石炭纪—中三叠世为克拉通内坳陷盆地演化阶段
2020-01-19 · 技术研发知识服务融合发展。
上扬子地块石炭纪大体继承了泥盆纪的沉积格局。晚二叠世,上扬子板块西缘成了拉张裂陷海槽,其西侧仍为深海盆地或深海平原,沉积有灰岩、硅质岩、千枚岩、玄武岩及凝灰岩等,厚数百米至3000m不等。海槽后期被早、中三叠世约5000m的陆源碎屑复理石所充填。它们在后来的大陆挤压中反转成龙门山褶皱带。
北秦岭加里东褶皱带以南、山阳断裂带以北,中石炭世以后再次拉张为陆间裂陷盆地,盆地是迭加在早泥盆世中、晚期-中泥盆世碰撞前渊之上,有来自北秦岭加里东褶皱带的大量碎屑物快速堆积,滨浅海相沉积物厚达2000~8000m。当时,上扬子板块北缘石炭系皆为滨浅海相碎屑岩和台地相碳酸盐岩沉积。二叠纪、三叠纪拉张活动进一步加剧,向西与西秦岭和阿尼玛卿海槽相连,以硅质灰岩为主,总厚度达2000~8000m(图2.4)。沉积向南与上扬子海域连成一体,大巴山隆起已不复存在,成了古特提斯海的组成部分。
上扬子陆块内部,石炭纪发育近EW向的拉张断陷盆地(图4.3)。海水自东向西侵进,其滨、浅海相碎屑岩和灰泥坪相白云岩、灰岩沉积不足200m。晚石炭世又一次区域上升。经短暂间断后,早二叠世早期的全球性海侵,淹没了整个扬子陆块,中国南方又成了统一的碳酸盐岩台地。上扬子地块由西向东沉积环境为滨海潮坪、局限台地、开阔台地、台地边缘浅滩,经斜坡带到克拉通边缘浅水坳陷,沉积厚度为150~1200m(图4.4),为深灰、灰黑色泥晶灰岩、粒屑灰岩、燧石灰岩、亮晶灰岩和生物碎屑灰岩及泥灰岩、硅质岩等,属于欠饱和的台内拗陷盆地。
图4.3 中、晚石炭世盆地原型和沉积相分区图
(图例见图4.1)
图4.4 早三叠世盆地原型和沉积相分区图
(图例见图4.1)
早二叠世晚期(茅口期),台地上拉张活动加剧,即峨眉地裂活动(罗志立,1985),发育NWW向和NE向的断陷盆地(台槽),并相互交叉,因而台地上发生沉积分异。在上扬子区主要有巴东-万源-广元NW向台槽;贵阳-遵义、咸丰-巴东NE向台槽等,台槽中以硅质灰岩、放射虫硅质岩沉积为主。这类断陷盆地,自中晚石炭世-晚二叠世具有一定的继承性。拉张断裂活动在晚二叠世早期为高峰期,盐源-会理地区有峨眉山玄武岩喷发,沉积厚度逾3200m,并不断扩大。在重庆、达县地区也有辉绿岩和玄武岩发现。玄武岩的喷发,改变了上扬子地区的沉积格局,自康滇隆起向东,由海陆交互相的含煤岩系渐变为碳酸盐岩台地。由于台地上的断陷活动,台槽扩大,在其两侧肩部发育众多的礁、滩相沉积,成为后期油气运移聚集的有利地带。
早三叠世早期,继承了晚二叠世的沉积格局,咸丰-巴东台槽向南扩展,与黔南、桂北海盆相连,并演化为浅水-半深水盆地,向西过渡为台地边缘浅滩和开阔台地。由于边缘浅滩逐渐扩展形成弧形滩堤,使其东西两侧的沉积环境发生了重大差异,西侧由局限台地变为潟湖区(吴应林,1989)。
早三叠世晚期(嘉陵江期),弧形滩堤上进一步上叠了若干鲕粒滩,形成障壁岛,分布于台地边缘的贵阳、万县、宜昌、万源、镇巴一线。海水尚可频繁进退往复于台地上,有3次较大的海进,而康滇隆起已被剥蚀夷平,陆源碎屑物极少。由于广泛地沉积浅水灰岩,故而有白云岩、膏盐、灰岩的频繁互层和多次萨布哈沉积。
