构造－沉积发展简史

2．4　构造－沉积发展简史

从晚元古代青白口纪始，特别是从震旦纪末—寒武纪初的大规模拉张—移离，扬子地台成为独立的构造单元。古生代至早、中三叠世期间，它与相邻块体（华北、华南以及羌塘等）之间不同部位、不同时期的“开合构造”（姜春发等，1993，1997）与相互作用的差异，制约着地台边缘及内部构造活动引起的沉降或隆升，决定了盆地（负向大地构造单元）的形成、发展和风格。正是由于扬子地台陆壳的形成时间晚、个体小、固结程度低和高度异向性，总体以相对稳定性差和塑性强、极易受外力作用而失稳形变的“低克拉通化”为特色，极易受相邻陆块活动影响而表现出相当大的“被动”活动性，以至于在后续的晚元古代—中生代早期，经历了两个巨型构造旋回，4个不同性质的构造－沉积盆地演化阶段，控制着海相盆地的发展与改造，具体体现为：宽广的大陆边缘、巨厚的沉积盖层、克拉通内条状断陷或坳陷以及挤压或伸展褶皱变形。

中三叠世末的印支运动结束了海相沉积的历史，中国南方普遍隆升成陆，进入了陆相沉积和陆内改造阶段。该阶段经历了前陆盆地、拉分盆地、拉张断陷盆地等不同性质盆地的并列与叠加。

2．4．1　震旦纪—古生代构造沉积演化特征

2．4．1．1　加里东期

（1）震旦纪—中奥陶世。随着青白口纪泛大陆的裂解，原中国陆块从泛大陆裂离出来，向北漂移。在它南边与冈瓦那大陆之间形成古太平洋—原特提斯洋。同时，发生陆内裂谷拉张。不整合于中元古界之上的青白口系代表了一种伸展裂陷，沉积了物源不一、分割性强且呈线性展布的一套火山岩－沉积岩组合。在扬子陆块中部—上扬子区内，发育有西乡－神农架裂谷、修水裂谷、赣湘裂谷等。在此基础上，以川中－鄂中隆起为中轴的震旦系—中奥陶统碳酸盐岩台地相沉积，标志着扬子克拉通台地的形成。其南北边缘则为被动边缘沉降盆地，虽然它们在具体构造－沉积组合上各具特色（高长林等，2005），但宏观构造－沉积体系基本相同，从克拉通向洋方向上，都由陆架泥质碳酸盐岩－泥岩相区到陆坡—深海盆地砂泥浊积岩相区或火山－砂泥浊积岩相区。现今构造—沉积—岩石地球化学研究认为（高长林等，2005），扬子陆块中上扬子区块的东南部，是一个近陆块的被动大陆边缘的一部分，它由“江南－雪峰”深陆架钙泥沉积带和赣湘桂陆坡砂泥浊积岩带组成。在川西南地区，下震旦统观音崖组以其稳定分布的底砾岩层超覆不整合于前震旦纪陆相火山岩及冰碛层、褶皱基底和结晶基底的不同层位上，在寒武纪—志留纪时期，康滇地轴已明显地抬升成陆，形成为一南北向延伸的长条形古隆起带。因而，除在地轴东缘的德昌等地尚残存少量发育极不完整的寒武系和下中奥陶统外，下古生界地层几乎全部缺失。与此同时，位于康滇古隆起带东侧的凉山台坳和四川盆地西南部的沐川－雷波台陷区内却发育有相当完整的寒武纪、奥陶纪。

晚震旦世—寒武纪上扬子区经历了两次海平面上升，与此相应沉积了两套烃源岩。早震旦世末—晚震旦世初，南沱期的冰消作用导致海平面上升，在中上扬子区发育了陡山沱期的泥质岩，为扬子地块的第一套烃源岩（局部）；早寒武世梅树村期—龙王庙期，是秦岭洋和古太平洋的主移离期和全球海平面上升时期。华南陆块的南、北两个被动边缘沉降剧烈，边缘型相沉积向台地相沉积超覆。被动边缘向洋一侧的外带半深海—深海盆地沉积物以碎屑复理石或火山碎屑复理石为主，烃源岩主要分布在向陆一侧的内带及与其毗邻的台缘坳陷带，烃源岩是欠补偿、较深水、缺氧强还原环境下沉积的碳质页岩、碳硅质页岩夹深灰色泥、碳质灰岩。该套烃源岩富含大量的有机质，覆盖扬子广大地区，是中国南方最主要的区域性烃源岩之一（图2－3）。

