黔桂地区二叠系层序地层格架及相对海平面变化研究

黔桂地区的二叠系以其明显的相分异而引入注目,在连陆台地上发育煤系地层,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,并且相分异最明显的时期正好是生物礁发育的时期。二叠系包括三个统即船山统、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以及阳新统和乐平统之交的东吴运动主幕不整合面特征明显,同时还代表了沉积盆地性质发生较大变化的界面。在二叠系中,船山统与下伏石炭系顶部的地层构成1个三级沉积层序（SQ19）,阳新统包含4个三级层序（SQ20－SQ23）,乐平统包括2个三级层序（SQ24,SQ25）。该地区的另一个特别是在二叠纪与三叠纪之交发生了较为典型的台地淹没事件,形成一个较为典型的淹没不整合面。因此,层序界面类型可以根据其所代表的地质涵义而划分为四大类型：构造不整合面、沉积不整合面,淹没不整合面以及它们的相关面。     

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。     

滇黔桂盆地及其邻区晚古生代层序地层格架及相对海平面变化

受同生断裂的控制 ,在晚古生代滇黔桂盆地及邻区形成特殊的“台—盆—丘—槽”的古地理格局 ,发育了复杂而有序的盆地充填序列。根据三级沉积层序的两大特性 ,在滇黔桂盆地及邻区的晚古生代地层中识别出 2 5个三级沉积层序 ;以地层记录中的的两种相变面和两种穿时性界面为关键 ,建立了晚古生代的区域层序地层格架。研究表明 ,地层记录中的层序界面大致可以划分为 4种类型 ,即构造不整合面、沉积不整合面、淹没不整合面以及它们的相关面 ,而且它们还可以进一步归为暴露间断面以及加深间断面两种范畴的界面。     

贵阳乌当上古生界的海侵—海退层序

在位于上扬子古陆边缘的贵阳乌当泥盆纪至石炭纪剖面上, 泥盆系包括蟒山群碎屑岩和高坡场组白云岩, 其中可以识别出 5个三级层序; 石炭系至二叠系船山统包括祥摆组、旧司组、上司组、摆佐组、黄龙组、马平组和梁山组,其中祥摆组和梁山组为含煤碎屑岩系地层, 其余各组为碳酸盐岩地层, 可以划分出 5个三级层序。与贵州南部至广西一带较为完整的泥盆系和石炭系相对比(泥盆系包含 13个三级层序,石炭系至二叠系船山统包含 6个三级层序 ), 贵阳乌当剖面以较薄的地层厚度和较多的三级层序的缺失为特征, 成为间断大于沉积的典型地层代表, 这是由于古陆边缘海退作用的沉积响应大于海侵作用所致。石炭纪与二叠纪过渡时期的大幅度慢速海侵作用改变了这种局面, 同邻区一样研究区域也进入了大片海域发育的时期, 所以阳新统和乐平统的层序大致与贵州南部至广西一带相近, 这是由于与相应的三级海平面上升相关的大幅度慢速海侵作用的结果。     

黔桂地区石炭系层序地层格架及海平面变化

从石炭系到下二叠统,构成一个二级层序,其底面为紫云运动主幕不整合面及其相关面,顶界面为黔桂运动不整合面及其相关面,包含6个三级层序。研究区范围内,从连陆台地到孤立台地乃至台沟背景,沉积特征明显不同,如在连陆台地上发育煤系地层并且发育较多的白云岩地层,而在孤立台地上则以大套碳酸盐岩地层为特征,台沟背景中以暗色细粒沉积为主包括台盆相和台棚相沉积。因此,三级沉积层序的相序特征形成有规律的空间变化,虽然在不同的地点三级层序的形成时限和相序组构存在差异,但它们所代表的相对海平面变化过程基本上是同步的。在前人大量的古生物学研究成果的基础上,追索各三级沉积层序界面的空间展布特征,以地层记录中的两种相变面和两种穿时性为基本要素,可以建立黔桂地区石炭系(含下二叠统)的地层层序格架。     

