中扬子地区二叠纪构造古地理研究

论文摘要

本文以中扬子地区二叠系实测剖面为基础,综合运用岩石学、沉积学及地球化学等方法,利用微相分析作为基本的研究手段,将实测剖面及微相分析等有机结合,对中扬子地区二叠系的地层特征、岩石学特征、沉积特征及古地理演化进行了系统的研究,并就沉积与构造演化的关系进行了深入探讨。研究区下二叠统部分缺失,仅在鄂东南及鄂西、湘西北的部分地区发育;中二叠统发育广泛,在研究区均有分布,总体南厚北薄,岩相呈渐变关系,从南到北由浅海相的灰岩向半深海及深海相的硅质灰岩、硅质岩转变,沉积水体南浅北深;上二叠统以碳酸盐岩为主,吴家坪组与龙潭组、长兴组与大隆组均为同期异相,地层穿时明显,反映出晚二叠世沉积的分异。通过实测剖面的微相分析,识别出12个微相类型,主要由生物碎屑颗粒灰岩、泥晶灰岩、泥晶粉屑灰岩、砾屑灰岩、硅质岩等组成。从微相分析及粒度分析的角度证明了在研究区中二叠统广泛发育的砾屑灰岩为异地沉积成因,而非差异压实成因。沉积体相分析表明,研究区二叠纪主要发育碳酸盐岩台地、缓坡和盆地沉积,其中,早二叠世发育碳酸盐岩台地,中二叠世发育碳酸盐岩缓坡沉积和盆地沉积,鄂西地区发育重力流沉积,自上而下分为滑塌沉积、碎屑流沉积、颗粒流沉积;晚二叠世发育台地、斜坡和盆地沉积,早-中二叠世和晚二叠世分别构成两个大的海侵海退旋回。早二叠世,海水还未完全侵入研究区,部分地区为古陆,在鄂西及研究区东南部发育局限台地-开阔台地沉积;栖霞期研究区遭受广泛海侵,中扬子北缘为外缓坡-盆地沉积,中扬子克拉通主体为缓坡沉积,局部为碳酸盐岩台地相沉积,鄂西海槽为外缓坡沉积;茅口期海侵进一步加剧,北缘为欠补偿深水盆地沉积且范围进一步扩大,中扬子主体依然为缓坡沉积,鄂西地区发育盆地相沉积。研究区中二叠世从南到北的台地-缓坡-盆地沉积构成一个碳酸盐岩斜坡沉积体系,并与区域构造格局相吻合,同沉积断裂的活动,对研究区的沉积有一定的控制作用,中扬子北缘深水盆地的发育受南秦岭海活动的制约,沉积受其控制。晚二叠世主要发育碳酸盐岩开阔台地、陆棚及盆地沉积,吴家坪期以台地相沉积为主,深水盆地范围较小,长兴期发育台地相及盆地相,深水盆地范围变大,研究区晚二叠世的沉积主要受南秦岭海活动控制,受盆地演化影响,沉积分异在晚二叠世较发育。古地理演化表明,吴家坪期中扬子北缘为深水盆地沉积,中扬子克拉通主体开阔台地沉积与陆棚沉积并存,鄂西海槽范围缩小,变为孤立海盆;长兴期海侵加剧,中扬子南部为浅海台地沉积,北缘为欠补偿深水盆地沉积且范围进一步扩大,长兴晚期达到高潮,中扬子变为克拉通边缘盆地。此外,通过碳酸盐岩微相分析,将研究区发育的成岩作用类型分为交代作用、胶结作用、压实-压溶作用及重结晶作用等,结合碳氧同位素特征,得出本区成岩环境主要为海水-大气淡水-埋藏环境,并就成岩阶段做了划分,从δ13C和δ18O值计算出古盐度及古温度,表明研究区二叠纪为温暖气候。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 前言
• 1.1 选题依据、来源、目的及研究意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 碳酸盐岩研究现状
• 1.2.2 岩相古地理研究现状
• 1.2.3 研究区研究现状
• 1.3 主要研究思路、研究内容及关键问题
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 研究的主要内容
• 1.3.3 工作量
• 1.3.4 关键问题
• 1.3.5 主要成果
• 第二章 区域地质背景
• 2.1 地层
• 2.1.1 船山统
• 2.1.2 阳新统
• 2.1.3 乐平统
