残余地层展布特征

3．1．1．1 震旦系—志留系

造山带南侧（中扬子地区）的震旦系—志留系在襄－广断裂以南至江南断裂以北分布较广：黄陵、神农架、武当等隆起地区缺失该套地层；燕山期隆起区如乐乡关地垒、通海口凸起、永隆河断隆、龙赛湖低凸起、武汉断隆、丫角－新沟低凸起等该套地层部分被剥蚀；燕山—喜马拉雅期抬升剥蚀区包括宜都－鹤峰复背斜、中央复背斜大部以及桑植－石门复向斜、花果坪复向斜的局部地区该套地层也被剥蚀；燕山—喜马拉雅期坳陷区包括枝江凹陷、江陵凹陷、陈沱口凹陷、沔阳凹陷、潜江凹陷、小板凹陷、河溶凹陷等，该套地层连片分布且保存完整。襄－广断裂以北以及江南－雪峰构造带，震旦系—志留系大部分被剥蚀，仅少数地区残留这套地层。

区域上，震旦纪—志留纪地层厚度变化较大，其中江汉平原腹地地层厚度相对较大，潜江—仙桃—汉川—嘉鱼一带厚度一般在3000m以上，如簰洲地区簰深1井震旦系—志留系厚度大于3339m（震旦系未穿）；而江汉平原南北两侧厚度相对较小，一般为1000～3000m。此外，在中扬子地区西南的桑植－石门复向斜以及花果坪复向斜等地，该套地层厚度巨大，一般在4000m以上，最大厚度甚至超过8000m。

3．1．1．2 泥盆系—中三叠统

中扬子地区泥盆系—中三叠统在襄－广断裂与江南断裂之间分布仍然较广，但其分布范围不如震旦系—志留系。黄陵、神农架、武当隆起依然缺失该套地层；燕山期隆起的乐乡关地垒、通海口凸起、丫角－新沟低凸起、龙赛湖低凸起大部或全部缺失，而永隆河断隆、武汉断隆部分地区部分地层缺失；对于燕山—喜马拉雅期抬升的湘鄂西地区，仅桑植－石门复向斜和花果坪复向斜的向斜核部残留泥盆系—中三叠统，复背斜地区基本缺失；燕山—喜马拉雅期坳陷区包括枝江凹陷、江陵凹陷、陈沱口凹陷、沔阳凹陷、潜江凹陷、小板凹陷、河溶凹陷等则是泥盆系—中三叠统连片分布且保留较为完整的地区。襄－广断裂以北以及江南－雪峰构造带，泥盆系—中三叠统分布极为零星，仅局部地区残留这套地层。

区域上，泥盆系—志留系厚度变化较大，残留该套地层的地区地层厚度一般为500～3500m，地层厚度大者多为燕山期相对坳陷区，其中枝江凹陷、当阳凹陷厚度相对较大，厚度一般多在2000m以上，最大厚度可以大于3500m，江陵凹陷、沔阳凹陷、潜江凹陷地层厚度多为1000～2500m；燕山期相对隆起区的局部也有地层发育，如乐乡关地垒局部地区残留厚度也可接近1000m左右（钟7井）；此外，桑植石门复向斜核部该套地层残留厚度一般为500～2000m，花果坪复向斜核部该套地层残厚多为500～2500m。

3．1．2 层序划分

3．1．2．1 层序界面成因类型及其特征

层序界面的形成主要受四个因素的控制，即全球性海平面变化、构造因素、沉积物供应及气候，其中全球性海平面变化和构造因素是中扬子地区二级层序界面形成的主导因素。

1．全球性海平面变化

一般认为地外因素、海洋沉积作用、地球体积有限膨胀、构造运动等都能影响全球性海平面变化。与全球性海平面变化有关层序界面的主要特征就是它的全球性，单一的全球性海平面上升可形成海侵上超不整合。刘宝珺等（1993）认为我国南方震旦纪—三叠纪相对海平面升降可划分出三个不同级别的周期，与全球海平面变化相对应的超周期（二级周期）有八个，其中震旦纪末、石炭纪末、早二叠世末及中三叠世末是全球性海平面下降时期，分别与区内的四个层序界面相对应；因而，可以认为中扬子地区以上四个层序界面的形成，伴随有全球性海平面的下降的影响因素。

