鄂尔多斯盆地西北缘奥陶纪凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

鄂尔多斯盆地西缘北段奥陶纪剖面中出露有火山凝灰岩夹层,它们是火山喷发的凝灰物质沉积的产物,其研究对于鄂尔多斯盆地奥陶纪年代地层格架的厘定和构造背景的确定有重要意义。本文报道了鄂尔多斯盆地西缘北段乌海地区哈图克沟剖面乌拉力克组顶部火山凝灰岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征。锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为454.9±3.4Ma,SHRIMP U-Pb年龄为456.4±4.2Ma,结合古生物地层学,将乌拉力克组的沉积时代厘定为中奥陶世达瑞威尔阶晚期—晚奥陶世桑比阶。锆石原位微区Hf同位素εHf(t)=+4.02~+10.98,n(176Hf)/n(177Hf)值变化范围为0.282 619~0.282 963之间,二阶段模式年龄变化范围为729~1178Ma。根据凝灰岩与研究区周缘造山带的锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征对比判断火山凝灰岩物质应主要来自于其西南方向的北祁连造山带和/或北秦岭造山带。鄂尔多斯盆地西缘和南缘广泛分布的火山凝灰岩具有一致的就位时间和物源,表明盆地西缘和南缘都受到了中—晚奥陶世北祁连和/或北秦岭洋壳俯冲引起的火山弧喷发的影响。     

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限.研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右.北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移.两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带.     

鄂尔多斯盆地西、南缘奥陶纪地质事件群耦合作用

北祁连造山带和北秦岭造山带在早古生代经历了相似的洋陆转化过程,于奥陶纪时发育了汇聚板块边缘的沟-弧-盆体系,分别形成了北西向展布的北祁连造山带走廊南山北缘早古生代岛弧及弧后盆地和东西向展布的北秦岭造山带早古生代岛弧及弧后盆地。期间,秦岭-祁连洋的俯冲造山作用和鄂尔多斯盆地西南缘沉积类型和内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了盆-山耦合体系,引发一系列构造事件、火山喷发事件和多种类型的事件沉积等。它们之间存在着一系列成因机制上的联系,有着共同的宏观背景。鄂尔多斯盆地西、南缘在几乎相同时期存在一次构造背景的转变,由被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,并诱发了多期火山喷发事件,在盆地西南缘奥陶系形成多套斑脱岩夹层,这些斑脱岩可能为同时期或者稍后的钾盐矿(包括含钾卤水)的形成提供了重要物源。同时,鄂尔多斯盆地南缘由浅水碳酸盐台地陷落为深水斜坡,在盆地西、南缘奥陶系有规律的集中发育重力流沉积(海底扇、浊积岩等)、滑塌沉积和震积岩等事件沉积。从形成机制上,华南板块向北俯冲触发了火山活动和地震,火山喷发在奥陶系集中沉积了多套凝灰岩夹层,地震活动导致同时期大套重力流沉积,并触发相对深水区沉积物向深水区移动,使得重力流沉积转化为浊流沉积,形成了具有良好储层的浊积岩。统计表明,上述事件发育的时间与秦岭地区构造活动相对最活跃的时期基本一致。因此这些分布稳定的凝灰岩薄层和中奥陶世集中有规律分布的重力流沉积砂体为华南板块向华北本快俯冲背景下形成的,它们之间存在耦合关系。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系砂岩碎屑锆石年代学特征及地质意义

陆源碎屑岩物质来源及变化与沉积盆地及构造演化密切相关。通过对鄂尔多斯盆地南部铜川地区晚古生代二叠系山西组、石盒子组及石千峰组砂岩样品岩石薄片鉴定、定量矿物学分析以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,结合古流向特征,对物源进行了追溯,并讨论了盆地南部二叠系的构造—沉积过程。研究结果表明,早二叠世山西组碎屑锆石年龄具364 Ma、450 Ma、946Ma和2 446 Ma四个主要峰值;中二叠世下石盒子组碎屑锆石年龄具294 Ma、1 963.4 Ma和2 499 Ma三个主要峰值;晚二叠世石千峰组碎屑锆石年龄主要峰值出现在1 876.5 Ma,缺乏北秦岭造山带的新元古代和早古生代碎屑锆石记录。分析认为山西组主要物源区为北秦岭造山带,次要物源区为华北南缘构造带;石盒子组物源由北秦岭造山带、华北板块南缘构造带和内蒙古隆起西段共同提供;石千峰组物源区为华北南缘构造带。早二叠世山西期,华北南缘隆起幅度较低,不影响北秦岭造山带供源。石盒子期,勉略洋由被动拉张转换为主动挤压,秦岭造山带处于持续隆升状态,并造成了华北南缘构造带的不断抬升。石千峰期华北南缘强烈隆升,在为铜川地区提供物源的同时也阻挡了北秦岭造山带...     