图2－3　中国南方中—上扬子区早寒武世（梅树村期）盆地－沉积组合

（据郭战峰，2006）

1．白云岩；2．白云岩、磷块岩、页岩；3．灰岩、磷块岩、页岩；4．页岩、硅质岩；5．硅质岩；6．磷块岩、泥岩、硅质岩；7．硅质岩、泥页岩；8．硅质岩

早奥陶世是又一个次级海侵期，东南被动边缘内带沉积了较好的烃源岩，其分布范围与下寒武统基本相同，略向洋退缩。烃源岩以黑色页岩为主，近台地边缘为泥质灰岩和页岩。

（2）晚奥陶世—志留纪。秦岭洋向北俯冲，形成华北陆块南部边缘丹凤岛弧和二郎坪－毛集弧后盆地。华南陆块北缘继续伸展为被动大陆边缘沉降。古太平洋－原特提斯向北西偏北俯冲与微陆块拼贴，在东南部陆缘形成武夷－云开岛弧带和浙西—赣南弧后前陆盆地带和钦防残余盆地。处在南挤北张动力学环境中的扬子地台主体沉降结构从南、北双向外倾变为向北倾斜的坳陷带，沉积了东、南物源区的上奥陶统—下志留统较深水碳硅质页岩和页岩。随着由南向北挤压应力增强、弧后冲断向前推进以及秦岭洋快速消减，拉张作用逐渐被挤压作用取代，导致华南陆块逐渐抬升，沉积物以向上变粗的砂泥岩为特征。志留纪末，浙西—赣南迁移弧后前陆盆地褶皱反转，分布在江南—雪峰一线以南的泥盆系底部不整合代表该次运动，即传统观念的晚加里东运动。它们与早期俯冲－造弧运动（早加里东运动）一起，造就了华南加里东造山带。同时华南陆块强烈隆起，造成志留系大面积被剥蚀。川西南地区康滇地轴抬升成为一南北向延伸的长条形陆块，除在地轴东缘的德昌等地尚残存少量发育极不完整的寒武系和下中奥陶统外，下古生界地层几乎全部缺失；在康滇陆块东侧的凉山台坳和四川盆地西南部的沐川—雷波台陷区内却发育有相当完整的寒武纪、奥陶纪及早志留世早期海相沉积层，并相继出现了具有重要意义的小壳类、三叶虫类和笔石类生物群落的繁盛期。

晚奥陶世—志留纪期间，扬子陆块处于南聚北离向双向挤压转换的动力背景。烃源岩发育在北部被动大陆边缘内带及与其相连的扬子台内坳陷带中（图2－4）。在时间上与被动边缘第二次（O₃－S¹₁）较强烈拉张期一致。在该时期盆地的烃源岩包括上奥陶统五峰组和下志留统下部碳、硅质岩、碳质泥页岩、黑色泥页岩。它们是较深水—深水缺氧条件下的非补偿性沉积。下奥陶统五峰组沉积厚度很小，一般为几米至二三十米，下志留统下部（龙马溪组）分布面广，有机碳丰度高，是区域性主力烃源岩。因此，就大地构造旋回和盆地演化序列而言，中—上扬子陆块及南部边缘经历了完整的晚元古代—志留纪的构造旋回，即包括了离散拉张、被动边缘沉降和俯冲造山挤压、岩浆弧－弧后前陆盆地及其反转两个阶段；北缘则仅经历了离散拉张、被动边缘沉降一个阶段，构造旋回将继续到晚古生代早中期；川西南上扬子陆缘海盆东北部的沐川－马边台陷和峨眉断块抬升水面与乐山－龙女寺古隆起连为一体，海盆水域收缩至小江与刹水坝－马颈子两条南北向同沉积断裂之间的狭窄地带，继续接受了以石牛栏组、韩家店组和回星哨组为代表的早志留世中期—中志留世早期海盆水体总体向上变浅的进积式海相沉积，直至中志留世晚期与上扬子地台一并全面降升成陆。

