二叠纪-中三叠世原型盆地
图2-3-16四川盆地及邻区晚奥陶世五峰组原型盆地分布图
(1)中二叠世-早三叠世克拉通坳陷盆地及周边边缘坳陷盆地发育。
海西期,随着古特提斯洋的开启,扬子地块的晚古生代构造活动处于离散的张性地块状态。受其影响,先是碧土-昌宁-孟连阳开通;接着,在华南板块边缘的被动大陆边缘,相继出现了墨江洋、金沙江洋、勉略洋、甘孜-理塘洋和龙门山拗拉槽,使昌都、思茅、中扎、松潘和中秦岭从扬子板块中分裂出来。受其影响,上扬子北部和西部盆地分为裂谷盆地和被动大陆边缘盆地,东南缘为陆内裂谷盆地,上扬子内部为稳定克拉通盆地。吴栋运动后的晚二叠世,扬子克拉通及其周边地区再次发生区域性大陆伸展和裂谷作用。由于峨眉地幔柱的作用,上扬子发生裂谷作用,四川盆地北部形成海槽。
1.栖霞组沉积时期的原型盆地。
栖霞组沉积时期,随着古特提斯洋由南向西向北向东的侵入,上扬子古陆几乎被海水淹没,古岛陆大部分被淹没。盆地整体构造为自西向东向北倾斜的碳酸盐台地,盆地类型为克拉通坳陷盆地(图2-3-17)。
自中二叠世以来,自上扬子西缘,冕宁以西至盐源以东,发育以砾质灰岩为代表的碳酸盐重力流沉积。台地斜坡相重力流频繁但不强,表现为层数多但不稳定,陆源物质渗入较多,伴生相带为台地相和台地冲沟相,表明当时相当大的地形分异作用在同沉积断层控制下开始在台地内形成带槽。促进了沉积相的分异,于是长江西缘开始演化为台地边缘斜坡,成为碳酸盐台地解体的场所(据成都地矿院1987)。
四川盆地及其邻近地区是广阔的开阔台地,向北和向东略有倾斜。它是在中二叠世以前剥蚀夷平的基础上整体沉降发展起来的。盆地内无明显的隆起构造特征,地层厚度较均匀,变化不大。中二叠统最大厚度差为210m。
2.沉积时期茅口组的原型盆地。
继承了栖霞组沉积时期的基本构造格局,主要区别是陆面海水更具循环性,上扬子整体构造为向东向北倾斜的碳酸盐台地(图2-3-18)。
四川盆地西缘、龙门山和川西南基本继承了栖霞期的特征,仍为碳酸盐台地的一部分。毛文、宝兴等地此时已发展为台地边缘斜坡带,沉积了一套以碳酸盐重力流为主的沉积物,其中以砾质灰岩的碎屑流沉积最为典型。此外,滑塌角砾岩也常见于碎屑灰岩底部,与其上方的碎屑灰岩呈逐渐过渡,是碳酸盐台地在同沉积断层控制下解体的产物。原来统一的地台,随着断层两侧差异运动的发生和发展,分裂成不同的部分,每个部分进入不同的发展过程。东侧的扬子地块大部分仍为台地,西侧为斜坡相。
四川盆地及其邻近地区是广阔的局限-开阔台地,略微向北和向东倾斜。盆地内没有明显的隆起构造,盆地内的主要构造格架为NWW湖。茅口期末期,在吴栋运动的作用下发生抬升剥蚀(图2-3-19,图2-3-20),导致盆地北部东西向的开江古隆起发育,南北向的泸州古隆起发育,但该时期开江古隆起规模大于泸州古隆起。
3.吴家坪期(龙潭组沉积期)原型盆地
吴家坪盆地的构造格局与中二叠世相比变化较大,从西高东低到西南高东北低(图2-3-21)。由于峨眉地裂运动,长江上游西北部即松潘-甘孜拗拉槽发生大面积沉降,延伸至川西西部和北部,西部和北部出现海槽,使开江-梁平海槽与川西海槽相连(图2-3-22)。川东北的开江-梁平海槽和城口-鄂西海槽开始发育并与川西海槽相连。在海槽南侧,盆地沉积相带呈近南北向分布。西缘有大量的大陆裂谷层状基性玄武岩和侵入岩。此时,在地台盆地的西部出现了许多平行、成对和分隔的裂陷槽和隆起。
图2-3-17四川盆地及邻区中二叠统栖霞组原型盆地分布图
图2-3-18四川盆地及邻区中二叠统茅口组原型盆地分布图
图2-3-19 2008年四川盆地2008DCZ005线地震剖面
图2-3-20四川盆地05GA28线地震剖面图
图2-3-21四川盆地及邻区中二叠统SW-NE向构造地层结构剖面示意图
图2-3-22四川盆地及邻区晚二叠世龙潭组原型盆地分布图
4.长兴原型盆地
长兴期盆地结构在一定程度上继承了龙潭期,整个盆地向东北方向倾斜。但在此期间,扬子地区的最后一次大规模海侵发生在二叠纪。上扬子地区除毗邻康滇古陆的乐山地区外,大部分浅海为陆相和滨海沼泽相,四川盆地大部分为广阔的碳酸盐台地(图2-3-23)。盆地内有北西向的局部构造。
