中国南方早三叠世岩相古地理分异演化_精品文档.pdf

1、中国南方早三叠世岩相古地理分异演化与板块运动的关系左景勋,童金南,赵来时(中国地质大学地球科学学院,湖北 武汉430074)摘要:早三叠世中国南方的岩相古地理总体上表现为“两隆两凹”的格局,即西部以康滇古陆为核心的中、上扬子地块,东部以华夏古陆为核心的华夏地块,两地块之间为扬子古海洋。两古陆附近沉积滨浅海相碎屑岩,其间的古海洋内为碳酸盐岩台盆,岩相分带显著。中国南方早三叠世的岩相古地理取决于扬子板块与华夏板块的裂离和拼合。由Induan期到O lenekian期,中、下扬子地区的北部缓慢抬升,下扬子地区由较深水转化为局限碳酸盐岩台地。与此同时,西南部的康滇古陆下沉,东部的华夏古陆隆升,导致岩相

2、向西推移,右江地区表现为活动性断陷盆地。关键词:中国南方;早三叠世;岩相古地理;板块运动中图分类号:P531文献标识码:A 文章编号:100027849(2003)0220029206中生代是地史演化的重要时期,晚古生代末,在东特提斯地区分布着若干个由冈瓦纳大陆及欧亚大陆裂离出来的微板块1,古地磁资料表明,当时华北板块、扬子板块都处于赤道附近,其古纬度分别为11.1 和3.32,3。早三叠世后,在东特提斯地区微板(地)块向北漂移的过程中,微板块不断拼贴和裂离4,造成古洋盆的关闭及新洋盆的产生。华南作为东特提斯洋的一隅,由许多微块体组成5,其主体是扬子板块和华夏板块,二者自晚震旦世以来2次张开,

3、2次拼合6,7,尤其是最后一次石炭纪二叠纪的张开,一直持续到早三叠世的末期,中三叠世开始的印支运动才使其全面拼合。板块的拼合和裂离对岩相分异、古地理变迁和海平面升降变化有着深刻的影响,特别是在全球海平面下降期内,残余古海洋的海平面升降明显地受板块运动控制,板块裂离,海水补给;板块拼合,海水退出,而板块的裂离和拼合导致岩相古地理的显著变迁。1早三叠世中国南方的古地理特征中国南方早三叠世的岩相古地理格局受板块运动及其间古海洋内补偿性海侵控制。杨遵仪等8在研究我国华南地区二叠纪三叠纪时指出,中国南方早二叠世早期发生海侵,晚二叠世早期发生海退。Schopf9在研究二叠纪三叠纪之交生物绝灭与海底扩张的关

4、系时指出:二叠纪末期全球陆表海面积大减,在早二叠世为43%,晚二叠世末期减少到13%,可以看出晚二叠世早期的海退具全球性。但中国南方于晚二叠世末期发生海侵并于多处沉积了深水相放射虫硅质岩,且在早三叠世Induan期、O lenekian期发生了四次规模不同的海侵13,总体上,中国南方早三叠世海侵的规模一次比一次小,沉积序列向上变浅,与板块的逐渐碰撞拼合相吻合。中三叠世开始的印支运动,使中国华南地区全部隆起,并褶皱造山,而秦岭海槽则闭合,华南板块与华北板块拼合,共同成为欧亚大陆的一部分。中国南方早三叠世的岩相古地理分异明显,基本上表现为“两隆两凹”的格局(图1),“两隆”即指西部以康滇古陆的为剥

5、蚀中心的上扬子地区(包括中扬子地区),东部以华夏古陆为隆起中心的华夏地区,上扬子地区由西向东古地势由高变低,华夏地区由东向西古地势也由高变低。“两凹”是指右江裂陷活动区和下扬子坳褶区。这种东西两侧高、中间低的古地势受当时的古构造制约,推测自早三叠世Ind2uan期、O lenekian期到中三叠世A nisian期,在扬子地块与华夏地块之间存在一条活动裂陷带,该裂第22卷第2期2003年6月 地 质 科 技 情 报Geological Science and Technology Information Vol.22No.2Jun.2003莹 收稿日期:2002207202编辑:黄秉艳基金项目

6、:国家自然科学基金资助项目“中国南方下三叠统国际建阶层型研究”(40072011);国家“973”项目子课题“古生代中生代之交生物大绝灭复苏与环境控制因素”(G2000077705)作者简介:左景勋(1963),男,高级工程师,现正攻读古生物学与地层学专业博士学位。1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.陷带向南与右江裂陷盆地相通,向北可能与长江巨型断裂带10相连,形成一个贯通华南板块的巨型裂陷槽,将华南板块一分为二,裂陷槽的宽度由南向北由宽变窄,活动性由南西向北东逐渐减弱,中国南方早三叠世的岩相

