中扬子地区晚震旦世-早寒武世沉积特征及岩相古地理

中扬子地区指青峰-湘广断裂带以南,湘黔桂海盆以北,鄂西恩施-龙山一线以东的湖北省和湖南省的大部分地区。根据中扬子地区上震旦统-下寒武统十余条代表性剖面的沉积特征及其横向展布规律,应用等时面优势相成图方法编制了晚震旦世的陡山沱期、灯影期,早寒武世的筇竹寺期、沧浪铺早期、沧浪铺晚期、龙王庙期共6幅岩相古地理图。中扬子地区上震旦统发育了从碳酸盐潮坪、开阔台地、浅滩、台地边缘、斜坡到台地前缘盆地等沉积,下寒武统下部主要为细碎屑岩和碳酸盐岩组成的混合型浅海陆棚沉积,上部变成碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地沉积。晚震旦世岩相古地理格局由碳酸盐台地(鄂中台地)和南边的台缘盆地组成。由于地壳差异性升降运动,晚震旦世陡山沱期岩相古地理格局发生了急剧变化。早寒武世早-中期岩相古地理格局由鄂中古陆、围绕古陆的碳酸盐潮坪、陆棚及南边的陆棚边缘盆地组成。早寒武世中-晚期岩相古地理格局由碳酸盐潮坪、开阔台地、台缘斜坡和台缘盆地组成,该地区主体进入碳酸盐台地演化阶段。     

扬子地台早寒武世古盘虫类的地层分布及其古地理控制?

早寒武世早期的黑色页岩系在扬子地台非常发育，但由于具有时代标志的化石稀少，这套黑色页岩系的层序问题一直未能很好解决。古盘虫类化石是早寒武世黑色页岩系中仅有的具有地层意义的化石类别,然而它们的分类混乱、层位不清，限制了其在地层对比中的应用。在古盘虫类分类重新厘定的基础上，通过对Tsunyidiscus 的4个种和Hupeidiscus orientalis地层分布的系统总结，认为T.aclis和T. armatus的层位限于筇竹寺早期，T. niutitangensis和T. tingi的层位主要是筇竹寺晚期，只有T. tingi延伸至沧浪铺早期。而H. orientalis在筇竹寺晚期开始出现，到沧浪铺早期繁盛。因此它们的层位分布特征可以用于地层学对比。通过对华南地区古盘虫类古地理分布和沉积相与环境分析，我们认为古盘虫类的分布受海平面升降、海水浑浊度、水深、含氧性等古海洋环境因素的控制： T. armats和T. aclis分布于近滨-远滨及外陆架上，适应水体平静，水动力能量较低，低沉积速率的相对较深的海域; T. tingi和T. niutitangensis在开阔的外陆架区域大量繁盛，T. niutitangensis生存在具有分层结构海洋的贫氧带和富氧带，海水较深，水体平静； 而H. orientalis在陆架边缘灰岩相中大量出现，适应于海水较深，水动力能量较低，浮游微生物丰富的洁净海水; 此外在粗碎屑岩、高碳质页岩、石煤发育的地层中无古盘虫类分布, 表明古盘虫类不适合海水动荡而混浊，沉积速率高的浅水高能环境和深水滞流缺氧的环境。     