2．构造因素

构造因素是影响中扬子地区层序界面（即不整合面）形成的重要因素。根据层序界面的物理标识特征、界面的形成背景、界面与构造属性的关系、界面上覆新盆地和下伏老盆地性质之间的关系等，可以将中扬子地区层序界面分为造山侵蚀、升隆侵蚀、陆上侵蚀、暴露溶蚀、海侵上超、水下间断六种成因类型（表3－1－1）。

不同成因类型的层序界面，由于其形成的构造背景不同，所反映的成因意义也不同：①造山侵蚀界面，是不同性质沉积盆地之间的转折事件，揭示了全球超构造旋回之间的转换面，如超级界面反映了海相克拉通盆地的结束以及陆相盆地的开始；②升隆侵蚀界面，反映沉积盆地域之间的转换面，即全球构造旋回之间的界面，代表全球构造运动的产物，如加里东、海西、印支旋回之间的转换面；③陆上侵蚀界面，反映相同性质盆地之间构造转化或同一盆地演化过程中的构造幕侵扰事件，是地区性构造运动的产物；④暴露溶蚀不整合面，说明稳定构造背景下由于海平面短期快速下降引起盆地间断收缩的产物，是地区性构造旋回之间的转换面，代表地区性构造运动的结果；⑤水下间断面，表征最大海泛或盆地最快沉降时期，揭示为盆地强烈的构造拉张阶段的产物；⑥海侵上超界面，则表明盆地构造拉张、海盆范围迅速扩大的临界期。

3．1．2．2 层序地层划分

在前人成果的基础上，通过重点剖面的实测，辅助剖面补测、观察，以及钻井资料，结合对地层的物质组成、沉积特征、接触关系、地层结构等特点的分析，依据层序界面的构造成因、全球性海平面变化和时限，将震旦纪—早三叠世划分出13个二级层序（图3－1－1），代表中扬子地区震旦纪至三叠纪长周期相对海平面变化的沉积充填响应，是构造因素和全球性海平面变化等共同影响的结果。结合二级层序时间及空间的变化特点，建立了中扬子地区震旦纪—三叠纪层序地层格架。

表3－1－1 中扬子地区层序界面成因类型与构造性质

层序及体系域是由各种层序界面进行划分和限定的，一个完整的层序从底到顶分别有层序底界、海侵面（首次海泛面）、最大海泛面、层序顶界等。关于限定层序顶、底的不整合面及与之对应的整一界面的特征，本文不在此详细叙述。结合本次研究中实测重点剖面和簰深1井等资料，对各二级层序特征概述如下：

（1）层序SS1：对应于震旦系陡山沱组沉积时期，在许多地区表现为明显的超覆特征，平行不整合在南华纪南沱冰碛岩之上。陡山沱组沉积之前的南华系，主体为裂谷拉张期冰川沉积及冲积、洪积，自陡山沱组沉积开始以热沉降影响为主，不整合面属升隆侵蚀不整合面。海侵体系域为陆棚－台地相的泥岩、灰岩、云岩沉积，凝缩段为陡山沱组中部的成层性好的泥质灰岩（宜昌泰山庙），高位体系域以台地相的灰岩、云岩为主。

在神农架地区，陡山沱组底部发育一套0．5m厚薄—中层状白云岩，俗称“盖帽白云岩”，与下伏南华系南沱组冰碛砾岩呈平行不整合接触，代表海侵的开始；其下部黑色碳质泥（页）岩夹含铁锰质白云岩、磷块岩、薄层硅质岩建造为海侵体系域；中上部薄－厚层状白云岩夹少量薄层硅质岩及硅质条带为高水位体系域。在大洪山地区随州薛家店一带，陡山沱组为大套黑色碳质泥岩、含粉砂质泥岩，为海侵体系域与高水位体系域的复合体，与下伏中元古界打鼓石群呈不整合接触；京山绿林一带，陡山沱组为灰绿色泥岩夹含泥质灰岩，与下伏南华系南沱组冰碛砾岩呈平行不整合接触。

（2）层序SS2：由上震旦统灯影组构成，在陡山沱组高水位体系域沉积之后，相对海平面下降，中扬子地区大部分地区为整一界面，表现为岩性岩相转换面，没有形成区域上广泛的溶蚀及古风化壳，只局部地区发育古岩溶和风化壳，层序界面为暴露侵蚀不整合面，为同性质盆地的一次构造幕沉积响应。海侵体系域由灯影组下部构成，台地相区岩性以云岩或灰岩为主；最大海泛期沉积了水体相对较深的深灰色薄层灰岩或泥质条带灰岩等（区域上差别较大）；高水位体系域由灯影组上部构成，台地相区主要由灰色、灰白色中厚层状灰质云岩、硅质云岩、厚层－块状细晶云岩、角砾状云岩、藻云岩组成。