7、古地理格局一直受这条巨型裂陷槽的约束。1.1Induan期华南地区的岩相古地理分异华南地区的古地理分异明显,岩相分带清楚,西部为康滇古陆,东部为华夏隆起,中间为扬子古海洋(图1)。11111中、上扬子区该区的西部为康滇古陆,呈南北向展布,由康滇古陆剥蚀产生的陆源碎屑分布于古陆的两侧,如古陆西侧盐源盆地下三叠统泸沽湖组及青天堡组下部,岩性以砂岩、砾岩为主夹少量碳酸盐岩夹层;古陆东侧飞仙关组一段以砂岩、泥岩为主夹灰岩薄层,岩相围绕古陆呈环带状分布,近古陆处为粗粒陆源碎屑,远离古陆处为细粒碎屑沉积。在康滇古陆的东侧,由西向东陆源碎屑的粒度由粗变细,陆源碎屑的含量由多变少,泥质含量由少到多,岩性依次由

8、砂岩泥(页)岩灰岩。碎屑岩中发育有交错层理。如滇东、黔西、黔北、川中的飞仙关组、滇东南的洗马塘组和中扬子地区大面积分布的大冶组,均由滨浅海相陆源碎屑岩逐渐过渡到碳酸盐岩台地。11112华夏古陆下三叠统在闽、浙地区没见到剥蚀区,可能位于闽、浙以东的近海一带及台湾等地,因为在台湾地区未见三叠系分布。在华夏古陆隆起区西部的闽、浙、赣东、粤等地主要沉积滨浅海相细粒陆源碎屑岩,如下三叠统Induan阶在浙西南为政棠组,赣西为铁石口组,粤东为四望嶂组,湘中为张家坪组,闽西为溪口组。由东向西陆源碎屑岩含量逐渐减少,碳酸盐岩含量逐渐增多。再向西至鄂、赣西、湘、桂东等地则为碳酸盐岩台地相沉积的大冶组。岩性变化由

9、东向西表现为:细砂岩、粉砂岩砂岩、页岩互层页岩夹泥灰岩灰岩夹泥岩灰岩。11113右江地区该区为活动类型深海盆地沉积,图1中国南方早三叠世Induan期的岩相分布图(据冯增昭等1997年的资料改编)Fig.1Distribution of lithofacies in Induan stage of the Early Trassic in South China11 砾岩;21 砂岩;31 泥质粉砂岩;41 粉砂质泥岩;51 泥岩页岩;61 硅质页岩;71 钙质页岩;81 灰岩砂质灰岩;91 泥质灰岩;101 瘤状灰岩;111 鲕状灰岩;121 角砾状灰岩;131 竹叶状灰岩;141 生物屑灰

10、岩;151 重力流灰岩;161 白云岩;171 凝灰岩;181火山岩;I1 中、上扬子地区;II1 华南地区;III1 下扬子地区;I V1 右江活动区03地 质 科 技 情 报2003年 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.孤立台地相发育。下三叠统Induan阶在黔南、桂北等地为罗楼组,在桂中、桂西南等地为马脚岭组。罗楼组主要岩性为薄层状、中厚层状泥晶灰岩、泥灰岩夹角砾状灰岩,在孤立台地斜坡带,常发育崩塌角砾岩,角砾大小混杂,不具方向性,呈不规则层状产出,胶结物为深灰色泥灰质。在黔南桂北地区

11、,由北向南罗楼组逐渐过渡为深水盆地相,岩性组合为灰岩、页岩互层夹硅质岩、火山碎屑岩,浊流沉积发育。马脚岭组表现为活动类型沉积泥灰岩夹火山熔岩。该区裂陷活动表现为差异性块体升降,隆升块体发育成孤立碳酸盐岩台地11,12。11114下扬子地区该区在早三叠世表现为向北西倾斜的较深水海盆,由SENW水体逐渐加深,至安徽巢湖一带水体最深,岩相变化表现为由浅水碳酸盐岩台地相斜坡相深水盆地相13。Induan阶由殷坑组、下青龙组组成,由SENW深水泥质、灰泥质含量逐渐升高;到安徽巢湖马家山、平顶山等地,殷坑组表现为泥岩夹薄层状泥晶灰岩、瘤状灰岩,水平层理发育,岩石颜色以灰色、黑色为主,沉积物中含有较多黄铁矿

