论断代构造-地层区划的原则与方法:以中国寒武纪构造-地层区划为例

基础地质调查的首项任务就是查清不同构造-地层区划单元内的地层层序和时代.因此,开展构造-地层区划和建立地层格架,是矿产能源、水文环境和工程地质等工作不可缺少的一项奠基性工作.本文强调构造、沉积和气候环境等对地层发育的主控作用,并提出断代构造-地层区划定义为:是指对一个国家或地区某一地质发展阶段(如新元古代,寒武纪等)内形成的地层,通过对其形成的构造环境、沉积和气候环境、岩石组合、古生物组合、地球物理和地球化学特征等记录的综合调查分析对比后,所进行的地层地理分布划分.根据新含义,本文以中国寒武纪构造-地层区划为实例,拟定出构造-地层区划的主要依据是:全球洋陆重建分布、地层建造大类、基底和盖层地层序列和洋陆转化时间、地层序列完整性与接触关系、地层岩性岩相序列对比、造山带对接缝合带洋板块地层分布与特征、造山带叠接缝合带洋板块地层分布与特征、生物古地理区系、构造-岩相古地理格局、古气候分区、区划边界11条识别标志.      

二连盆地层序地层单元统一划分及格架层序地层学

在剖析二连盆地层序地层学研究现存问题的基础上,将构造地层学、成因地层学和层序地层学的理论、方法结合起来,把具有区域对比意义的盆地世代界面和盆地原型界面分别作为一级层序和二级层序的界面,把盆地(或凹陷)原型的每一个裂陷-反转旋回(亚原型)作为三级层序,把沉降-充填单元作为四级层序,尝试在构造-地层格架约束下进行层序地层格架分析,而在层序地层格架约束下进行成因地层格架分析.其优点是既吸取了经典海相层序地层学的等时地层界面、层序旋回和可容空间分析等精髓,又摒弃了不适合陆相裂陷盆地的海平面升降变化及体系域等部分内容,便于建立全盆地统一的层序地层格架,也便于揭示各层序地层单元的沉积特征、沉积演化史和不同构造岩相带的油气成藏条件,有助于提高对有利储集相带和有利储集体分布规律及其区域性差异的认识,进而有助于建立有指导意义的成藏预测模式.通过二连盆地各凹陷的实际分析,建立了可对比的、有规律可循的、统一的分级层序界面系统及层序地层格架.      

内蒙古西部北山-银额地区石炭纪-二叠纪层序地层与沉积演化

内蒙古西部北山-银额地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇带,构造背景复杂,一直是构造研究的热点地区。虽然研究区发育数千米以碎屑岩+火山岩+碳酸盐岩为特征的石炭系-二叠系,但层序地层与沉积演化研究十分薄弱,一定程度上制约了对构造背景的认识。本文通过石炭纪-二叠纪区域地层对比与层序地层研究,分别建立了北山和银额2个地区石炭纪-二叠纪层序地层格架,明确了不同构造单元石炭纪-二叠纪层序地层具有良好的对比关系,为统一构造环境沉积的地质体。通过沉积演化研究,明确了研究区石炭纪-二叠纪具有"两坳一隆"的构造格架,并控制着沉积相的展布,早石炭世晚期北山地区南部接受沉积,之后逐渐伸展,晚石炭世晚期-早二叠世早期盆地沉积范围最大,盆地演化达到鼎盛。早二叠世晚期盆地开始萎缩,晚二叠世海水基本退出研究区,仅银额东北部接受了海相沉积。总之,层序地层及沉积演化研究指示研究区石炭纪-二叠纪为相同构造环境下形成的统一的陆内(板内)裂谷盆地。     

南祁连盆地石炭—侏罗纪地层区划及石油地质特征

通过对南祁连盆地石炭－侏罗系地质剖面的研究,依据古构造格架,基底特征,构造变形,岩浆活动,沉积建造特征,古生物群特征以及地层发育程度和接触关系等,把该盆地石炭－侏罗系划分为３个地层区,并在地层区划的基础上讨论了南祁盆地石炭－侏罗纪原盆地环境格局及石油地质特征。     