图3－1－1 中扬子地区震旦系—三叠系二级层序地层划分略图（地质年代时限及海平面变化周期，据刘宝珺等，1993）

（3）层序SS3：由下寒武统牛蹄塘组和石牌组（或相当地层）组成，主要分布于湘鄂西和江汉平原南部地区（如鄂东南通山珍珠口一带），江汉平原北部不发育这一层序。层序底界面对应于下寒武统牛蹄塘组底的平行不整合面，该界面对应于区域性构造运动（即惠亭运动）面，层序主体以不同粒级的陆源碎屑沉积为主，显示层序界面为盆地性质转换面，界面之下以热沉降为主，界面之上具有伸展拉张的特点，层序界面是一个陆上侵蚀不整合面（因叠加全球海平面上升，也是海侵上超不整合面）。由于叠加效应，相对海平面上升较快，海侵体系域主要由沉积水体有一定深度的牛蹄塘组深灰色碳质泥岩组成，且很快进入凝缩段形成时期，是中扬子地区烃源岩形成的重要时期；高水位体系域对应于牛蹄塘组上部灰岩以及石牌组砂、泥岩，陆源碎屑物质沉积逐渐发育，表明水体逐渐变浅。神农架武山—宋洛一带，下寒武统与上震旦统灯影组呈平行不整合接触，灯影组顶部发育岩溶角砾岩及溶蚀孔洞，溶洞最大可达20cm×15cm，未充填，具典型的古岩溶特征。下寒武统牛蹄塘组为一套黑色碳质泥（页）岩、深灰—灰黑色（含碳）粉晶灰岩夹灰黑色碳质泥岩为主的沉积，代表海侵体系域；下寒武统石牌组泥岩、粉砂岩代表高水位体系域。

（4）层序SS4：由下寒武统天河板组和石龙洞组组成，发育区域明显较SS3扩大，层序界面对应于天河板组和石牌组之间的界面，界面上下沉积特点差别较大，盆地性质发生转换，只是未出现陆上暴露：界面之下以碎屑岩沉积为主，伸展拉张为沉降主因，界面之上以碳酸盐缓坡沉积为特征，主要受热沉降影响。在台地相区海侵体系域由天河板组组成，以深缓坡相的泥质条带灰岩沉积为主，局部发育浅缓坡相颗粒灰岩和古杯礁灰岩，因常受风暴作用的影响，出现风暴岩夹层；高位域由石龙洞组组成，以浅缓坡相－内缓坡相颗粒（云）灰岩、溶孔云岩和泥晶云岩为主。

京山惠亭山一带，早寒武世早期为古陆区，下寒武统天河板组底部为一套1．95m厚砾岩，直接覆于上震旦统灯影组之上，砾岩之上为天河板组鲕粒白云岩、砂屑白云岩、核形石白云岩及石龙洞组白云岩、泥质白云岩，代表海侵体系域；石龙洞组中上部（23层）灰黄色薄层状（含云质）泥岩（产Redlichiasp．、Diandongaspis sp．等化石）构成凝缩段；石龙洞组上部鲕状白云岩、浅紫灰色泥质藻白云岩、角砾状含泥藻白云岩、角砾状白云岩，代表高水位体系域。

（5）层序SS5：对应于中－上寒武统沉积时期，台地相区底界面对应于覃家庙组底或相当地层的底面，大部分地区为短期暴露面或整合面，如宜昌覃家庙见到下寒武统石龙洞组的暴露面（落水洞），部分地区为不整合面，层序界面为暴露溶蚀不整合面，对应于盆地演化中一次较强构造幕的沉积响应。在台地相区，海侵体系域由覃家庙组下部构成，岩性常由薄层砂屑白云岩－泥质白云岩组成，具波状层理、水平层理，代表中扬子地区中寒武世早期海侵沉积；最大海泛期，在台地相区部分地区以出现粉砂质泥岩或灰岩为特征；高水位体系域，在台地相区由覃家庙组上部及三游洞组（或娄山关群）组成，具进积型沉积特点，岩性由云岩、颗粒云岩、灰岩以及膏岩、膏盐岩等组成，其中覃家庙组出现的泻湖或潮坪相膏岩、盐岩及云质膏岩等，构成中扬子地区重要的优质盖层。

