中扬子中侏罗统陆相高分辨率层序 地层格架及构造控制

[摘 要] 中扬子中侏罗统主要散布于中扬子前陆盆地各次级盆地中,应用现代沉积学、高分辨率层序地层学理论,结合露头岩性、古生物、沉积相分析等手段,发现中侏罗统主要为辫状河、辫状河三角洲或扇三角洲以及滨浅湖沉积体系,在不同区域,分别以花家湖组、沙溪庙组和千佛崖组地层命名。不同区域层序特征既有差异,又存在相似性。根据高分辨率层序地层学理论,将花家湖组、沙溪庙组和千佛崖组分别划分为4 个、4个和2个三级层序,局部地区还可细划四级层序,整个中侏罗统大致相当于1个二级层序。此层序地层格架的形成主要是受构造因素控制,即印支期以来中扬子地区发生强烈的构造变形和运动而形成复杂的盆山耦合体系,层序横向展布和纵向叠加于前陆盆地中。     

川西前陆盆地上三叠统沉积特征

应用层序地层学方法将川西前陆盆地上三叠统划分为4个三级层序和12个体系域。在层序格架内，研究了不同时期的古地理背景、物源、沉积类型和沉积相展布，明确了上三叠统存在龙门山古陆、米仓山-大巴山古陆、康滇古陆、江南古陆4个物源，识别出上三叠统海湾、冲积扇、曲流河、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊8种沉积相类型。层序Ⅰ沉积时期，盆地处于海陆交互相向陆相转变的时期，整体具有填平补齐的沉积特征，发育海湾等沉积；层序Ⅱ沉积时期，川西前陆盆地成为统一的内陆湖盆，其湖侵期为须家河期最大的湖侵期，主要发育三角洲沉积和湖相沉积；层序Ⅲ沉积时期，米仓山-大巴山古陆提供充足的物源，在米仓山-大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发育大型冲积扇、辫状河、辫状河三角洲沉积体系；层序Ⅳ沉积时期，主要受江南古陆的影响，发育三角洲沉积和湖泊沉积。整体上，川西前陆盆地沉积相带的展布格局受构造控制，具有平行构造带展布的特点。盆地西北部陡坡带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲-湖底扇，西南部陡坡带发育辫状河三角洲、北部-东北部陡坡带发育辫状河三角洲，而在东南部缓坡带则发育远源的曲流河、曲流河三角洲。     

华南地区晚三叠世含煤岩系层序—古地理

在对露头及钻孔剖面沉积特征研究的基础上,建立了华南地区晚三叠世含煤岩系层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并分析了聚煤规律。根据岩相特征及岩相组合类型,在区内晚三叠世含煤地层中识别出陆相和海陆过渡相两大沉积类型,并可进一步识别出冲积扇、河流(包括辫状河和曲流河)、三角洲、湖泊、潮坪—潟湖、滨海平原和滨浅海等7种沉积类型。陆相沉积主要发育在上扬子地区的四川盆地;海陆过渡相沉积主要发育在东南部湘赣粤滨浅海。在晚三叠世含煤岩系中识别出区域性不整合面和构造应力转换面、砂砾岩体底部冲刷面和岩性突变面等类型的层序界面,将含煤岩系划分为5个三级层序。以三级层序为古地理作图单元,恢复了研究区的古地理格局。由煤层厚度与岩相古地理平面展布规律可知,最有利的成煤环境为三角洲沉积体系,其次为河流、潮坪—潟湖沉积体系,聚煤中心主要分部在四川盆地的乐威煤田以及华蓥山煤田、湘赣粤滨浅海地区的湘东南至赣西萍乡一带。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