层序的成因及层序地层格架

层序的成因是沉积基准面变化所引起的 ,沉积基准面是全球性海平面变化、构造升降、沉积物供应和气候四个因素耦合作用导致的。通过对同位素测年、生物地层对比、层序成因、层序地层对比及层序界面性质五个方面的讨论 ,指出层序地层格架不是一个等时地层格架 ,不能作为全球对比的标准 ,它所体现的主要是沉积作用和沉积地层在三维空间的展布规律。     

洋板块地层在造山带构造-地层区划中的应用

自元古宙以来地球表面洋陆位置不断变化,洋的面积总比陆地面积大.分布于大陆造山带区的古缝合带是古大洋或古大陆边缘小洋盆消亡的残迹,是洋板块地层研究的主要对象.针对占中国陆域3/5面积的造山带洋板块地层分布区,提出一级（称“构造-地层大区”）和二级（称“构造-地层区”）构造-地层的区划准则.将洋板块地层分为对接带型和叠接带型两大类,分别对应于构造-地层大区和构造地层区.对接带型以含N-MORB型蛇绿岩为标志,是古大洋消亡的残迹;叠接带型以含SSZ型蛇绿岩为标志,是古大陆边缘小洋盆消亡的残迹.对接带内的洋脊（蛇绿岩）、洋岛海山、洋内弧等亚型建造因卷入俯冲带内被肢解,多数呈残缺不全的岩块包裹在强烈构造剪切形变的远洋细碎屑和海沟浊积岩建造（称为基质）之中,呈俯冲增生杂岩带展布,对应于构造-地层区;对某些形体巨大的亚类（巨大的洋岛海山、裂离地块、大面积的深海平原硅质岩等建造）,进入海沟俯冲带内很难被完全肢解,呈逆（仰）冲地质体大面积分布,可归为构造-地层区.叠接带型可进一步划分出与弧前盆地、火山弧（含弧间和弧背盆地建造）和弧后盆地等二级构造-地层区划单元.      

构造活动盆地的层序地层与构造地层分析--以中国中、新生代构造活动湖盆分析为例

中国中、新生代构造相对活动的断陷或陆内前陆盆地充填序列一般可划分出5个级别具有地层对比意义的层序地层单元。层序构成和沉积体系域的发育分布受到盆地形成演化过程中各种构造作用的控制。盆地规模的沉积旋回多是盆地幕式裂陷、多幕挤压挠曲沉降、多期构造反转、断块差异沉降等构造作用的沉积响应;高频层序单元的发育则主要与湖平面和沉积物供给量的变化有关。不同构造演化阶段的层序结构和沉积体系域构成等存在显著差异,主要取决于古构造格架和同沉积构造的活动。构造坡折带是由构造活动所产生的、对沉积作用具有长期控制作用的古沉积斜坡或古地貌突变带,在断陷或前陆等盆地中普遍发育,其识别对阐明盆内沉积体系域,特别是构成重要油气藏的低位域的分布和预测具有重要意义。     

中国南方震旦纪大地构造单元划分与地层分区

本文以板块理论为指导，重点探讨地层分区与大地构造单元划分及沉积相展布的关系，提出以构造为主导，构造－地层－沉积相三位一体的地层分区原则和方法。中国南方震旦纪基底构造格架是两隆一坳，即扬子板块、华夏板块及其间的华南残留盆地，晋宁运动使扬子板块与华夏板块拼接在一起，进入相对稳定的发展阶段。震旦纪沉积作用与相带展布与上述古构造格局是一致的。根据上述区划原则和古构造、沉积相的研究结论，将中国南方震旦系划分为２个Ⅰ级地层区，６个Ⅱ级地层分区和１２个Ⅲ级地层小区。     