（6）层序SS6：由下奥陶统南津关组、分乡组及红花园组构成，在台地相区底界面为西陵峡组（或相当层位）与三游洞组的层序结构转换面，部分地区为古岩溶面，如秭归龙潭坪，层序界面属于暴露溶蚀不整合面，对应于盆地演化的一次较强构造幕的沉积响应。在台地相区，海侵体系域由南津关组、分乡组下部组成，岩性为颗粒灰岩、泥晶灰岩、砾屑灰岩及白云岩、泥岩组成，沉积环境由早期的浅滩逐渐向陆棚演变，代表海侵期的沉积产物；凝缩段对应于分乡组陆棚泥岩；高位体系域，则由分乡组上部和红花园组组成，代表相对海平面上升速率变缓期的的陆棚－台地沉积，岩性为泥岩、颗粒灰岩、泥晶灰岩以及礁灰岩等。

（7）层序SS7：在台地相区，对应于中奥陶统大湾组、牯牛潭组、庙坡组、宝塔组以及上奥陶统临湘组沉积时期，层序底界面对应于红花园组顶面，在中扬子地区该层序界面为整一岩性转换界面，但根据沉积建造分析，红花园组沉积之后，盆地性质发生了重要转换，具有前陆隆后盆地特征，在界面之下具热沉降背景，界面之上以挠曲沉降为特征，对应于盆地演化的一次重要转折阶段。中奥陶世大湾期—牯牛潭期，区内发育了一套生屑灰岩、泥灰岩、泥岩为主的沉积，代表海侵体系域；至庙坡期，海侵达到最大，神农架地区竹山官渡一带庙坡组厚仅0．2m，为深灰色泥岩，松柏一带庙坡组泥岩中发育大量黄铁矿结核，代表饥饿段沉积，其他地区庙坡组不发育或不易识别，可能为沉积时物质供应贫乏所致；中晚奥陶世宝塔期—临湘期，沉积以瘤状灰岩、龟裂纹灰岩为主，并夹有泥岩，代表高水位体系域。

（8）层序SS8：由上奥陶统五峰组、志留系龙马溪组、罗惹坪组和纱帽组（或相当地层）构成，主要为一套陆源碎屑岩占绝对优势的沉积建造，与下伏层序多由台地碳酸盐沉积为主（台地相区）的沉积构成明显不同，指示沉积及古构造背景有重大变化，层序底界面为五峰组和临湘组之间的岩性转换面。晚奥陶世晚期—早志留世早期，相对海平面迅速上升导致整个扬子区（台地相区）发生大规模海侵，使得晚奥陶台地环境快速向滞流盆地还原环境转变，沉积了五峰组及龙马溪组下部的碳质泥岩、硅质岩等，构成海侵期沉积，因其有机质丰富，是重要的烃源层系；凝缩段通常表现为缺失笔石带的碳质泥岩；龙马溪组上部、罗惹坪组以及纱帽组代表相对海平面上升速率变缓甚至停滞时期沉积，构成高水位体系域，纵向上由龙马溪组上部向上，水体变浅、岩性变粗趋势明显，沉积环境由陆棚渐次演变为潮汐陆棚－潮坪。随后广西运动导致的差异隆升作用使志留系不同程度遭受剥蚀，高位期沉积保存不全。

（9）层序SS9：由泥盆系云台观组、写经寺组、黄家礅组（或相当地层）构成，层序底界面为泥盆系底部的不整合面，是不同性质盆地的转换面，界面之下盆地主要为挠曲沉降，界面之上盆地拉张伸展。中扬子地区主体在中泥盆世开始受海侵影响，云台观组为一套纯净石英砂岩，代表广西运动之后相对海平面上升初期的滨海沉积；随着海侵的继续出现了含灰质的近滨沉积（黄家礅组和写经寺组下段）和含煤岩系（写经寺组上段），构成海侵体系域；泥盆系晚期的相对海平面下降（柳江运动），导致本层序的高位域沉积保存不全，甚至海侵体系域也部分或完全被剥蚀。

