滇黔桂盆地及其邻区石炭纪至二叠纪层序地层格架及三级海平面变化的全球对比

属于被动大陆边缘裂谷盆地的滇黔桂盆地，自加里东运动之后，泥盆纪开始拉开，整个晚古生代延续发展。受同生断裂的控制，在深水盆地中发育大小不等的孤立碳酸盐台地，因而在滇黔桂盆地及其邻区形成特殊的“台-盆-丘-槽”的古地理格局。对不同古地理背景下的典型剖面进行三级层序划分并对其进行空间追索和对比，在滇黔桂盆地及其邻区的石炭纪和二叠纪地层中可以识别出12个三级层序，相当于晚古生代25个三级沉积层序(2-5Ma；SQ1至SQ25)中的SQ24至SQ25；以地层记录中的的两种相变面和两种穿时性为基本要素，可以建立研究区石炭系和二叠系的层序地层格架；层序地层格架反映了三级层序的基本特征：空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性。研究区的石炭系和二叠系，主要为一套碳酸盐岩地层，其中在连陆台地上发育3套煤系地层，它们分别组成石炭纪三级层序SQ15跨系的三级层序SQ19的HST以及二叠纪吴家坪期的三级层序SQ24；而且在连陆台地边缘和孤立台地上，于阳新世的茅口亚世以及乐平世的长兴期发育海绵生物礁，海绵生物礁分别构成了以下二叠系三级层序即阳新世的SQ22和SQ23以及长兴期的SQ25。3套煤系地层和两套海绵生物礁的发育，使研究区的石炭系和二叠系形成了一个与欧美地区完全不同的层序地层序列。在研究区石炭系和二叠系所识别出的12个三级层序中，石炭纪一二叠纪船山世地层可以划分出6个三级层序。这种划分与Busch等对北美相同层位的划分相似，也就是说该6个三级层序的形成时限大于10Ma；较长的形成时限可能反映了形成在联合古陆汇聚时期即全球构造相对稳定时期三级海平面变化的一个特性。因此，研究区的石炭系和二叠系所识别和划分出的12个三级层序，其数量比Ross和Ross(1985)对欧美地区石炭系和二叠系所划分出的50多个三级层序要少得多。     

滇黔桂盆地及邻区二叠纪层序地层格架及古地理演化

滇黔桂盆地及邻区的二叠系包括船山统、阳新统和乐平统。船山统与阳新统之交的黔桂运动主幕不整合面、阳新统和乐平统之交的东吴运动主幕不整合面的不整合特征明显,同时因其代表了研究区沉积盆地性质发生较大变化的界面而成为较为典型的I型层序界面。滇黔桂盆地及邻区的二叠系以其明显的沉积相分异而引人注目：在连陆台地上发育含煤地层,而在连陆台地边缘及孤立台地上发育海绵生物礁,形成一个典型的“台-盆-丘-槽”的古地理格局。伴随着强烈的东吴运动第一幕,研究区西北部发生强烈的火山活动,形成分布范围较广的峨嵋山玄武岩;东南部的“钦防残留海槽”关闭,使研究区的古地理格局发生了较大变化。二叠系与三叠系之交发生的较为典型的台地淹没事件形成了一个较为典型的淹没不整合面。根据沉积物的时间演化序列和沉积相的空间展布形式所指示的规律,研究区的二叠系可以划分为以下三级层序：船山统与下伏石炭系顶部的地层构成一个三级层序(SQ¹⁹),阳新统包含四个三级层序(SQ²⁰到SQ²³),乐平统包括两个三级层序(SQ²⁴和SQ²⁵)。在层序地层框架内,系列古地理图和系列层序地层格架栅状图较为系统地反映了研究区二叠纪复杂而有序的时间和空间相变特征。主要的时间相变面即形成层序界面,具有明显的“跳相”和地层间断现象,由于在不同地点间断的时限不一致而造成“间断面穿时”;沉积环境的空间变化,以及伴随着时间变化中的相带迁移所造成的空间相变,其相应的相变面总是斜交时间面而造成“相变面穿时”;不同沉积阶段的层序具有不同的相序组构,并在空间上形成有序的变化,从而代表了不同的古地理背景。因此,层序地层研究的核心内容是“沉积物的时间演变序列和沉积相的空间展布形式所代表的规律性”,结合生物地层特征,这种规律性本身也可以作为地层划分和对比的标志。     

滇黔桂盆地及邻区二叠系乐平统层序地层格架及其古地理背景

滇黔桂盆地及邻区的二叠系乐平统, 包括吴家坪阶和长兴阶; 其沉积相类型多样, 沉积相分异明显, 为层序地层研究提供了得天独厚的有利条件. 大致相当于吴家坪阶的地层构成一个三级层序, 而大致相当于长兴阶的地层组成另一个三级层序. 在连陆台地上, 吴家坪阶为一套含煤碎屑岩系地层, 而且在孤立台地上的灰岩层中也发育煤层, 连陆台地边缘和孤立台地的迎风浪部分主要为颗粒滩相灰岩; 长兴阶, 连陆台地上主要由开阔海台地相灰岩组成, 在孤立台地上以及连陆台地边缘为一套海绵生物礁灰岩. 在台盆中, 乐平统为一套盆地相泥页岩夹硅质岩; 在钦州至防城一带, 覆盖在深水盆地相地层之上的是巨厚的乐平统磨拉石粗碎屑岩地层. 这些特征表明了研究区域乐平统复杂的时空相变. 从沉积物的时间演化序列和沉积相的空间展布形式所代表的规律性入手, 结合生物地层和年代地层资料, 可以建立能反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”的层序地层格架; 最后, 系列层序地层格架栅状图及其相应的古地理图, 又可以较为清晰地显示出研究区域乐平统的沉积序列特征和古地理演变特点. 2个三级层序所构成的乐平统, 与欧美一带以持续性海退为特征的同时代地层形成较大差异. 更为特别的是, 如果说瓜达鲁普世末期的生物灭绝事件与“东吴运动第一幕”不整合面所代表的海退事件存在关联的话, 那二叠系与三叠系之交的更大规模的生物灭绝事件则与研究区域“二叠系-三叠系”之交的淹没不整合面所指示的快速海侵事件相对应, 从而表明了海侵-海退事件所代表的环境变化与生物灭绝事件之间较为复杂的关系.