陕北地区中侏罗世延安期古地理特征*

在系统收集陕北地区中侏罗统延安组野外露头、钻井、测井、古生物等资料的基础上,对延安组沉积期的沉积环境及其层序地层格架进行分析,并恢复了各层序沉积期的岩相古地理格局。将延安组划分为3个三级层序,分层序绘制了关键单因素的等值线图,恢复了各层序沉积期的岩相古地理格局。层序Ⅰ沉积早期主要为河流沉积;随着盆地沉降的加剧,中部地区逐渐变为湖泊沉积,东北部河流沉积演变为三角洲沉积;层序Ⅱ沉积时期基本继承了层序Ⅰ晚期的沉积格局,古地理格局相对较稳定;层序Ⅲ沉积期,盆地基底不断抬升,湖泊逐渐萎缩成局限湖,河流沉积、三角洲沉积分别在研究区中部、东北部大规模发育。     

兰坪盆地古近纪沉积相类型及沉积环境演化

通过对兰坪盆地野外露头及相关室内研究,分析了区内古近纪的沉积环境、层序特征、沉积相展布及其演化特征。认为古近纪主要发育冲积扇、河流、三角洲和湖泊环境。沉积建造为一个完整的盆地演化旋回:低位期,印度板块向欧亚板块的俯冲挤压造成兰坪走滑拉分盆地的形成,沉积了一套局限的湖盆相红色含膏盐细碎屑岩建造;湖扩期,挤压应力场转变为拉张应力场,湖盆扩大,大面积沉积了一套滨浅湖相紫红、砖红色砂泥岩互层沉积;湖缩期,受晚始新世喜马拉雅运动一幕的影响,应力场再次转变为强烈挤压,东西两侧造山带共同向盆地内推覆扩展,致使盆地范围明显缩小,仅在推覆体前缘形成一系列快速充填的小型山前陆相前陆盆地。层序古地理编图显示,蒸发岩发育于低位体系域,与低位期的沉积充填特点和气候有关,极具有找钾盐矿的前景。     

塔里木盆地西南地区与相邻中亚盆地白垩系-古近系沉积演化对比

塔西南地区位于新特提斯洋北缘,与中亚地区的阿莱盆地、费尔干纳盆地和塔吉克盆地连通。本文综合前人构造研究成果及塔西南地区最新钻井、野外露头资料,发现塔西南地区白垩系—古近系经历了陆相-海相-陆相的沉积演化过程。下白垩统及始新统上部—渐新统发育陆相沉积,为冲积扇-扇三角洲-湖泊沉积体系;上白垩统—始新统下部发育海相沉积,识别出蒸发台地、开阔台地、局限台地和有障壁海岸等沉积相。中亚地区白垩系—古近系受新特提斯洋海侵-海退过程的影响,整体与塔西南地区同步,也经历了陆相-海相-陆相的沉积演化过程。     

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。     

四川广元地区上三叠统小塘子组、须家河组层序地层研究

根据层序地层理论和研究方法，对四川北部广元地区上三叠统小塘子组和须家河组沉积地层露头剖面的详细研究，划分出2个二级层序和6个三级层序。平均每个三级层序的时限为2．9Ma。研究区上三叠统沉积地层从下到上由滨海相、三角洲相、辫状河相、冲积扇相组成，为印支期扬子地台西缘前陆盆地形成演化及其北西侧龙门山推覆造山作用的沉积响应。根据区域不整合面和其它层序界面特征，结合沉积盆地充填序列、沉积相和沉积体系域的时空配置，建立了该区晚三叠世地层格架和4个等时界面。     

皖南地区加里东期前陆盆地层序地层特征

皖南地区从晚奥陶世-志留纪末以来，由于受加里东运动的影响．造成盆地性质由沉积盆地突然转变为构造盆地，形成冲断带和前陆盆地。扬子东南边缘从被动大陆边缘沉积盆地演化成为前陆盆地，是在挤压收缩构造背号下铸就了特有的古地理构造和演化特征，为典型的前陆盆地充填和向上变浅序列。通过对前陆盆地内露头层序地层的研究，将中奥陶统至志留纪系划分为1个二级沉积层序，以海平面相对变化和沉积物的转变进一步划分成3个三级层序。详细分析了每个沉积层序各体系域的特征。区内的晚奥陶世-志留纪总体为一变深往上又变浅的沉积层序。     