（10）层序SS10：由下石炭统长阳组、金陵组、高骊山组、和州组（或相当地层）构成，分布不广，层序底界面为长阳组与泥盆系之间的不整合面，是一次区域性构造运动的沉积响应，属陆上侵蚀不整合面。早石炭世，本区出现一次较大规模的海平面升降旋回，长阳组为陆源碎屑岩沉积夹煤层（煤线）、含灰质，金陵组以灰岩沉积为主，长阳组及金陵组代表海侵期沉积；最大的海侵出现在早石炭世高骊山组沉积时期，该期沉积（高骊山组）超覆在早期的剥蚀区上；早石炭世晚期相对海平面上升速率变缓，以接受陆源碎屑沉积为主（和州组），构成高水位体系域。受到早石炭世末期差异抬升和剥蚀作用，高水位体系域保存不全，仅零星分布在武昌—大冶以及远安地区。

（11）层序SS11：由上石炭统黄龙组构成，层序底界面黄龙组底超覆在不同时代的地层之上（如下石炭统、泥盆系、志留系），代表区域范围内盆地演化中一次构造幕事件，属暴露溶蚀不整合面。区域上黄龙组下部膏岩、云岩或灰质云岩代表海侵初期的局限海沉积，构成海侵体系域；黄龙组中部为泥晶灰岩，含生屑、砂砾屑，属持续海平面上升条件下开阔台地潮下低能环境产物，对应于海侵相对较大时期的较深水沉积；黄龙组上部仍以灰岩和（或）颗粒灰岩为主，构成高水位体系域沉积。黄龙组顶部是一个区域性的剥蚀面，导致高水位期沉积保存不全。

（12）层序SS12：由中二叠统栖霞组、茅口组构成，底界面为中二叠统栖霞组与上石炭统黄龙组之间不整合面，属升隆侵蚀不整合面。大洪山地区京山金泉寺，见二叠系与上石炭统黄龙组呈平行不整合接触；京山大口二叠系与泥盆系平行不整合接触；神农架地区竹山官渡一带，二叠系直接覆于志留系之上。盆地性质在界面上下发生变化，界面之下沉积充填受拉张伸展控制，界面之上受热沉降所影响，此外，由于晚石炭世末期出现了全球性海平面下降，因此层序界面的形成还叠加有全球海平面变化的影响。栖霞组梁山段细粒石英砂岩、粉砂岩、碳质泥岩夹煤线为滨岸沼泽相沉积，代表海侵初期的沉积；栖霞组灰岩段及茅口组下部眼球状灰岩、薄层状硅质岩夹灰岩代表海侵期浪基面之下的碳酸盐缓坡沉积，具退积型结构特征；茅口组二段薄层硅质岩夹泥岩为最大海泛期沉积；茅口组上部厚层状生屑灰岩，颜色明显变浅，表明相对海平面上升速率变缓，代表高水位期碳酸盐缓坡沉积。茅口组顶面为一个区域性不整合面，高水位体系域遭受了不同程度的剥蚀。

（13）层序SS13：由上二叠统吴家坪组、大隆组以及三叠系大冶组、嘉陵江组、巴东组（或相当地层）构成，层序底界面对应于吴家坪组与茅口组等之间的不整合面，属升隆侵蚀不整合面，界面之下沉积充填以热沉降影响为主，界面之上的沉积充填具有伸展背景，由于中二叠世末是全球海平面下降时期，因而这一层序界面还叠加有全球性海平面的影响。上二叠统吴家坪组下部炭山湾段为一套黄褐色泥岩夹含生屑泥质粉砂岩、碳质泥岩，代表低水位体系域；吴家坪组中部台地相生屑灰岩和上部“保安页岩”陆棚泥岩为海侵体系域；晚二叠世大隆期，海水快速上升，局部地区迅速演变为盆地环境，发育了一套黑色薄层状硅质岩、硅质页岩沉积，具饥饿段的沉积特征；早三叠世中扬子地区主体是一套碳酸盐台地沉积，代表相对海平面上升缓慢时期的早期高水位体系域沉积，中扬子地区东部主要是一套薄层状泥质条带灰岩（下三叠统大冶组）和厚层状鲕灰岩、砂屑灰岩及角砾状灰岩（下三叠统嘉陵江组）沉积；巴东组主要为潮坪相－泻湖相紫红色泥岩、粉砂岩、砂岩为主夹灰岩、泥灰岩沉积，代表晚期高水位期沉积。印支运动导致本区出现差异隆升，晚期高水位期沉积巴东组甚至嘉陵江组遭受不同程度的剥蚀，高水位体系域保存不全。