鄂尔多斯地块南缘奥陶纪前陆盆地的沉积大地构造格架与演化

鄂尔多斯地块南缘位于鄂尔多斯地块与北秦岭造山带结合部位,是研究北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件沉积-构造响应的理想场所。目前对鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地的沉积充填特征、构造属性、结构以及演化历史仍缺乏清晰的认识。本文通过对露头区典型剖面观测结果和覆盖区地球物理资料的综合分析,发现鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地沉积充填整体表现为南厚北薄、顶底均被区域性不整合面所限定的楔状沉积体;由北向南可以划分出局限沉积环境的坳陷带、持续抬升的隆起带和局限浅水-海相深水-陆相冲积扇环境的盆地带。结合北秦岭造山带奥陶纪大地构造属性及演化历史分析,得出鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地是与北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件相关的周缘前陆盆地,经历了以下四个阶段的演化:(1)冶里-亮甲山期,前陆盆地初始挠曲阶段;(2)马一-马五期,前陆盆地结构成型阶段;(3)马六-平凉期,前陆盆地快速沉降阶段;(4)背锅山期,前陆盆地快速充填阶段。此外,该周缘前陆盆地具有经典前陆盆地的四元结构:褶皱冲断带位于包括渭河地堑在内的西安-宝鸡一带,前渊带呈近东西向展布于岐山-富平一带,前缘隆起带位于庆阳-运城一带,隆后坳陷带大致位于延安-榆林-绥德一带,呈不规则的椭圆形。该研究不仅有助于查明鄂尔多斯地块南缘奥陶纪盆地性质、结构与演化历史,还为北秦岭造山带奥陶纪弧-陆碰撞事件提供了盆地内部的地质历史证据。     

鄂尔多斯盆地西南缘上奥陶统平凉组碎屑岩锆石U-Pb年龄及物源分析

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析方法,探讨分析了鄂尔多斯地块西南缘奥陶系平凉组沉积期的物源环境。结果表明:①平凉组凝灰质砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄大致包含3组:第一组为早古生代的407~477Ma,峰值为454Ma,占总体的72.5%;第二组为中—新元古代的588~1548Ma,峰值为962Ma,占总体的22.5%;第三组为古元古代的1612~2496Ma,占总体的5%。②集中在407~477Ma年龄组分指示其物源主要来自于祁连—北秦岭岛弧杂岩带,588~1548Ma和1612~2496Ma的年龄组分反映的物源主要来自于北秦岭造山带,祁连造山带和华北板块基底。③锆石年龄谱综合分析,平凉组碎屑沉积物质来源复杂,具有明显的多源性,指示晚奥陶世平凉期的沉积环境应属于祁连—北秦岭岛弧杂岩带与鄂尔多斯地块西南缘之间的局限残留边缘海盆地。     

秦岭造山带与鄂尔多斯盆地印支期构造事件年代学对比

秦岭和鄂尔多斯盆地相互毗邻,秦岭的造山作用和鄂尔多斯盆地内陆湖盆的发展演化之间存在有机的联系,构成了山—盆耦合体系。印支构造活动具有多旋回演化的特征,它是秦岭全面造山的关键时期,可划分230~238Ma、210~224 Ma和198~206 Ma三个重要构造演化阶段,其中中期构造活动留下的地质记录最丰富。本次研究采用LA-ICP-MS锆石原位U-Pb年龄分析技术,获得了延长组长7中上部和底部凝灰岩的年龄分别为221.8±2.0 Ma和228.2±2.0 Ma,通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组凝灰岩年龄的界定、分析,推算延长组顶底不整合面的年龄分别为199.6 Ma和237 Ma。长7中上部和长6厚层重力流砂体的形成时间为215~224 Ma。提出延长组底部和顶部的两个沉积间断面分别对应于秦岭造山带印支早期和晚期构造活动开始或结束阶段,并在盆地内识别出了中期构造事件,该事件造成盆地快速沉降,大面积分布的长7油层组底部凝灰岩和长7油层组中上部—长6油层组中下部的厚层深水重力流砂岩是该期构造活动的直接产物。因此印支构造活动在鄂尔多斯盆地形成了两个构造层序界面和两套沉积事件地层。此外,文章总结了中期事件在鄂尔多斯盆地的八大沉积耦合效应。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段凝灰岩形成时代、物质来源及其意义