柴西缘阿尔金山前下侏罗统层序地层与岩相古地理研究

柴西缘阿尔金山前侏罗系与柴北缘侏罗系具有相似的沉积背景,发育较好的泥页岩层段,具有一定的页岩气资源潜力。通过对野外露头与钻孔岩芯沉积特征的研究,建立了柴西缘阿尔金山前下侏罗统小煤沟组层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并对沉积演化特征进行分析。小煤沟组岩性主要为泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩、砾岩,发育湖泊、扇三角洲和辫状河沉积体系,包含半深湖、滨浅湖、湖湾、扇三角洲平原、扇三角洲前缘、河床、泛滥平原等沉积相。根据区域不整合面、河流下切谷冲刷面等层序界面,将小煤沟组划分为3个三级层序,每个层序内均发育一定厚度的泥页岩段。在单剖面和对比剖面沉积相分析的基础上,以三级层序为作图单元,利用单因素分析多因素综合作图法恢复了研究区古地理面貌。小煤沟组整体呈现北部半深湖、滨浅湖,南部以及东北部扇三角洲、河流的古地理格局,地势具有东南高西北低的特点,此时阿尔金山尚未隆升,物源主要来自于南部的柴达木盆地腹部隆起以及东北部的古阿拉巴什套山,盆地沉积中心主要为清水沟以及小西沟东北地区,发育厚度巨大的泥页岩段,为侏罗系页岩气勘探的有利地区。     

黔南桂中地区二叠纪—中三叠世沉积充填特征及演化过程

对野外露头、钻井剖面进行了层序界面识别和层序地层分析,重新厘定了研究区二叠系—中三叠统不同相区的地层划分对比方案,将研究区二叠系—中三叠统划分出2个超层序和19个三级层序;以超层序体系域为编图单元,编制了研究区二叠纪—中三叠世层序岩相古地理图,系统揭示了研究区二叠纪—中三叠世各超层序的不同体系域的相带发育规律;分析了研究区二叠纪—中三叠世3个盆地演化阶段(被动陆缘裂谷盆地阶段、弧后裂谷盆地阶段、前陆盆地阶段)的盆地充填特征,并建立了相对海平面升降过程中的沉积充填过程及动态演化模式,提出了研究区被动陆缘裂谷盆地阶段和弧后裂谷盆地阶段的低位期为盆-隆相间期,海侵期为台-盆相间的建设期,高位期为台-盆相间格局定型期,中三叠世的受印支运动破坏了台-盆相间格局,转化为前陆盆地的浊积岩沉积。     

米仓山—大巴山地区赫兰特期岩相古地理及其页岩气地质意义

上扬子地区赫兰特期发育一套含赫兰特贝和达尔曼虫化石的独特的沉积单元，其沉积环境长期以来存在争议，还缺乏更为精细的沉积相时空变化研究。本文以米仓山—大巴山地区赫兰特期地层为研究目标，通过系统资料收集，野外详细观测和室内镜下分析等手段，采用“点-线-面”的岩相古地理分析方法，重建了研究区赫兰特期岩相古地理。剖面沉积相分析表明，观音桥段发育于不同沉积环境之中，因而具有不同的岩相特征，总体上为赫兰特期海平面下降的产物，但经历了不只一次的海平面升降变化，海退过程的沉积记录相对明显，海侵记录仅在盆地边缘或水下高地边缘有所响应。复原的岩相古地理显示，该时期呈现北西高、北东和南西低，中间多个水下高地的沉积古地理格局，这种格局有利于扬子克拉通盆地内形成优质的富有机质页岩；研究区内观音桥段沉积相主要以浅海陆棚相（浅水陆棚亚相）为主，局部发育孤立台地和碳酸盐缓坡，滨海相局限于盆地西北古陆边缘。页岩气勘探开发中，区内粉砂质泥岩、碳质泥岩发育的浅海陆棚相区为页岩气优质储集层和勘探有利区，但应尽量远离物源区和水下隆起区；白云岩、泥质灰岩发育的孤立台地和碳酸盐缓坡区，压裂过程中，应选择合适层位，尽可能压穿白云岩、泥质灰岩，连通五峰组—龙马溪组含气页岩段，提高页岩气产量。     