高精度层序地层分析:建立沉积相和储层规模的等时地层格架

高精度层序地层分析以三级层序内高精度的层序地层单元的划分和对比为主要目的 ,它可为沉积体系的沉积构成和油气储、盖组合等研究提供精细的地层对比框架。从滨浅海至陆相湖盆的充填分析均表明 ,三级层序内可依据高频的海 (湖 )泛面或沉积基准面的变化划分出若干高精度的层序地层单元 ,包括四、五级层序以及低位、水进、高位及下降等 4个体系域。四级层序的识别和对比是建立高精度层序地层格架的关键。在煤、油气盆地中 ,四级层序是对储集体和聚煤作用进行分析的基本地层单元     

内蒙古东部及邻区石炭纪—二叠纪构造地层 格架与形成环境

构造带内的地层建造和区域展布主要受大地构造背景和古地理环境的双重控制。突出构造地层学方法,进行综合地层学研究,重点地层剖面实测与修订前人资料相结合,在恢复大地构造演化和沉积相分析的基础上,重新划分内蒙古东部及邻区石炭纪—二叠纪地层分区,并建立构造地层格架。2条构造线将研究区分隔成3个地层分区。西拉木伦河断裂南侧（华北地层分区）出露大陆边缘坳陷沉积和陆内裂陷槽充填,称为康保-赤峰地层小区。查干敖包-阿荣旗断裂至黑河一线北侧（兴安地层分区）属西伯利亚板块,呈现边缘坳陷沉积和裂陷槽充填的陆块南缘称东乌-龙江地层小区;而陆内坳陷沉积的北部范围称额尔古纳地层小区。2条构造线之间为板块增生带（内蒙草原地层分区）,自然分隔成锡林郭勒地层小区、科尔沁地层小区和松-辽地层小区,发育多岛洋-海槽-残余海槽的复杂环境。通过论述各岩组划分、对比和沉积相归属,构造地层格架尽可能反映当时的大地构造格局和沉积环境演变。     

中国新近纪构造-地层区划及地层格架

新近纪是中国地貌地形和气候环境格局最终奠定的关键时期,如青藏高原强烈抬升和现代高原地貌最终成型、中国南海海盆扩张结束、东亚现今大型水系格局最终建立、中国西高东低的地势最终确立以及东亚季风系统开始形成并逐渐增强.通过对中国新近纪大地构造、沉积盆地(群)、火山岩、隆起带和大型变形构造等的综合研究,共厘定一级构造-地层单元(...     

Stratigraphic Framework of the Cryogenian in China

The Cryogenian is a critical period in the history of the Earth. It is marked by multiple extreme climate changes that caused alternating global glacial and interglacial intervals. These dramatically changed the sedimentary system, and metal ores and source rocks distributed widely during this period. Therefore, studying the Cryogenian stratigraphic framework and sedimentary basins is important to improve the stratigraphic resolution for metal mineral and hydrocarbon prospecting and exploration in China. This review paper firstly divides three tectonic-stratigraphic regions in China in the Cryogenian, including the tectonic-stratigraphic regions of Great South China, Xingmeng-Tarim, and North China. Secondly, geochronologic data and geological records are combined to clearly depict the Cryogenian sedimentary sequence of continental blocks and micro-continental blocks in different tectonic-stratigraphic regions. The results were used to propose a new comparison scheme of stratigraphy for the Cryogenian in China. Finally, according to differences of sedimentary evolution and tectonic evolvement, sedimentary basins and their lithofacies paleogeography are identified and summarized, respectively.     

南堡凹陷古近纪幕式裂陷作用及其对沉积充填的控制

通过构造格架和层序地层格架的分析,结合区域不整合对比,将南堡凹陷地层与中国东部其他盆地进行对比,进行大型构造幕的确定,确认南堡凹陷古近系地层为区域可对比的裂陷Ⅲ幕和裂陷Ⅳ幕沉积。在此基础上,应用区域不整合规模的对比和火山活动期次研究,将南堡凹陷古近纪沉降划分为4个构造幕,并对各个构造幕的构造活动特征及其控制的沉积充填特征进行了分析。南堡凹陷的幕式构造活动可以分为三个阶段:在第一个阶段（即裂陷Ⅰ幕、裂陷Ⅱ幕）,完全受到边界断裂活动的控制;在第二阶段（即裂陷Ⅲ幕）,高柳断层开始活动,在南堡凹陷东部地区形成了陡坡断阶坡折带控制着沉积发育;而在第三阶段（即裂陷Ⅳ幕）,高柳断层发育为控边断裂并控制着其下降盘的沉积充填。     

