二叠纪—中三叠世岩相古地理

发布网友 发布时间：2022-04-23 19:10

我来回答

共1个回答

热心网友 时间：2023-10-14 08:43

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*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*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*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*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*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