图2－4　中国南方中—上扬子区早志留世（龙马溪期）盆地－沉积组合

（据郭战峰，2006）

1．隆起；2．泥页岩、碳质页岩；3．页岩、粉砂页岩；4．页岩、粉砂岩；5．砂岩、粉砂页岩；6．泥页岩、碳质页岩；7．泥页岩、粉砂岩；8．泥页岩；9．泥页岩、硅质页岩

2．4．1．2　海西期

晚古生代—早中三叠世时期，是扬子地区区域构造－盆地发展格架转化复杂时期。从早期的北聚南散或北挤南张到晚期的全区离散。扬子地台主体以台内坳陷发育为主，北侧和南缘分别以台缘裂陷盆地发育为主。

在志留纪末随着扬子和华北两大板块陆陆碰撞，北秦岭洋消失，南秦岭结束被动边缘发育历史，在北秦岭褶皱带和扬子克拉通之间形成前陆盆地。由于碰撞造山和古特提斯东南段拉张联合作用，扬子北部形成整体隆起背景下的局部坳陷；泥盆纪在扬子克拉通南部有3次可在全球范围内对比的海侵，造成生物礁繁盛、大面积黑色页岩和层状硅质岩的出现；石炭纪由于全球性冰川—海平面效应，形成了4次大规模的海侵—海退，它们对扬子克拉通北部的沉积作用较小，上扬子北缘泥盆纪—早石炭世总体处于隆起状态。

在早泥盆世扬子北部除广元以南有沉积外，其余地区均为古陆剥蚀区。中泥盆世晚期海侵向北扩大越过江南古陆到达湘西北，该坳陷盆地通过桃源海峡与湘、桂浅海相连。晚泥盆世继续向北东扩大并到达下扬子巢宁地区。差异沉降主要在中泥盆世—早石炭世，但沉降幅度不大，一般为300～500m，研究区内沉积中心在江汉一带。

湘西北石门一带中，上泥盆统可厚达200～1 400m，川东、鄂西仅厚50～100m，南厚北薄。中泥盆世晚期在川东、鄂西一带为砂岩、石英细砂岩夹杂色页岩、泥质粉砂岩，含植物化石和孢子，长阳一带厚30～66m，秭归、兴山一带厚40～80m，南漳、京山一带厚1～23m，沉积环境为前滨—近滨。在晚泥盆世早期宜都、长阳、五峰、巴东、秭归沉积紫红色杂色页岩、石英砂岩、粉砂岩夹鲕状赤铁矿，具交错层理和斜层理，仍然属于前滨—近滨环境，湘西北为浅海陆棚。在晚泥盆世晚期，上述地区出现中厚层灰岩、泥灰岩和碳质页岩，富含腕足、珊瑚，为混积陆棚。神农架、钟祥、京山一带属于滨岸环境。孝感一带为扇三角洲沉积环境。

龙门山区出露泥盆系中、上统，平行不整合于志留系之上，研究区内出露厚度为200m，主要为滨岸相和台地相碎屑岩、碳酸盐岩。

石炭纪原先与华南海相连的通道关闭，该坳陷呈东西向展布的条状，海水由当时的古太平洋沿下扬子侵入本区。江南古陆和鄂北古陆成为该坳陷的物源区。坳陷内石炭系地层厚度较薄，岩相稳定，以极浅陆表海相沉积为主。

在早石炭世该坳陷内部为滨岸潮坪，以长阳、松滋为例发育粉砂岩、页岩和灰黑色中厚层状粗晶灰岩，含珊瑚和腕足，厚47m；边缘为三角洲平原、河口湾等海陆过渡相和陆相沉积。