中上扬子地区早寒武世(纽芬兰世－第二世)岩相古地理

由于受区域构造作用、海平面变化、上升洋流以及古气候等主控因素的制约,中上扬子地区纽芬兰世-第二世主要表现为浅海环境。早寒武世梅树村期,主要发育潮坪相碎屑岩、磷块岩、白云岩和硅质岩,陆棚相含磷结核硅质岩、泥岩以及陆棚深水盆地相碳质页岩、硅质岩等。筇竹寺期,海侵范围扩大,陆棚深水盆地向西北扩展,其余广大区域为碎屑岩浅海所覆盖。沧浪铺期,主要表现为碎屑岩和碳酸盐交互沉积的混积陆棚环境,盆地相则具有继承性,主要为碳质页岩沉积。早寒武世龙王庙期开始向碳酸盐台地演化,广大区域为碳酸盐沉积,盆地区范围有所缩小。早寒武世的岩相古地理演化表明,从早到晚沿着东南边缘始终存在一较深水沉积区,其沉积物质主要为碳质页岩和硅质岩,为烃源岩有利沉积区,奠定了油气生烃成藏的物质基础。同时在演化过程中还形成了相应的储层以及分布较广的膏盐层。根据这一油气地质条件组合及其空间分布,针对中上扬子地区早古生代海相地层的油气勘探应该首先围绕这一富烃沉积区来开展,集中对膏盐层下部目的层开展油气勘探工作。     

上扬子地区震旦纪沉积古地理

通过整理大量的钻井、测井、地震和其他综合研究资料,系统编制了上扬子地区震旦系各层段的岩相古地理图,进行了较为系统的沉积储集层研究。该研究显示震旦纪上扬子台地是一个半孤立的台地。震旦系沉积可以划分为前台地沉积、碳酸盐岩台地沉积和局限海盆沉积。紧邻上扬子台地西部边缘发育的川滇大裂谷对上扬子台地的演化、沉积古地理格局的形成及沉积相带的展布有着重要影响。灯影期,上扬子台地曾经有过一次由裂谷活动导致的快速沉降,经历了一次短暂的由台地到海盆的变化。岩相古地理的演变控制着四川盆地震旦系沉积储集层的形成与分布,也控制着该区常规油气及页岩气的形成与分布。     

中扬子地区晚震旦世-早寒武世转折期台-盆演化及烃源岩形成机理

在中国南方中扬子地区早寒武世早期,沉积了一套黑色碳质页岩、碳硅质页岩、黑色粉砂质页岩,分布范围广,厚度大,有机碳含量高,属于腐泥型为主的有机质类型,为中国南方海相区域主力烃源岩之一.为了认清该套烃源岩的形成环境,通过对岩石学特征、沉积相的变化、台-盆转化的研究并结合一些地球化学指标分析了该地区在转折期古环境发生的变化,初步探讨了下寒武统这套主力优质烃源岩的形成背景,提出了一个热水活动-上升洋流-缺氧事件复合模式,即为在地壳拉张背景下,热液活动与上升洋流共同作用造成生物产率提高,水体缺氧,使得有机质大量埋藏并得以保存,构成了在中扬子克拉通上和东南边缘重要的下寒武统优质烃源岩.     

四川盆地早寒武世龙王庙期沉积特征与古地理

基于盆内及其周缘钻孔取芯和露头剖面资料,结合区域背景和龙王庙组地层充填厚度分析认为,四川盆地周缘龙王庙期北邻摩天岭微古陆和汉南古陆、西接康滇古陆,东南和东北分别为威信-黔江、石阡-秀山-龙山和镇巴-巫溪-巴东水下古隆起环抱;盆内呈近北东向展布的川中古隆起和阆中-通江坳陷、江津-奉节坳陷构成“一隆两坳”,南部泸州-筠连-昭通继承性坳陷依然存在;盆地及周缘向东北隅和东南隅分别接入秦岭洋和江南盆地。受此影响,龙王庙期发育连陆碳酸盐岩台地-斜坡-盆地沉积体系,连陆碳酸盐岩台地构成沉积主体,可识别出混积潮坪、局限-蒸发台地、半局限-局限台地和台地边缘沉积相类型;进一步通过碎屑岩含量与陆源方向、石灰岩、白云岩和膏盐岩含量与海域局限性和台地边缘相对位置、颗粒岩含量等分析,阐明了龙王庙期岩相古地理展布样式并建立了沉积模式。结果表明潮坪向海侧、水下古隆起、泸州-筠连-昭通坳陷周缘是颗粒滩有利发育区,乐山和资阳地区经由早寒武世早期的充填拼合作用已形成统一古隆起,震旦纪末期-早寒武世的南北向桐梓-筠连裂陷槽演变为泸州-筠连-昭通台内坳陷,研究成果对拓宽龙王庙组滩控岩溶型储层的勘探领域具有重要的指导作用。     