论盆地的地层格架

盆地的地层格架(stratigraphic framework)是盆地分析最基本、最重要的参数之一(李思田等,1983),它是指沉积盆地的外部和内部几何形态以及组成盆地的层的堆积性质。概括地说,地层格架不仅指盆地的固体几何形态和盆地所包含的地层单元或单元序列的固体几何形态,而且涉及到单个地层单元的性质,最终体现了沉积环境(Conybeare,1979)。衡量地层格架这一参数应从以下几方面来考虑: 1.盆地的外部几何形态盆地的外部几何形态应该为其真实的固体空间形态所反映,应该包括盆地的平面几何     

朝鲜半岛及华北上元古界-古生界沉积序列与碎屑锆石年代学记录及其构造属性分析

通过地层结构、沉积序列与碎屑锆石年代学记录等三方面的成因分析和区域对比,本文进一步探究了中-朝地块新元古代-古生代的构造属性及演化信息。研究指出,朝鲜半岛平南盆地、太白山盆地以及华北地块内部,其地层结构-沉积相序主要以寒武-奥陶系内陆架碳酸盐岩沉积、志留-泥盆系缺失、中上石炭统-二叠系海陆交互相含煤沉积为特征,并具有可对比的1.85Ga、2.5Ga以及1.15Ga、1.6Ga等碎屑锆石年龄峰值。而在临津江带、沃川带以及华北东南缘,则以泥盆-石炭系泥岩/片岩、中基性火山岩及火山碎屑岩、碳酸盐岩(透镜体)混杂发育为特征,总体显示外陆架沉积环境,且具有可对比的与地层时代接近的最小碎屑锆石年龄,这也是对沉积期较强构造-岩浆活动的反映。综合地层结构、相序、碎屑锆石年龄组成以及聚煤记录,提出朝鲜半岛与华北应属于统一的一级构造单元,即"中-朝板块";但朝鲜半岛西南部及华北东南缘毗邻板块边缘,因此其地层-沉积记录与板内存在差异,简单的一致性模式并不适用。     

中国西部新生代沉积盆地演化

新生代期间中国西部发生了多次强烈的构造运动, 经历了复杂的构造-地貌演化历史.地质构造背景和地球动力学过程则控制了中国西部大陆新生代期间的构造-地貌演化.盆-山系统是中国西部新生代构造的基本格局, 盆-岭体系是中国西部新生代的主要地貌单元.根据盆地的几何学、动力学与构造演化特征, 中国西部新生代盆地可以划分为压陷盆地、断陷盆地、走滑拉分盆地以及残留海-前陆盆地4类.这些新生代封闭盆地均被造山带所围限, 而盆地与山脉之间由挤压型活动断裂(逆冲断层和走滑断层)所分割.新生代以来印度板块与欧亚板块的碰撞以及其后印度板块的向北俯冲挤压, 对中国西部新生代沉积盆地的发育和演化产生了重大影响.中国西部新生代盆地构造岩相古地理演化与板块运动和构造隆升之间存在明显的耦合.      