黔桂地区石炭纪层序地层格架及古地理演化

黔桂地区的石炭系可划分为下统和上统,其中下统又划分为岩关阶、大塘阶和德坞阶,上统划分为罗苏阶、滑石板阶、达拉阶和逍遥阶。多年来一直作为石炭系的马平组则成为一个跨系的岩石地层单位,因此石炭系最顶部的地层与下二叠统一起构成1个三级层序。从石炭系到下二叠统构成1个二级层序,其底面为紫云运动主幕产生的不整合面,顶界面为黔桂运动产生的不整合面,包含6个三级沉积层序,分别简称为SQ14,SQ15,SQ16,SQ17,SQ18,SQ19。研究区范围内从连陆台地到孤立台地乃至台沟背景,沉积特征明显不同,连陆台地上发育煤系地层并且发育较多的白云岩地层,孤立台地上则以大套碳酸盐岩地层为特征,台沟背景中以暗色细粒沉积为主。所以,尽管三级层序的相序特征在空间上变化较大,但它们所代表的相对海平面变化过程基本上是同步的。在前人大量的古生物学研究成果的基础上,系列层序地层格架栅状图以及相应的古地理图较为清楚地反映了研究区石炭纪至二叠纪船山世复杂而有序的时间相变与空间相变。     

上扬子区下寒武统的层序地层格架及其形成的古地理背景

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,该序列构成一个复杂而有序的层序地层格架。在时间变化方面,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。在空间变化方面,从北西向南东随着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。该层序地层格架不但表明了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”,而且反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”。同时,所建立的层序地层格架表明了其复杂的古地理背景;具有不同特点的三级层序代表了不同的古地理背景,意味着早寒武世复杂的古地理变迁。因此,系列层序地层格架栅状图反映出每一个三级层序的相序组构的时空变化,而系列古地理图又代表了各个三级层序形成时期的独具特色的古地理背景。     

扬子地块西北缘二叠系-中三叠统层序地层与沉积相展布

扬子地块西北缘二叠系-中三叠统以大套碳酸盐岩地层为主。本文应用碳酸盐岩层序地层学理论和方法,通过地震、露头、岩心和测井资料分析,在二叠系-中三叠统识别出升隆侵蚀不整合面、海侵上超层序不整合面、水下沉积间断层序不整合面、局部暴露层序不整合面等4种沉积层序界面,并将二叠系-中三叠统划分为11个三级层序23个体系域。通过层序地层对比,建立了研究区层序地层格架,在格架内分析了不同体系域的沉积相特征,认为台缘礁滩相和台内滩相为有利储集相带,且前者主要发育于层序Ⅰ的高位体系域(栖霞组),以及层序Ⅴ和层序Ⅵ的海浸体系域(长兴组和飞仙关组)。     

贵州南部二叠系层序地层格架

通过对贵州南部典型的二叠系剖面(包括石炭系上部的地层)的层序地层研究,共识别出7个三级沉积层序,在对不同相带剖面三级层序对比的基础上建立了贵州南部二叠系的层序地层格架。该二叠系层序地层具有以下明显的特征:在连陆台地上发育煤系地层,连陆台地边缘则发育海绵生物礁和颗粒滩,相分异最明显的时期正好与生物礁发育的时期相对应;此外,在二叠系与三叠系之交发生了大规模的台地淹没事件,因此,二叠系最顶部的三级层序的顶界面为一个典型的淹没不整合面。在二叠系层序地层格架图中较明显地表现出复杂而有序的时间和空间相变。     

准同时岩相古地理图的制作新方法

本文以“层序地层学”理论为基础,运用“空间上相序的有序性”及“时间上环境变化的同步性”原理,解决了区域地层等时或准等时对比的问题,基本实现了用等时或准等时地层单元作为岩相古地理图的编图单位,克服了传统制作方法用不等时的岩石地层单位“组、段”为编图单位造成的岩相古地理图的“歪曲”及垂向沉积环境变化“掩盖”的弊病。“准同时岩相古地理图制作新方法”可分为单剖面层序地层柱状图、高分辨率层序地层柱状对比图、准同时岩相古地理系列图等3个研究阶段。同一海盆中,海平面升降是同步的,那么区域上相应的三级层序是等时的,其中以层序界面、首泛面、最大海泛面及海退面等物理界面划分出的低水位、海进、高水位及强迫性海退楔等体系域亦是等时的。因此,将区域上各单剖面柱状图中的上述相应的物理界面相连,就形成了研究区的等时对比格架图,然后对等时格架中的地层再进行进一步对比,形成对比图,在此基础上选取等时地层单位进行岩相古地理系列图的编制。笔者并以江西省中部萍乐坳陷西段乐平世早期岩相古地理研究成果实例做了进一步的阐述,通过“准同时岩相古地理图制作的新方法”,提高了等时对比精度,制作的岩相古地理系列图不但充分反映了该时期岩相古地理的纵横变化,而且清楚地反映出地壳运动与海平面升降的联合作用对沉积环境变化的控制,并将编图单位缩短到尽可能短的时间内,使古地理图精度更高、内容更丰富、更接近客观实际。     