川东北开江-梁平海槽东北侧受同生正断层控制,南、西侧坡度相对平缓,均为与川西海槽相连的边缘碳酸盐台地。在此期间,川东北的台缘或台内(如毛坝、普光、重庆老龙洞)发育白云石化海绵礁和颗粒滩,成为重要的天然气藏。沿台地边缘的礁相带向西一直追溯到巴中元坝地区,但在川西至今未发现和报道。根据中国石化西南分公司对四川广元长兴组、江油鱼洞梁、安县小坝剖面的调查,在该组上部发现了层状珊瑚礁。因此推测这一台地边缘礁滩相带应延伸至川西,可能由于龙门山晚期推覆作用而出露不足。
5.沉积时期飞仙关组的原型盆地。
早三叠世早期(飞仙关组沉积期),古地理格局发生重大变化。康滇古陆和龙门山-九顶山岛隆起形成岛链,使盆地格局西高东低。然而,在盆地中有NW向的局部低洼地带和隆起地带(图2-3-24)。川西古陆系成为盆地的主要物源,不仅向川西海域注入了大量的陆源碎屑,而且控制了沉积相的分布。这一时期海平面不断下降,水体变浅,开江-梁平海槽面积不断缩小,向西退缩,最后消失。
飞仙关组沉积时期,碳酸盐岩台地整体结构相对稳定,但在此期间存在局部低洼低凸部位,控制了板内坳陷的发育,即局部低幅度差异隆升。在地震剖面上,表现为超车现象,主要集中在射洪-蓬溪-南一带(图2-3-25,图2-3-26)。根据飞仙关组的沉积厚度,三台-蓬溪-盐亭南一带相对较厚,在原始沉积时期是一个北西向的低洼区,沉积过程中周边有隆升现象,而三台-蓬溪-盐亭南一带为低幅度隆升。而在飞仙关期,四川盆地碳酸盐台地整体厚度一致,最大厚度差约为120m..
6.沉积时期嘉陵江组原型盆地
早三叠世嘉陵江组沉积时期,上扬子整体为克拉通内坳陷盆地,四川盆地进入统一地台发展阶段(图2-3-27)。嘉陵江后期进入有限台地为主要发育阶段,很多地方发育成蒸发台地环境。开阔台地主要局限在上扬子的南侧,整个上扬子仍呈现西高东低的古地貌格局。在西部和西北部,受康滇古陆和龙门山-九顶山岛的影响,在贾1期和贾2期,川西地区提供了充足的陆源碎屑,而碳酸盐沉积受到抑制。嘉三、嘉四至吴佳时期,大部分岛屿和陆地被淹没在水中,成为水下洋脊,陆地碎屑补给的影响减弱。
(2)中三叠世克拉通周缘挠曲拗陷盆地和克拉通内部挠曲拗陷盆地。
中三叠世拉丁期,东亚发生印支运动前幕(尹鸿福,1982)。对于四川盆地,国内一些学者注意到早、中三叠世沉积充填的变化,从层序和动力学角度分析盆地演化,将四川前陆盆地的形成时间提前到中三叠世拉丁中晚期。许等人(1997)认为四川盆地由碳酸盐台地向前陆盆地过渡时期为中三叠世拉丁中晚期,即天井山中期。因此,进入中三叠世中晚期后,四川盆地的区域构造环境发生了根本性的变化,进入了同一构造时期的挤压盆地和挠曲盆地的发展阶段。
四川盆地在中三叠世安妮期(雷口坡组沉积期)为限制性陆表海,北部为秦岭古陆,东部为江南古陆,西部为龙门山-九顶山水下洋脊和多个台缘滩障,仅南部通过康滇古陆和贝约古陆之间,越过黔南堤礁与特提斯海相连,是海水进退的主要通道和方向,次要方向为。
图2-3-23四川盆地及邻区晚二叠世长兴组原型盆地分布图
图2-3-24四川盆地及邻区早三叠世飞仙关组原型盆地分布图
图2-3-25 2008年四川盆地乐山-龙女寺古隆起T1f地震剖面内部重叠。
图2-3-26 2008年四川盆地乐山-龙女寺古隆起T1f地震剖面内部重叠。
中三叠世安妮期,四川盆地继承了奥伦尼期的陆表海碳酸盐台地格局,全盆地以局部台地相沉积为主,多处发育蒸发台地沉积和浅滩沉积。雷口坡中部发育一定范围的开阔台地沉积,但主要分布在中部地区。这一时期的沉积古地貌呈现出中间高、东西两侧低的构造格局(图2-3-28和图2-3-29)。
安妮统治末期,由于印支运动的影响,整个地区上升为古陆,形成区域不整合,同时在开江-泸州线东西两侧雷口坡组3 ~ 4段沉积缺失,反映这两个地区上升为古陆,并在此期间遭受了长时间的侵蚀。中三叠世末,海水自东向西退出,全盆地遭受剥蚀,形成区域性不整合。