为中细粒复理石沉积,夹厚逾百米的石灰岩,但无火山岩,动物群属于特提斯型;隆林期和中二叠世的中、细粒复理石沉积分布广泛,夹中、酸性火山岩,火山岩的时代由西向东自隆林期渐为孤峰期;晚二叠世地层为...

华力西期—印支期陆内拗陷时期
答:在泥盆纪—中三叠世期间,浙皖海盆以拗陷为主,深断裂无明显活动。石炭纪和二叠纪浙皖海盆广泛发育浅海台地相碳酸盐沉积,但在华夏古陆西缘(江山、兰溪等地)藕塘底期尚发育以粗碎屑岩为主夹碳酸盐岩的混合沉积(图1-6)。早二叠世早期以前,地壳相对稳定,晚期以后,地壳活动比较频繁,分升降运动和...