Chronostratigraphic Subdivision and Correlation of the Permian in China

Since the principle of multiple stratigraphic classification has been widely accepted by Chinese stratigraphers, various new Permian chronostratigraphic units have been proposed in China, and they need to be redefined. The establishment of a new global chronostratigraphic scheme of the Permian, compilation of Permian lithostratigraphic units and updating of Permian biostratigraphic sequences of China makes it possible to present a revised regional chronostratigraphic succession for the Permian System in China. This succession consists of three series and eight stages. The Chuanshanian Series includes two stages, the Zisongian and the Longlinian; the Yanghsinian (Yangxinian) Series is subdivided into the Chihsian (Qixiaan) and the Maokouan Subseries, of which the former comprises the Luodianian and the Xiangboan Stage, and the latter the Kufengian (Gufengian) and the Lengwuan Stage; the Lopingian (Lepingian) Series includes the Wuchiapingian (Wujiapingian) and the Changhsingian (Changxingian) Stage.     

上扬子区震旦系层序地层格架及其形成的古地理背景

上扬子区的震旦系包括陡山沱组和灯影组,前者包含较多的黑色页岩,而后者则以发育大套白云岩为特征。从岩相序列到米级旋回,从沉积相序列到三级层序,可将浅水台地背景的震旦系划分为5个三级层序。这些三级层序可以进一步归为一个二级层序。以各个主要剖面的层序划分为基础,依据地层记录中的两种相变面和两种穿时性,可以建立研究区震旦系的层序地层格架。其中包含较多的深水黑色页岩系的陡山沱组,反映了大冰期之后的海侵作用的特点;与寒武系的变化特征不同,自北西而南东沉积环境由浅变深,该沉积背景中沉积了原生沉积组构保存较为完好的灯影组白云岩,这种变化可能反映了前寒武纪末期特殊的白云石化作用特征,同时也代表了许多有待于进一步研究的沉积学问题。从陡山沱组黑色页岩系到灯影组白云岩,不但构成了一个更大级别的总体向上变浅的沉积相序列,还反映了一个与三级和二级海平面变化过程相响应的缓坡型碳酸盐台地的生长发育过程,该过程较为清楚地显示在系列层序地层格架栅状图和岩相古地理图之中。     

Sequence-Stratigraphic Framework from the Carboniferous to the Permian Chuanshanian Epoch in Dianqiangui Basin and Its Adjacent Areas, Southwest China

INTRODUCTION Alotofprogresshasbeenmadeinthestudyof Carboniferoussedimentologyandstratigraphyinthe Dianqianguibasinanditsadjacentareas,whichin cludethecomprehensivesummariesonchronostratigraphyandbiostratigraphybyJinetal.(2000)and Kuangetal.(1999);theoverallandsystematicsum mariesonCarboniferouslithostratigraphybyDong(1997),Yin(1997)andZhao(1996);thecompre hensivestudyonCarboniferoussedimentaryfacies andpaleogeographybyChenetal.(1994)andFeng etal.(1998)etc..AsshowninFig.1,theDian qiang…     

Sedimentary Facies Architectures of Third-Order Sequences from Early to Middle Triassic in Nanpanjiang Basin