汾河裂谷晋中盆地内第四纪沉积序列与沉积环境恢复

晋中盆地是位于汾渭地堑系中部的新生代陆内断陷沉积盆地,研究晋中盆地第四纪的沉积序列对于进一步认识该盆地区域构造和区域气候环境变化具有重要意义。为查明晋中盆地第四纪沉积序列结构、研究揭示晋中盆地第四纪沉积环境及演化,通过构造岩相学方法,对晋中盆地地表和钻孔内第四纪沉积物和沉积环境进行了研究。结果表明:晋中盆地清徐地区地表第四纪沉积序列结构为盆地内部沱阳组河床相和河漫滩相-盆地边缘汾河组河流相—盆山过渡带峙峪组河流相、汾河组冲积扇相及马兰组风积相-基岩山地（盆地外围）二叠系浅海相。钻孔岩芯内第四纪沉积序列结构为下更新统浅湖相和滨湖相—中更新统浅湖相和河流相—上更新统河流相和冲积扇相—全新统冲积扇相。研究认为晋中新生代陆内断陷盆地内沉积序列和演化结构为早更新世陆相湖盆沉积环境—中更新世萎缩湖泊环境—晚更新世强烈萎缩的湖泊和河流环境—全新世再度沉降的陆相湖盆;陆相湖盆从中心向山地沉积环境分带为湖泊沉积环境—河流和湖泊沉积环境—冲积扇沉积环境（盆地边缘出山口区）。盆山过渡带地区上更新世沉积物错位现象与同沉积活动断裂有关,断裂活动性揭示了晋中盆地阶梯式断陷成盆的动力学机制。这些研究成果为区域气候环境变化和晋中盆地区域构造研究提供了新证据,也为太原市城市群建设中工程场址的选择提了供参考。      

楚雄中生代前陆盆地的构造沉降史研究

云南楚雄盆地位于场子陆块的西南边缘,为一典型的中生代周缘前陆盆地,盆地演化阶段明显,晚三叠世为前陆早期复理石沉积,侏罗纪则为前陆晚期磨拉石沉积。对盆地构造沉降史研究后笔者认为：①晚三叠世复理石沉积盆地构造沉降幅度巨大,沉降与沉积中心位于盆地最西部,紧邻古哀牢山造山带,沉积体呈形楔形展布;③侏罗纪磨拉石沉积盆地构造沉降和沉积中心以及前缘隆起向内陆方向迁移明显;③中生代构造快速沉降的沉积体的楔形展布表     

Pleistocene glaciolacustrine sedimentation in a tectonically active zone, Kleszczów Graben, central Poland

The Kleszczów Graben in central Poland was formed by late Oligocene to Middle Pleistocene extensional tectonics. During the Pleistocene it was infilled with a 200 m thick sequence of predominantly glacial sediments. Four distinct formations of Elsterian and Saalian age are identified, each containing 15–40 m of glaciolacustrine strata. The boundaries between formations are marked by erosional surfaces and, in part, by angular discordances caused by tectonism. Glaciolacustrine sedimentation was tectonically controlled: the thickness of the sequences in the graben are three to five times greater than outside the area of fault-controlled subsidence. Deposition in the proglacial lakes was controlled by differential subsidence rates within the basin: deep-lake facies (varved clays) were deposited in sub-basins with high subsidence rates and deltaic to shallow-water facies accumulated in areas of moderate subsidence or occasional uplift. These variations led to the development of a very complex, ‘mosaic’ of lateral facies relationships, suggesting that several sub-basins with differing subsidence rates were present. The Vertical successions show proximal-distal sequences typical of glacier-fed lakes that have limited contact with the ice sheet. However, gravity flow facies are very common, and occur both in the shallow- and deep-water deposits. These deposits are interpreted to have been formed adjacent to active fault scarps which bordered the lake basin. Although several distinct phases of glaciolacustrine sedimentation occurred during the history of trough infilling, the location of the areas of high subsidence varied through time.