四川盆地震旦纪-早寒武世构造-沉积演化过程

前人对四川盆地震旦纪-早寒武世构造-沉积演化的认识存在较大分歧.利用最新的地震、钻井及露头资料,系统论述了四川盆地震旦纪-早寒武世构造-沉积演化特征.四川盆地在陡山沱组沉积前呈现隆坳相间地貌格局,汉南古陆构造高点从陡山沱期到早寒武世持续向北东方向迁移;开江-宣汉古隆起灯一、灯二段沉积期为主要发育时期,古隆起核部出露水面,灯三、灯四段沉积期古隆起规模减小,转为水下隆起,到早寒武世与川中古隆起合并.通过连井剖面、典型井元素测井、野外露头特征综合分析认为德阳-安岳古裂陷槽内发育灯三、灯四段深水沉积.在此基础上总结古裂陷发育模式:古裂陷具有明显的多期发育特征,东侧台地边缘不断向北东方向迁移,灯二段沉积期台缘位于双探地区,灯四段沉积期台缘位于元坝西地区;同时古裂陷具有"北早南晚、先断陷后坳陷"的发育特征,灯影组沉积期在川中-川北发育,具有断陷发育特征,早寒武世裂陷槽转为坳陷发育特征,川南地区开始大规模发育,川中-川北地区持续向北东方向迁移,川北元坝-仁和场-马路背地区转化为深水沉积,发育厚层筇竹寺组烃源岩层系,至早寒武世晚期,古裂陷消亡、被填平补齐.      

塔西北地区早寒武世玉尔吐斯组热液作用及沉积模式

埃迪卡拉纪-寒武纪之交全球沉积了一套黑色泥页岩和硅质岩组合,塔里木盆地早寒武世玉尔吐斯组即包含这样一套组合,并被认为是塔里木古生界主力烃源岩之一,然而目前对这套岩石组合的成因及沉积过程的研究还相对薄弱。在野外研究的基础上,将玉尔吐斯组分为5段,分为两个海进-海退旋回,认为其总体沉积于缓坡背景之上。对第一段硅质岩进行主量元素及稀土元素分析,结果显示其含有较低的Al/(Al+Fe+Mn)和较高的Fe/Ti值(均值分别为0.29和108.24)。在Al-Fe-Mn和Fe/Ti-Al(Al+Fe+Mn)图解上,多数样品落入热液作用范围,表明硅质岩主要受热液作用控制。硅质岩REE配分模式显示其不具有Eu的正异常和LREE富集的特征,这显示了海水对热液的稀释作用。靠近热液盆内口的库勒和什艾日克剖面发育较厚的硅质岩和一系列滑移变形构造。早寒武世时期,南天山洋已经打开,硅质热液广泛发育于整个塔北的深水和浅水区,这些迹象表明该区早寒武世仍然有很强的伸展构造活动。     

扬子台地西缘早、中三叠世古地理重建

扬子台地西缘由于构造的逆冲推覆与平移走滑而受到严重破坏,因此,对其古地理重建就不能简单地依据现今露头岩相分布原封不动地来拟定古地理格架。为此,本文尝试采用"构造岩块分析法",对这些位移了的岩块(断块)进行构造复位后,再编制旱、中三叠世古地理复原图,重建其古地理演化格架。扬子台地西部边缘在早三叠世发育了进积的碳酸盐粒浅滩,滩后为海湾或局限台地,滩前为碳酸盐缓坡;中三叠世时,边缘的南、北段有差异,北段滩前由缓坡(早世)演化成末端变陡的碳酸盐缓坡,而南段则发展成镶边陆架。     