此外，在龙门山和南大巴山亦有下石炭统出露。龙门山为灰岩、细砂岩夹泥质、燧石质白云岩，厚9～266m，属滨岸—浅海。在南大巴地区，石炭系局限于西乡高川—镇巴兴隆场，岩关组岩性为厚层灰岩与泥岩或粉砂岩的韵律性互层，厚45～236m，属潮坪环境，向南逐渐变薄。大塘组为灰岩、石英砂岩夹煤层，属滨岸平原和潮坪。它们是南秦岭前陆盆地南缘沉积。

由于古特提斯的扩张，勉略洋盆的发育，海水入侵至达县、广元、剑阁与龙门山相连，并且与华南海也相连通。在晚石炭世早期，鄂西一带为局限台地相白云质灰岩夹灰岩，含、腕足类、有孔虫和珊瑚；京山一带最厚，达86～118m；保康、南漳、荆门厚2～30m；秭归、巴东厚11～67m。川东地区为角砾状白云岩、灰岩夹鲕状灰岩、砂岩，厚43m，石膏层、鸟眼构造、干裂等浅水标志丰富，属潮坪环境。龙门山区为灰白色厚层—块状致密灰岩、生物碎屑灰岩和泥灰岩，厚19～131m，为浅海环境。西乡高川—镇巴兴隆场为浅灰色厚层灰岩、白云岩、白云质灰岩，局部夹泥岩和粉砂岩薄层，厚20～156m，属开阔台地相沉积。

晚石炭世晚期海退，鄂西地区成为相对闭塞、盐度偏高的浅水环境，出现大量球粒灰岩和生物碎屑灰岩，表现出浅滩化趋势，厚0．8～2．6m。川东一带出现潮坪和泻湖环境。龙门山区为灰白色厚层灰岩夹白云岩，偶具豆状或鲕状结构，厚17～40m，为浅水陆棚，局部出现浅滩。西乡高川—镇巴兴隆场为灰色中厚层灰岩夹薄层粉砂岩、泥岩，含和腕足，厚50～113m，属浅水台地相沉积。

在早二叠世栖霞期，断坳转化为坳陷并强烈沉降，范围扩展至黔中，沉积了较深水暗色燧石灰岩、泥灰岩夹硅质页岩、页岩。原来的江南—雪峰—黔南古陆成为碳酸盐岩台地。在中二叠世晚期，古特提斯洋再次扩张，扬子区发生区域性脉动式强烈拉张。中二叠世晚期和晚二叠世晚期至早、中三叠世是两次主要伸展期。最显著的事件是统一的碳酸盐岩台地破裂、深水相硅质岩发育及广泛的玄武岩喷发。在西部生成以康定为中心的鲜水河—甘孜、康滇和龙门山“三叉裂谷系”；在中东部（中上扬子区），产生了排列有序的断坳盆地：北侧有东西向的广元—武汉断坳盆地、南江断坳盆地，南侧主体为北东向断坳盆地，如华莹山、宜昌—都匀等。各盆地内大多沉积了较深水硅质岩、页岩和/或泥灰岩、薄层灰岩，在硅质岩系中，常见火山凝灰岩。它们与台地（或台块）碳酸盐岩间或以重力流沉积或以暗色泥质灰岩夹页岩过渡。

在扬子地台及其南缘，晚古生代构造盆地演化与北缘不同。在泥盆纪—三叠纪期间，是面向古特提斯洋的被动边缘。在时间上，可分为泥盆纪—早二叠世早期的伸展和早二叠世晚期—三叠纪的强烈伸展两个演化期。我们认为，在泥盆纪—早石炭世时，随着古特提斯洋盆扩张，上古生界—下三叠统主要是深海、半深海相放射虫硅质岩、硅质页岩、黑色泥岩、砂泥浊积岩夹玄武岩、火山凝灰岩。北东向的湘粤断陷实际上是钦防坳拉槽在陆内的延伸部分。该断陷主要由地堑和地垒呈北东向平行排列。盆地随时间自西南向北东逐步扩展，泥盆纪、石炭纪时3次幕式拉张，其范围从湘粤边境扩展至湘中、赣中、闽西。它由浙西－赣中－湘南－钦防断陷浊积盆地组成，从西北向东南浊积岩由砂泥质向钙泥质变化，显示盆地向东南倾斜、海水加深。至早三叠世时，东南缘扩展最烈，与扬子地台一起，在其南缘构成面向古特提斯的宽广的被动边缘。