鄂尔多斯盆地南部延长组长7段优质烃源岩以含众多凝灰岩夹层为显著特点,其中长7段底部长7₃层凝灰岩最为发育。凝灰岩的形成时代及火山物质来源,对探讨延长期湖盆优质烃源岩形成、富烃凹陷发育及周邻同期构造-岩浆事件等均具有重要的意义。本文以盆地南部铜川何家坊剖面长7₃层凝灰岩夹层为重点研究对象,利用岩石薄片、扫描电镜及主微量元素等方法,明确了该区凝灰岩岩石学和地球化学特征;同时对凝灰岩夹层及其间的砂岩层开展了锆石U-Pb定年。结果表明该区凝灰岩蚀变强烈,但仍具凝灰岩结构及中酸性火山岩特点;获得的两个凝灰岩样品主组分加权平均年龄分别是（226.5±1.6）Ma（n=24）和（229.7±2.2）Ma（n=21）,同期砂岩碎屑锆石最年轻组分为235~243 Ma（n=7,加权平均年龄239.3 Ma）。结合前人研究成果,综合认为长7₃层凝灰岩形成年龄约在230 Ma±,代表了长7期开始的时间,也是延长期湖盆进入鼎盛发育和盆地坳陷型富烃凹陷形成的时期。依据延长期凝灰岩特征,盆地腹地及秦岭造山带构造-岩浆活动事件,指出延长组长7期凝灰岩的火山物质主要来自秦岭造山带,与勉略洋壳向南秦岭板块下俯冲形成的岛弧火山等联系密切,并将秦岭造山带与延长期湖盆之间的耦合响应过程划分为3个阶段。本文对重新认识鄂尔多斯盆地发育演化过程及长7期湖盆属性具有重要的指示意义。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇武山蛇绿岩带、晚寒武世—早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲碰撞型花岗岩体等组成。关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于NMORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于EMORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪。李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境。关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世（471～440Ma）古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型（450～456Ma）花岗岩类和碰撞型（438～400Ma）花岗岩类岩浆活动。西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成洋壳俯冲消减直至陆陆碰撞造山的板块构造演化过程。总体构造演化可划分为四个阶段：①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆陆或陆弧碰撞造山阶段。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水-武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇-武山蛇绿岩带、晚寒武世-早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积-火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山-沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲-碰撞型花岗岩体等组成.关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于N-MORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于E-MORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪.李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境.关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世(471～440Ma)古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型(450～456Ma)花岗岩类和碰撞型(438～400Ma)花岗岩类岩浆活动.西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成-洋壳俯冲消减直至陆-陆碰撞造山的板块构造演化过程.总体构造演化可划分为四个阶段:①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆-陆或陆-弧碰撞造山阶段.     

鄂尔多斯地块早古生代构造格局及演化

本文通过沉积、构造和沉降历史的综合分析，揭示了鄂尔多斯早古生代碳酸盐岩台地演化历史，恢复了不同演化阶段的古构造格局，并探讨了古构造的演化机制。     

鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩碳氧同位素特征及其意义*

鄂尔多斯古生代海相地层沉积厚度巨大。鄂尔多斯奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成： δ¹³C值分布于-7.30‰～2.26‰之间,均值-0.30‰;δ¹⁸O值分布于-13.14‰～-1.94‰之间,均值-6.38‰,碳氧同位素组成与全球基本一致。区域上,鄂尔多斯西缘具有相对较高的δ¹³C值,南缘次之,而东缘最低。纵向上,碳同位素组成逐渐增重,并在中晚奥陶世发生明显的正向偏移,δ¹³C均值由马家沟组的-0.36‰增加到平凉组的0.15‰,至背锅山组增加至0.68‰。碳同位素的区域分布差异表明鄂尔多斯西缘水体相对较深,南缘次之,东缘相对较浅,由早奥陶世至晚奥陶世水体逐渐加深,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。鄂尔多斯西南缘中晚奥陶世碳同位素组成的正向偏移,标志着较高的生产力和有机碳埋藏率,具有重要的石油地质学意义,西南缘的平凉组/乌拉力克组和背锅山组是下古生界最重要和有效的烃源岩层。     