中上扬子地区寒武纪第三世—芙蓉世古地理

中上扬子寒武纪第三世—芙蓉世台地相与滩相分布区是中上扬子地区重要的油气勘探目标区。利用野外露头资料、钻井资料和区域地质资料,识别出潮坪相、台地相、台地边缘相、浅海陆棚相和深水盆地相5种沉积相类型。在此基础上,编制了寒武纪第三世—芙蓉世古地理图,并探讨了储盖层的沉积地质条件。(1)第三世,发育大规模潟湖的局限台地广阔分布,西部为混积潮坪,台内及台缘发育滩相沉积。东南缘未形成完整的台缘带,湘西北一带为混积陆棚环境。东南缘向东,碳酸盐沉积物减少。(2)芙蓉世,随着海退的持续,隆起区扩大,深水盆地范围减小。中上扬子地区形成了镶边碳酸盐台地,浅滩沉积大量发育。(3)第三世—芙蓉世,以大套的厚层至块状的白云岩为主、分布广阔的局限台地与开阔台地,发育鲕粒及砂屑浅滩沉积的台地内部及边缘,均是有利的储集层沉积区。第三世广泛发育的潟湖沉积白云岩夹膏质白云岩、白云质膏岩、膏岩和粉砂岩,厚度较大,是中上扬子地区寒武纪重要的盖层沉积区。     

北祁连地区中寒武世岩相古地理研究

现今地处造山带的北祁连地区在中寒武世时期拉张的构造背景下海域进一步拓宽。通过对北祁连地区中寒武统地层野外调查及室内分析研究,在"构造控盆、盆控相"的思路控制下,以沉积岩性、结构-构造、古生物组合等为基础,在优势相原则的指导下,共划分出浅海陆棚相、半深海相、深海盆地相3种沉积相类型。结合前人的研究资料,编制北祁连地区中寒武世的沉积构造格架及沉积盆地类型图,分析其空间配置关系。在此基础上,采用造山带岩相古地理编图方法,恢复与重建研究区的古地理面貌,编制相应的古地理图。     

Early Cambrian palaeogeography and the probable Iberia–Siberia connection

The end of the Proterozoic–beginning of the Cambrian is marked by some of the most dramatic events in the history of Earth. The fall of the Ediacaran biota, followed by the Cambrian Explosion of skeletonised bilaterians, a pronounced shift in oceanic and atmospheric chemistry and rapid climatic change from ‘snowball earth’ to ‘greenhouse’ conditions all happened within a rather geologically short period of time. These events took place against a background of the rearrangement of the prevailing supercontinent; some authors view this as a sequence of individual supercontinents such as Mesoproterozoic Midgardia, Neoproterozoic Rodinia and Early Cambrian Pannotia. Assembled in the Mesoproterozoic, this supercontinent appears to have existed through the Neoproterozoic into the Early Cambrian with periodic changes in configuration. The final rearrangement took place during the Precambrian–Cambrian transition with the Cadomian and related phases of the Pan-African orogeny. The distribution of Early Cambrian molluscs and other small shelly fossils (SSF) across all continents indicates a close geographic proximity of all major cratonic basins that is consistent with the continued existence of the supercontinent at that time. Subsequently, Rodinia experienced breakup that led to the amalgamation of Gondwana, separation of Laurentia, Baltica, Siberia and some small terranes and the emergence of oceanic basins between them. Spreading oceanic basins caused a gradual geographic isolation of the faunal assemblages that were united during the Vendian–Early Cambrian.     