中三叠世,江南水下隆起成陆。上扬子台地内泸州-开江水下隆起也逐渐形成,改变了整个上扬子地区的沉积格局。与此同时,地台南部的紫云-望漠一线边缘堤礁,也阻隔了南侧广海水体与台地内海水的正常交替。在此沉积构造背景下,上扬子台地内发生强烈的蒸发作用,使局限台地和潟湖的水平面不断下降,海底凹地成为干化盐湖盆地,而江南古陆的大量陆源碎屑物快速(0.016~0.33mm/a)沉积于其西侧滨岸区,成为一个沉积厚2000m的凹陷盆地。这套陆源碎屑物一般不越过泸州-开江隆起带,说明江南陆块快速隆升时,泸州-开江隆起也在缓慢上隆,所以中三叠世盐盆主要发育在隆起以西,如大型的南充盐盆等。这样,在上扬子地区形成了两个台地拗陷盆地(图4.5)。另外中三叠世也曾有两次重要的海进期灰岩、泥灰岩广泛分布。
图4.5 中三叠世雷口坡组(巴东期)沉积相分区图
(图例见图4.1)
上扬子地区在早、中三叠世之间,还有一次重要的火山活动,即广泛分布的绿豆岩沉积。它是由火山喷出后,经空气搬运的火山灰降落沉积的,沉积环境有台地边缘古高地、浅水环境和含放射虫的深水盆地。绿豆岩由岩屑(熔结凝灰岩)、晶屑(石英为主)和玻屑等组成,含有高丰度的SiO2和K2O,而与中、基性火山岩和沉积黏土岩相区别,更接近酸性火成岩而归入酸性喷出岩。绿豆岩沉积后,经风蚀脱硅黏土化作用而成为富硅质层的黏土层、黏土质硅质岩、凝灰质黏土岩和含放射虫的黏土质凝灰岩等。其沉积厚度为2~17cm,最厚4~7m,一层或多层,都具有多次喷发沉积特征(吴应林,1989)。从分布规律看,火山活动还是受NE向和NW向拉张断裂所控制。
中三叠世末的印支早幕,秦岭裂谷盆地和边缘断陷盆地反转,华南地区也褶皱上升。上扬子地区结束了中国南方海相沉积的历史。
综观晚古生代-中三叠世的沉积构造演化,晚石炭世-二叠纪是沉积构造格局发生重大变化的时期。扬子陆块在二叠纪时,台地内有隆-拗分异。上扬子陆块北部从泥盆纪开始到三叠纪由泥盆纪-石炭纪拉张断陷,演化为二叠纪、三叠纪台内拗陷,中三叠世在挤压构造背景下,形成江南隆起前缘拗陷和四川中部的蒸发岩盆地,继承在碳酸盐岩台内拗陷盆地之上。在四川西部松潘-甘孜海盆是由志留纪开始拉张裂谷盆地,逐渐演化为被动大陆边缘盆地,并延续至晚三叠世早、中期。整个区域原型盆地区划如图4.6所示。
图4.6 晚古生代上扬子地块及周边沉积盆地分类略图
①—陆内断陷盆地(C2);②—台内拗陷盆地;③—边缘拗陷盆地;④—边缘断陷盆地 ⑤—北秦岭陆间拉张裂谷盆地;⑥—华南陆间拉张裂谷盆地;⑦—松潘-甘孜被动大陆边缘盆地;⑧—黔桂被动大陆边缘盆地
这些盆地在后期演化中随着陆-陆会聚使陆间裂谷盆地、被动大陆边缘盆地往往成为强烈的褶皱带,如秦岭造山带、松潘-甘孜造山带等。但同时期的台内断陷盆地或拗陷盆地之上,则迭加了挤压性前渊盆地。
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