There are complex and regular changes on sedimentary facies from the Early to the Middle Triassic in the Nanpanjiang basin. After the obvious drowned event of carbonate platforms in the transitional period between Permian and Triassic, carbonate platforms have evolved into the ramp type from the rimmed-shelf type. The differentiation of sedimentary facies becomes dearer in space, which are marked by the changes from an attached platform to a turbidity basin and several isolated platforms in the basin. The striking characteristics are the development of oolitic banks on isolated platforms in Nanning and Jingxi and the reef- and bank-limestones in the margin of the attached platform in the Early Triassic. Despite the difference of the time-span and the architectnre of fades succession of third-order sedimentary sequences, the process of the third-order relative sea-level changes reflected by the sedimentary facies succession of the third-order sequences is generally synchronous. Therefore, six third-order sequences could be discerned in the strata from the Early to the Middle Triassic in the Nanpanjiang basin. Using two types of facies changing surfaces and two types of diachronisms in stratigraphic records as the key elements, the sedimentary facies architectures of the third-order sequences that represent sequence stratigraphic frameworks from the Early to the Middle Triassic in the Nanpanjiang basin could be constructed.     

塔里木盆地库车坳陷白垩纪层序地层格架及古地理演化

白垩纪的库车坳陷是一个干旱气候条件下的内陆坳陷,其中只发育下白垩统,为一套干旱红层地层,进一步划分为亚格列木组、舒善河组、巴西盖组和巴什基奇克组。该套干旱红层,包括洪积扇砾岩、间歇性河流砂砾岩、风成砂岩和沙漠湖紫红色泥岩等沉积。这些沉积在地层记录中常以一种特别的旋回性形式产出,在不整合面及其相关面之上首先沉积的是洪积扇砾岩和间歇性河流砂砾岩所构成的冲积沉积物,向上逐渐演变为沙漠湖红色泥岩,在成湖初期或湖退期发育了滨湖相风成砂岩,它们构成了一个较为典型的沙漠沉积体系。从冲积沉积到湖泊沉积构成总体向上变细的沉积相序组合。按照地层记录的旋回性进行三级沉积层序划分,将库车坳陷下白垩统划分为5个三级沉积层序即SQ1至SQ5。下白垩统的顶和底界面均为间断时间很长的区域不整合面,由它们所限定的下白垩统本身则构成一个二级构造层序,在二级构造层序内三级沉积层序常常形成有规律的叠加形式,下部的SQ1和上部的SQ5发育较多的冲积粗碎屑物,中部SQ2至SQ4则以湖泊相沉积为主。与海相地层不同,库车坳陷白垩系中由三级层序和二级层序所代表的地层记录中的中周期和长周期旋回的主要控制因素是幕式构造沉降,沉降初期由于地形高差大而以发育冲积粗碎屑物为主,均衡沉降期则与成湖期相对应从而发育较多的细粒沙漠湖沉积。以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,建立库车坳陷下白垩统的层序地层格架,在层序地层框架内,系列层序地层格架栅状图和相应的古地理图较为清晰地反映出早白垩世库车坳陷的古地理面貌,以及相应的沉积岩相古地理演变过程。     

四川盆地东北地区上二叠统层序地层特征研究

运用层序地层学的原理,在野外剖面沉积相、岩性、岩相和可容空间变化分析的基础上,对川东北地区宣汉县渡口镇羊鼓洞上二叠统剖面的层序地层进行研究,识别出3种类型6个层序界面,将上二叠统划分为1个Ⅱ层序和5个Ⅲ级层序,其中吴家坪组划分为3个Ⅲ级层序、长兴组划分为2个Ⅲ级层序。并在层序划分的基础上建立了川东北地区上二叠统的层序地层格架。将可容空间变化曲线与露头层序地层划分之间进行对比发现,二者之间存在着良好的对应关系。这不仅验证了层序划分的正确性,而且说明了Fischer图解旋回分析技术的实用性和客观性。     

安徽合肥盆地东北部白垩纪层序地层学分析

运用层序地层学理论和工作方法 ,对合肥盆地东北部白垩纪陆相地层各类沉积建造的沉积环境、沉积相和陆相沉积体系域进行了分析 ,根据红层盆地的沉积物充填序列、基本层序 ,将白垩纪断 (坳 )陷盆地充填沉积序列中划分为 4个层序 ,在层序地层学分析基础上 ,并根据岩石地层单元和沉积体系在时空上的展布特征 ,初步建立了红盆地层格架。