上扬子区下寒武统的层序地层划分和层序地层格架的建立

上扬子区特别是贵州及邻区的下寒武统发育完整，是一套从黑色页岩系到碳酸盐岩的地层序列。寒武系与震旦系之交的台地淹没事件之后。在研究区域普遍形成一套以牛蹄塘组为代表的缺氧盆地相黑色岩系，随着沉积环境的逐渐变浅，在下寒武统顶部发育一套以清虚洞组为代表的碳酸盐岩地层。因此。下寒武统组成一个二级层序．其中可以进一步划分为5个三级层序，形成一个有序的海侵-海退旋回序列。在二级层序之中，三级层序形成一个有序的垂直叠加形式。自下而上三级层序由“凝缩段（CS）＋高水位体系域（HST）”序列演变为“海侵体系域（TST）＋凝缩段（CS）＋高水位体系域（HST）”，层序界面类型由淹没不整合型层序界面演变为明显的暴露间断面，意味着二级层序的相序组构与三级层序存在相似性。上述时间变化在不同的空间古地理背景之中形成了一些差异，从北西向南东，古地理背景由浅变深，下寒武统厚度变薄，向东南变为一个难以进行三级层序划分的凝缩序列。以不同古地理背景的典型剖面的层序划分为基础。根据三级层序的两大属性——空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性．可以建立研究区域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。层序地层格架的建立表明．研究区域的下寒武统是一个复杂而有序的地层序列，代表以凝缩序列为基底的碳酸盐台地生长与形成过程；伴随着寒武纪早期的快速海侵作用事件所造成的生态空间的拓展．为寒武纪生物大爆发奠定了古地理基础，同时意味着沉积环境变化与生物多样性事件之间的较为密切的关系以及若干有待进一步研究的问题．     

下扬子地区寒武纪层序格架及古地理演化

下扬子地区在寒武纪处于相对稳定的克拉通盆地背景,盆地沉积格局基本上为两坳夹一隆的特点,中部以碳酸盐岩台地沉积为特征,南北为深水碎屑沉积与碳酸盐沉积为特征。作者以下扬子发育的野外露头为主要研究对象,通过精细测量与观测南京、巢湖、杭州等12个露头点露头资料,建立了下扬子地区寒武纪的层序地层格架。寒武纪可划分为2个二级层序及14个三级层序,作者首次以二级层序体系域为单元对寒武纪进行了岩相古地理编图,并对寒武纪层序—古地理演化3个关键的控制因素进行了分析。下扬子区寒武纪古地理格局相对稳定,继承性地发育了开阔台地、局限台地、台地边缘斜坡、盆地等沉积相类型。     

从中下三叠统膏盐特征看中下扬子早印支运动

中下扬子早-中三叠世膏盐层是对早印支运动的沉积响应,本文从膏盐的成因、中下扬子膏盐层位的差异、沉积环境的变迁、膏盐的厚度变化和产状特征、沉积中心和沉降中心的分布等方面,分析早印支运动的表现形式。中下扬子早-中三叠世依次出现陆棚台地(碳酸盐岩)、潟湖—潮坪(白云岩与膏盐)和滨海(碎屑岩),这种大规模海退,正是早印支运动表现为构造抬升的结果。抬升过程中,残留海水在炎热干燥的气候条件下蒸发形成膏盐层,而中扬子的膏盐层位比下扬子低,据此推测中扬子先于下扬子与华北板块碰撞而抬升。平面上,现今构造格局(主要由中印支—早燕山运动形成复向斜、复背斜和推覆构造)的坳陷区主要为白云岩与(硬)石膏互层或石膏夹少量白云岩或云质石膏,膏盐层厚度大,现今构造的隆坳过渡区主要为石膏假晶、含膏云岩、石膏质白云岩、白云岩夹石膏等,膏盐层厚度小,而膏盐的厚度和产状与沉积时的水深和地势直接相关;另外,地层等厚图显示膏盐层主要分布于当时的沉降中心。这些沉积特征显示膏盐沉积时的地势与现今隆坳相间的构造地貌存在一定程度的吻合,说明膏盐沉积时的地层已经发生了轻微的褶皱变形(未见角度不整合和地层缺失)。