中国南方奥陶—志留纪沉积层序与构造运动的关系

根据对湘西北奥陶纪和黔东北志留纪的层序划分，结合中国南方奥陶－志留纪已确定的构造运动幕次，同时辅以该地区不同期岩相地理的变化，讨论了层序界面与构造运动的关系，研究结果表明，在中国南方二级层序界面的形成更多地受到区域构造运动的影响，而三级层段序界面主要受全球海平面变化的影响，从沉积旋回的观点出发，认为中国南方加里东运动的最后一幕应在中地留世早期，即回星哨期末。     

鄂尔多斯盆地奥陶系层序地层格架

通过大量露头、钻井与地震层序地层学综合分析,建立了全盆地奥陶系层序地层格架。研究提出了“碳酸盐岩层序地层划分与对比五要素”分析方法。应用该分析方法在奥陶系识别出3个二级层序界面、6个三级层序界面,将奥陶系划分为2个二级层序和8个三级层序。盆地不同构造环境形成不同的层序地层格架:在盆地西部窄大陆边缘北部奥陶系发育层序 Osq3-层序Osq7五套地层,持续时间从早奥陶世弗洛阶到晚奥陶世桑比阶末,南部发育层序Osq1-层序Osq7七套地层,持续时间从早奥陶世特马道克阶到晚奥陶世桑比阶末,总体上西部地层西厚东薄,南北向条带状展布,向伊盟隆起-庆阳古隆起上超覆尖灭;在盆地南部宽大陆边缘奥陶系发育盆地所发现的8个层序,持续时间从早奥陶世弗洛阶到晚奥陶世凯特阶早期,地层南厚北薄,向庆阳古隆起上超覆尖灭;在盆地中东部台内洼陷奥陶系仅发育层序Osq3-层序Osq5 TST,以盆地东部洼陷东侧最厚向伊盟隆起-庆阳古隆起上超覆尖灭;盆地北部伊盟古隆起、西南部庆阳古隆起主体一直处于隆起剥蚀状态,二者的鞍部仅发育Osq4 TST层序,表明盆地西部的祁连海槽与盆地东部的华北海在中奥陶世晚期有过短暂连通。     

鄂尔多斯地区南缘寒武纪层序地层和海平面变化

通过对鄂尔多斯盆地南缘河津、岐山及陇县３个下古生界露头剖面的研究，对比表明、华北型的武系自辛人集组至凤山组可识别出１４个三组层序，这些邓在生物地层上大体可与１－３个标准三叶虫带相对应，年代地层上除下寒武统２个层序形成时间在可能大于５Ｍａ之外，中－－上武统的层序均在２－３Ｍａ之间，进一步利用盆地沉降分析模型逐步对下古生界累积去压实厚度曲线进行沉积物负载消减、盆地构造热沉降消减后发现，本区的盆地构造沉     

鄂尔多斯盆地祁连海域奥陶纪岩相古地理特征及演化

根据鄂尔多斯盆地西部及南部奥陶纪露头勘察结果,尤其是中奥陶统平凉组页岩在盆地的西部及南部普遍存在,结合地表露头及盆内钻孔资料,系统分析研究了鄂尔多斯盆地祁连海域早古生代奥陶纪不同时期沉积环境特点,分析了各沉积期的岩相古地理特征。受中央古隆起形成和祁连海向东逐渐海侵影响,马家沟组一期到五期,地形坡度较缓,鄂尔多斯盆地古地理格局由祁连海向盆地内部分别发育开阔海台地、局限海台地到蒸发台地相沉积。马家沟组六期和平凉期以及其上的上奥陶统沉积时期,主要为开阔海台地、斜坡相和深水盆地相沉积,在台地向斜坡的转换部位发育一些生物碎屑灰岩及由珊瑚组成的生物礁滩相沉积,斜坡部位发育平凉组笔石页岩斜坡相沉积,构成了华北盆地边缘中—上奥陶统一套特殊的局部天然气勘探组合。鄂尔多斯祁连海域奥陶纪岩相古地理研究具有重要的地质意义和实际生产意义。     

靖边气田马五1-4亚段沉积微相和成岩作用研究

鄂尔多斯盆地靖边气田马五1~4亚段属于陆表海蒸发碳酸盐潮坪相。潮上带（含）石膏结核白云岩和潮间带上部的含石膏晶模白云岩最有利于形成储层。马五1－4亚段碳酸盐岩经历了复杂的成岩作用,准同生期白云石化和膏化作用奠定了储层的物质基础;表生岩溶期选择性溶解作用构筑了储层的轮廓;埋藏期溶解作用和各种矿物充填作用,决定早期溶孔能否保存和储层最终状况。引入“负胶结物孔隙度”概念,更直观地反映了沉积作用对马五1－4亚段储层发育的控制作用。将沉积微相和成岩相研究有机地结合在一起,以简约的方式,用一套数字组合符号半定量地表达沉积微相和成岩相,在开发区块储层评价和预测上获得了良好效果。     