沉积盆地的层序和沉积充填结构及过程响应

现代层序地层学的理论发展,把沉积过程纳入到地质演化的时空框架中并与地球的多旋回或节律演化结合研究,形成了一套带有革命性的、在等时地层格架中研究沉积作用的新方法,成为了油气资源等沉积矿产预测勘探的重要工具。沉积盆地的沉积充填可划分出与各级沉积旋回相对应的层序地层单元。追踪对比由不整合面或不整合面及其对应的整合面为界的高级别层序地层单元建立的区域性等时地层格架,对盆地构造古地理再造和油气勘探战略性研究至关重要;追踪四、五级等低级别层序地层单元和体系域建立的高精度层序地层格架,可为重点区域或区带的沉积体系和储集体的沉积构成和分布等的解剖提供精细的地层对比基础。依据沉积基准面的变化,从层序内水进到水退的沉积旋回中可划分出正常水退沉积、强制性水退沉积、水进沉积及垂向加积等成因沉积类型。海相或湖相盆地中三级层序地层单元内均可较好地划分出低位、水进、高位及下降体系域。盆地构造作用、气候变化、海、湖平面升降过程对层序发育的控制作用及沉积响应研究,一直是层序地层学或沉积地质分析领域的研究热点。沉积盆地的层序地层序列演化是盆地地球动力学过程的总体响应。层序地层学把盆地古构造、古地理的变迁纳入到统一的地球演化系统中研究,形成了与区域地球演化史或盆地动力学演化相结合的重要研究领域。多旋回盆地或叠合盆地中多期次的构造变革导致了多个区域性不整合面所分隔的多个构造层序的叠加。注重构造—层序地层的结合分析,揭示盆地的层序地层序列与多期盆地构造作用的成因联系,是构造活动盆地或大型叠合盆地沉积地质演化和油气聚集规律研究的关键。盆地构造作用,如前陆盆地多期次的逆冲挠曲沉降和回弹隆起的构造作用、多幕裂陷过程、多期构造反转等与重要不整合及区域性沉积旋回或层序的形成密切相关;而由气候变化引起的海或湖平面变化是控制高频沉积旋回或低级别层序发育的主要因素。在构造活动盆地中,构造坡折带对沉积体系域和沉积相的发育分布具重要控制作用。     

中国东部新生代沉积盆地演化

新生代, 中国东部大陆边缘系统总体受到来自印度、澳大利亚、菲律宾和太平洋板块向欧亚板块下部俯冲碰撞的作用, 在大陆边缘形成一系列边缘海盆地和断陷-坳陷盆地, 主要发育松辽、渤海湾、江汉、苏北、东海、珠江口和北部湾等盆地.基于中国东部沉积盆地的中生代构造背景分析和新生代盆地的分布特征, 对其中的7个主要沉积盆地进行了详细的沉积序列和构造演化分析.通过周缘板块和郯庐断裂的构造演化、火山活动、低温热年代学、气候演变等对比分析, 中国东部沉积盆地的演化可划分为3个阶段: 古新世-始新世、渐新世-早中新世和晚中新世-第四纪.      

苏皖下扬子区震旦纪—中三叠世海相层序地层

笔者运用板块构造和层序地层学的理论和方法，从露头区精细研究开始，寻找层序地层单元的识别标志和沉积相标志，拟建立起研究区综合层序地层格架。在此基础上结合区域构造资料和沉积背景分析，对苏皖下扬子区的震旦纪－中三叠世的层序地层进行划分，共认识别出11个二级层序，64个三级层序。     

Sequence stratigraphic architectures and responses to syndepositional tectonic evolution in the Paleogene Lingshui Sag,Qiongdongnan Basin,northwestern South China Sea

ABSTRACT

The syndepositional tectonic evolution and sequence stratigraphic architecture of the Paleogene Lingshui Sag, Qiongdongnan Basin, South China Sea, are investigated with seismic profiles, boreholes and well logs. First, according to the recognized sequence boundaries, the Paleogene sequence stratigraphic framework is established. Then, based on analyzing the subsidence history and paleogeomorphology evolution, the Paleogene Lingshui Sag is clarified to present episodic tectonic evolution, showing tectonic stage-I, stage-II and stage-III. From stage-I to stage-III, the major basin-marginal faults gradually lost control over the subsidence center, which moved away from the initial basin margin to the late central basin. Structural slope break belts, such as fault slope break belts and gentle slope break belts, formed through the above three tectonic stages and controlled the formation of four types of relevant distinct sequence stratigraphic architectures, namely, Types A1, A2, B1 and B2. Finally, the responses of sequence stratigraphic architectures to tectonic evolution are described, and the favorable hydrocarbon reservoirs in the different architectures are discussed, which constitute stratigraphic traps, fault traps, lenticular lithologic traps and updip wedge-out traps. This information is beneficial in prospecting for subtle traps in basins located in deepwater areas.