在川西南的上扬子陆缘区，泥盆纪古陆隆起范围进一步扩展，而海盆水域则收缩至峨眉山断隆以南和小江与甘洛－昭觉两条南北向同沉积古断裂之间的狭窄地带，形成为半封闭的碧鸡－宁南地堑型海湾盆地，沉积了平行不整合于下志留统不同地层之上的滨海相单陆屑岩－浅海相碳酸盐岩建造，盛产底栖石燕类生物群并往南经由滇东和黔西南与华南广海盆地相连接。嗣后，发生于泥盆纪末至早二叠世（原马平期）的造陆运动，致使碧鸡－宁南海湾盆地抬升成陆，并与相邻康滇古陆、峨眉山－川中古陆等连为一体，而海水则往南退却至滇东－黔西南－桂北境内。

晚二叠统（阳新统）底部厚数米至数十米不等的海陆交互相含煤、铁碎屑岩层，以其超覆不整合于下奥陶统—上泥盆统不同层位之上的造陆性构造运动面，以及整合其上并稳定遍布于扬子区各地的栖霞组＋茅口组广海浅水台地相碳酸盐岩建造为标志，形成了晚华力西期又一大规模的海侵－海退旋回；紧接着，发生于晚二叠世的峨眉地裂运动，以小江南北向深断裂带为中心的大规模的陆内裂谷型幔源拉斑玄武岩－高原玄武岩浆喷溢活动，以及叠覆于玄武岩层之上的宣威组陆相含煤碎屑岩建造等，终结了这一起发生于晚华力西期的沉积旋回和重大构造－岩浆事件。

早二叠世栖霞期和茅口期是晚古生代以来南方地区最大的海侵时期，也是最强烈断坳作用时期。

2．4．2　陆相盆地发育特征

2．4．2．1　印支期

从晚三叠世开始，随着古特提斯的消亡，上扬子区结束海相沉积，进入了与俯冲造山活动有关的陆内前陆盆地发育阶段，并由此进入了盆地总体叠加、改造的漫长过程。这一过程完全调整和改变了古生代海相沉积层序中的油气成藏结构。因此，印支及其以后的构造变动对海相油气成藏是一个再分配、再调整的过程。尤其是大规模的隆升、剥蚀作用对油气的影响值得进一步认识与研究。

上扬子北缘，伴随扬子/华北两个块体的最终拼合，秦岭—大别—苏鲁坳拉槽反转，形成一条前陆冲断带，在其前缘形成T₃—J_1—2前陆盆地。

上扬子东南缘，扬子—华南东南沿海，北东向延伸长逾400km，宽30～60km的长乐－南澳变质带，已确认为中生代蛇绿混杂岩带。沿闽西南—粤东一带中、上三叠统—下侏罗统冲、洪积相、河流－湖沼相夹海相沉积中广泛见有火山岩或火山碎屑岩，反映为弧后前陆磨拉石堆积，纵向上与其下伏的早三叠世晚期溪尾组复理石堆积构成了双层充填结构，它们构成了东南弧后前陆盆地的沉积组合。

在川西南地区，晚三叠世早期，已处于半封闭状态的龙门山海湾的海水往南侵入川西南峨眉、沐川和马边等一部分地区，并在欠补偿滞流还原海湾沉积环境中，形成了一套厚仅数米至数十米的所称垮洪洞组暗色含有机质泥岩与泥灰岩的间互沉积层，平行不整合覆盖于中三叠统下部（安尼阶）雷口坡组之上。紧接着，发生了晚三叠世中期（诺利期）的印支Ⅱ幕也即主幕造陆运动迅猛致使包括川西南地区在内的扬子地台全面抬升成陆，并从此结束了震旦纪以来漫长的地台海相沉积历史，进入了又一个以晚三叠世晚期（瑞替期）湖沼相含煤碎屑岩沉积起始的内陆大型盆地发展阶段。