鄂尔多斯盆地南部下奥陶统马家沟组沉积特征

依据鄂尔多斯盆地南部早奥陶世古构造、古地理、古水动力以及古气候背景,结合单井、野外露头沉积相分析等认为,秦岭海槽和中央古隆起的存在和演化控制盆地南部马家沟组沉积特征及演化。(1)平面上根据中央古隆起的障壁作用将其分为两大沉积区,西南区和东北区。西南区发育盆地—斜坡—台地边缘相,东北区为障壁潟湖沉积环境;(2)东北区马家沟组由"三云三灰"六段组成,马一、马三、马五段为白云岩、石膏和石盐组成的蒸发岩系,马二、马四、马六段为石灰岩夹白云岩的碳酸盐岩序列,在纵向上构成蒸发岩与碳酸盐岩间互的旋回性沉积。在此基础上进一步建立了马家沟组障壁潟湖沉积模式,该模式具有两个主要特征:(1)中央古隆起作为障壁控制秦岭海与潟湖之间的海水沟通;(2)依据海平面升降旋回将该模式动态地分为三个阶段,即与海侵期相对应的以石灰岩沉积为主的障壁潟湖沉积阶段(阶段Ⅰ)、与海退期相对应的以石灰岩夹蒸发岩沉积为主的障壁咸化潟湖沉积阶段(阶段Ⅱ)和与低海平面期对应的以膏盐岩沉积为主的障壁膏盐湖沉积阶段(阶段Ⅲ)。     

鄂尔多斯奥陶纪古构造

用野外露头剖面、钻井剖面和地震剖面相结合的研究方法,对鄂尔多斯地区奥陶系213条共长8317 km的地震剖面行了重新处理和地层解释,这大大提高了解释精度。以此为基础,把鄂尔多斯奥陶系划分为10个地层单位,即冶里组、亮甲山组、马家沟一组、马家沟二组、马家沟三组、马家沟四组、马家沟五组、马家沟六组、平凉组和背锅山组,并绘制了它们的等厚图。从这些图可以看出,冶里期和亮甲山期的古构造格局为“一隆三凹”,即西缘凹陷、南缘凹陷和东缘凹陷呈“U”字形包围着一个中部隆起。到马家沟一期至六期,“一隆三凹”的古构造格局仍然基本上保持着,尽管其隆起和凹陷的形状、大小和位置均有所变化。到平凉期,古构造格局为“一隆二凹”,即西缘凹陷和南缘凹陷呈“L”形镶嵌在一个巨大的鄂尔多斯隆起的西缘和南缘。到背锅山期,古构造格局为“一隆一凹”,即一个残留的西南缘凹陷位于一个更加庞大的鄂尔多斯隆起的西南缘一隅。到奥陶纪末,鄂尔多斯地区以及整个的华北地台均变为隆起区,从而结束了鄂尔多斯地区隆起与凹陷并存的古构造格局。     

陕南柞水石瓮子上泥盆统滑塌沉积及其地质意义

泥盆纪是秦岭构造与古地理格局发生重大变革的时期。秦岭的泥盆系主要分布在南秦岭。资料表明，南秦岭泥盆系不是在统一的盆地中形成的，而是被古陆分隔的几个裂陷盆地的沉积产物。柞水石瓮子地处镇安盆地北缘，该处滑塌块体和斜坡砾岩广泛发育，物源为沿山阳－凤镇断裂向南作大规模逆冲推覆而被掩盖消失的小磨岭古陆，其形成受早古生代南秦岭区域抬升、全球海平面下降以及区内山阳－凤镇断裂和镇安－板岩镇断裂强烈活动的控制。区域性同造山陆块隆升与全球海平面下降造成了南秦岭晚古生代与早古生代地层之间区域性的不整合，一南秦岭在继续向北俯冲的同时，又沿南缘的勉略－巴山断裂带发生扩张，其内部也因拉张作用形成裂陷与块断隆起相间的古地理格局。南秦岭区域性隆起和裂陷可能与加里东运动和勉略有限洋盆的打开相关联。