• 2.2 华南大地构造演化的认识
• 2.2.1 早古生代演化特征
• 2.2.2 华南晚古生代的演化特征
• 2.2.3 晚古生代构造单元划分及特征
• 2.2.4 后期构造活动
• 2.2.5 东吴运动
• 2.2.6 二叠纪火山作用及岩浆活动
• 2.3 中扬子区的构造及演化
• 2.4 中扬子北缘与东秦岭南缘
• 2.5 雪峰造山带与本区南缘
• 2.6 主要断裂
• 2.6.1 城口－襄樊－广济断裂
• 2.6.2 雾都河断裂
• 2.6.3 江南断裂
• 2.6.4 建始－恩施断裂
• 2.6.5 益阳－溆浦断裂
• 2.6.6 齐岳山断裂
• 第三章 地层格架
• 3.1 船山组
• 3.2 栖霞组
• 3.2.1 梁山段
• 3.2.2 灰岩段
• 3.3 茅口组／孤峰组
• 3.3.1 茅口组
• 3.3.2 孤峰组
• 3.4 龙潭组／吴家坪组
• 3.4.1 龙潭组
• 3.4.2 吴家坪组
• 3.5 大隆组／长兴组
• 3.5.1 大隆组
• 3.5.2 长兴组
• 第四章 岩相、微相特征
• 4.1 陆源碎屑岩
• 4.2 硅质岩
• 4.3 碳酸盐岩
• 4.3.1 颗粒灰岩
• 4.3.2 砂屑颗粒灰岩－泥晶灰岩
• 4.3.3 球粒泥晶灰岩
• 4.3.4 泥晶灰岩
• 4.5 中扬子地区典型剖面微相研究
• 4.5.1 湖北大冶西畈李微相研究
• 4.5.2 长阳资丘剖面微相研究
• 4.6 砾屑灰岩的成因探讨
• 4.6.1 几何学及岩石学特征
• 4.6.2 分布特征
• 4.6.3 成因解释
• 第五章 沉积相及沉积模式
• 5.1 陆源碎屑岩类沉积环境
• 5.1.1 滨岸环境
• 5.1.2 浅海环境
• 5.1.3 深海环境
• 5.2 硅质岩类沉积环境
• 5.3 碳酸盐岩类沉积环境
• 5.3.1 镶边台地沉积体系
• 5.3.2 碳酸盐缓坡沉积体系
• 5.4 沉积相及沉积模式
• 5.4.1 船山期沉积相及沉积模式
• 5.4.2 栖霞期沉积相及沉积模式
• 5.4.3 茅口期沉积相及沉积模式
• 5.4.4 吴家坪期沉积相及沉积模式
• 5.4.5 长兴期沉积相及沉积模式
• 5.5 重力流沉积
• 5.5.1 发育的层位及岩相特征
• 5.5.2 滑塌沉积
• 5.5.3 碎屑流及颗粒流沉积
• 5.5.4 古地理意义
• 第六章 成岩作用与碳氧同位素特征
• 6.1 成岩作用类型及成岩序列演化
• 6.1.1 成岩作用类型及成岩组构
• 6.1.2 成岩阶段的划分
• 6.1.3 成岩环境类型
• 6.1.4 成岩演化序列
• 6.2 兴山大峡口二叠系碳氧同位素特征
• 6.2.1 样品及分析方法
• 6.2.2 分析结果与数据可靠性检验
• 6.2.3 碳氧同位素与海平面变化
• 6.2.4 碳氧同位素与成岩环境、古盐度、古温度
• 6.2.5 讨论
• 第七章 二叠纪构造古地理及演化
• 7.1 沉积盆地特征
• 7.1.1 中扬子克拉通盆地
• 7.1.2 中扬子北缘被动大陆边缘盆地
• 7.1.3 鄂西裂陷盆地
• 7.2 沉积盆地古水深探讨
• 7.3 古地理控制因素
• 7.3.1 古气候因素
• 7.3.2 构造因素
• 7.3.3 海平面变化因素
• 7.4 岩相古地理分析
• 7.4.1 晚石炭世-早二叠世船山期构造古地理
• 7.4.2 栖霞期构造古地理
• 7.4.3 茅口期构造古地理
• 7.4.4 吴家坪期构造古地理
• 7.4.5 长兴期构造古地理
• 7.5 二叠纪古地理演化特点
• 第八章 认识与结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文