值得注意的是，在早、中侏罗世期间，扬子东南在以河湖相沉积为主的同时，其边缘时常夹有海相层位或海泛层，可能与新特提斯的伸展活动有关。因此，中生代前陆盆地的发育及演化，在不同的板块边缘受不同地球动力学机制影响，其沉积充填仍有明显差异，且在时间上不等时，在构造变形上也并不完全相同。经过这一构造运动的叠加、改造，中扬子雪峰古生代海相沉积盆地被明显分割，大部多为残留盆地。

2．4．2．2　燕山早期

晚侏罗世－早白垩世，扬子—华南地区以武陵山为界，东、西部盆地格局的差异已明显形成，表现在西部以挤压收缩构造环境为主，发育有四川复合型前陆盆地，而在东部出现弧后伸展断陷活动，并有大规模的花岗岩侵入和中、酸性火山喷发活动，分布广泛，与江南－雪峰陆内造山活动及滨太平洋域古太平洋俯冲活动密切相关。

武陵山以东的中、下扬子及华南地区受古太平洋向西俯冲所导致的岛弧火山活动及地壳伸展的联合作用，发育一系列北东、北北东向箕状或地堑式断陷，形成了东南断陷火山盆地群。在这类盆地中，充填有冲积扇－河流相，滨浅湖相碎屑岩带夹火山岩。张性断裂控制了盆地的沉积，明显与印支期构造样式不同。因此，这类地区中新生代的断陷盆地叠加，进一步导致古生代盆地的肢解与破坏，并导致了华南地区古生界有机质的广泛过成熟。

2．4．2．3　燕山晚期—喜马拉雅早期

发生在早、晚白垩世之间（100Ma）的新特提斯沿雅鲁藏布缝合带向北俯冲消减。东北亚陆缘弧的形成及蒙古－鄂霍茨克海槽的闭合，对中国大陆构造格局产生了重大影响。

在晚白垩世中国南方地区以武陵山为界，东、西部盆地构造格局分异的特点更加突出，盆地分割性更加明显，东张、西压的构造环境造成了西部前陆盆地的萎缩、东部断陷盆地进一步发育的格局。

晚白垩世—古近纪，东南地区（中、下扬子，华南）表现为走滑伸展构造背景下发育一系列北东、北北东向断陷盆地，以江汉、苏北断陷盆地群的发育为代表。早期以河湖相红色碎屑岩充填为主，晚期发育浅湖—深湖相含膏盐沉积。在沉积层中常见有火山岩夹层，如江汉、苏北及三水等断陷盆地中见有基性玄武岩夹层。在这些断陷盆地中，火山活动受断裂控制明显，反映了弧后伸展活动对断陷的影响。

对应于“东西锋线”作用的加强，上扬子地区持续发育前陆盆地，中下扬子地区构造应力场发生反向转换，首先是背驮式“前陆盆地”或拉分盆地反转，原来以近东西向为主的褶皱展布叠加了北北东向冲断—褶皱，继而利用北北东向冲断面或压裂面反向滑落形成拉张断陷盆地。

2．4．2．4　喜马拉雅晚期

新近纪以来（E₃—Q），由于印度板块与欧亚大陆的碰撞及持续的俯冲，青藏高原强烈隆升及向东挤出活动，东部台湾弧陆碰撞对东亚的挤压作用，中扬子的江汉盆地和下扬子的苏北盆地均受到明显改造，盆地范围被极大地缩小，发生了强烈的隆升与剥蚀，盆地范围内新近系与下伏地层的广泛角度不整合及第四系与下伏地层的不整合，均说明了喜马拉雅活动的改造。