12、结核,产薄壳双壳、菊石化石,反映沉积环境为水体较深的还原环境。值得注意的是 殷 坑 组 与 大 隆 组 分 界 处14及Induan阶 与O lenekian阶的分界处(巢湖平顶山西坡)均发育酸性火山凝灰质粘土岩;另外,在安徽铜陵地区的殷坑组底部和龙山组中部也发现火山碎屑岩15。反映该区在早三叠世为地幔上隆16区,地壳热流值较高,有岩浆活动,但与右江盆地相比,岩浆活动较弱。1.2O lenekian期华南地区的岩相古地理分异华南地区早三叠世O lenekian期的岩相古地理基本上继承了Induan期的岩相古地理格局(图2),但随着东部华夏古陆的继续隆升,岩相带逐渐向西推移。从总体看,东、西两侧

13、仍是华夏古陆和康滇古陆,中部为扬子残余古海洋,右江地区仍为活动类型沉积,而下扬子地区早期的深水相沉积此时也转化图2中国南方早三叠世O lenekian期的岩相分布图(据冯增昭等1997年的资料改编)Fig.2Distribution of lithofacies in O lenekian stage of the Early Trassic in South China11 石英砂岩;21 细砂岩;31 泥质粉砂岩;41 粉砂质泥岩;51 泥岩页岩;61 硅质页岩;71 灰岩蠕虫状灰岩;81 膏溶角砾岩;91 泥质灰岩砂质灰岩;101 瘤状灰岩;111 鲕状灰岩;121 角砾状灰岩;131

14、竹叶状灰岩条带状灰岩;141 生物屑灰岩;151 重力流灰岩;161 白云岩;171 火山凝灰岩;181 火山熔岩(安山岩玄武岩);I1 中、上扬子地区;II1 华南地区;III1 下扬子地区;I V1 右江盆地13第2期左景勋等:中国南方早三叠世岩相古地理分异演化与板块运动的关系 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.为碳酸盐岩台地,O lenekian晚期则转化为局限碳酸盐岩台地。与Induan期古地理格局相比,东部华夏古陆隆升遭受剥蚀;西部康滇古陆在此时呈略有下降的趋势,其东侧不再发育陆源

15、碎屑岩相,陆源碎屑只出现于康滇古陆的西侧(如滇西北地区的腊美组)。11211中、上扬子区该区O lenekian期沉积有浙北、赣北的相城组及其以南的原溪组,前者以碳酸盐岩为主,后者则主要为碎屑岩;鄂东南的观音山组、上、中扬子区及湘中、湘南的嘉陵江组、黔中地区的安顺组和滇东黔西的永宁镇组。岩性主体以台地相灰岩夹局限台地相白云岩、岩溶角砾岩,并不断向西部康滇古陆超覆,表明O lenekian期中扬子地区、上扬子地区的北部略有向上隆升的趋势,而上扬子地区的南部则表现为下降,导致该区碳酸盐岩岩相向西迁移。11212华夏隆起区O lenekian期华夏隆起区逐渐隆升,尤其是靠近江绍断裂的华夏古陆北端抬升

16、强度较大,使原来为滨海相沉积的闽、浙地区隆起并遭受剥蚀,O lenekion期该区沉积表现为闽南龙岩大田一带为溪尾组砂泥岩、粤东兴宁地区为黄槐组钙质泥质粉砂岩、湘东南耒阳地区为管子山组(粉)砂岩和湘中涟源地区为麒麟组粉砂岩。区域上,陆源碎屑由东向西由粗变细,其含量逐渐减少,碳酸盐岩夹层则逐渐增多,且随着华夏古陆的隆升,岩相带向西迁移。11213右江地区O lenekian期右江地区的岩相变化表现为黔南桂北的紫云组由北向南由以灰岩为主逐渐过渡到以页岩为主夹少量粉砂岩、细砂岩、泥灰岩;桂中、桂西、桂南等地的北泗组则以盆地相的灰岩、灰泥灰岩为主夹火山凝灰岩、火山熔岩,仍表现为活动类型沉积组合,深水浊积岩发育11。11214下扬子地区在扬子板块北部及华夏古陆的隆升过程中,下扬子地区也开始回返向着局限台地演化。在O lenekian早期,和龙山组则由泥灰岩与泥页岩互层夹瘤状灰岩、蠕虫状灰岩17,页岩中水平层理发育,具黄铁矿结核,反映其沉积环境为水体较深的盆地相;在O lenekian中期,表现为开阔台地相块状灰岩夹瘤状灰岩,后期则为局限台地相灰黑色灰岩夹黑色页岩,显示沉积环境的水体局限,还原性强