云南楚雄前陆盆地晚三叠世沉积建造及盆地演化

云南楚雄前陆盆地晚三叠世沉积建造及盆地演化 云南楚雄前陆盆地晚三叠世沉积建造 及盆地演化 刘贻军 孟祥化 葛 铭 ( )沉积盆地研究所 北京 100083 摘 要 根据沉积建造的类型 、系列和体态认为楚雄盆地在晚三叠世经历了 3 个明显的发育 阶段 : 第一阶段为早期聚敛碰撞阶段 , 发育了黑色页岩建造和碳酸盐复理石建造 ; 第二阶段 为构造相对静止期 , 发育了火山复理石建造和陆源复理石建造 ; 第三阶段为盆地充填阶段 , 发育了海相磨拉石建造和陆相磨拉石建造 。3 个阶段中的沉积建造属于次稳定型和非稳定型 两大类 。 关键词 前陆盆地 晚三叠世 盆地演化 楚雄 云南 分类号 P534151 0 引 言 前陆盆地是指位于造山带前缘与相邻克拉通之间的沉积盆地 , 主要是由于克拉通边缘 的被动下弯和造山带一侧给克拉通岩石圈加载而使其下弯沉降形成的 。前陆盆地中蕴藏着 丰富的油气资源 , 约占世界油气总量的 45 % , 自 70 年代以来一直是国外地质学者们研究 的热点 , 国内也有不少地质学者潜心这方面的研究工作 , 从不同角度剖析了前陆盆地从形 1 成 、发展到萎缩消亡的演化过程 。Dickinso n从板块构造角度出发提出了前陆盆地的 2 种 () ( ( ) 成因类型 : a周缘前陆盆地 perip heral fo reland basin, 由大陆与大陆碰撞形成 即 A 2 ) ( ) ( ) 型俯冲, 位于造山带外弧 ; b弧后前陆盆地 ret roarc fo reland basin, 位于火山弧 2 ( ) 后 , 与大洋岩石圈的俯冲有关 相当于 Bally 和 Nelso n 的 B 型俯冲。前陆盆地的发育 主要 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出粘弹性的变形特征 , 早期以弹性变形为主 , 中晚期发生粘性应变 , 使盆地加 深 , 最后由于冲断带向克拉通的迁移以及大量造山带内的剥蚀物向盆地的涌入 , 使盆地逐 渐变浅 , 最终形成陆相磨拉石沉积 。 7 (( ) 沉积建造是指某一特定的长期持续的板块构造背景 时限大于 10a作用范围 沉积盆 ) 地内形成的岩石和岩相共生组合体 , 它的形成受全球海平面和区域相对海平面变化的控 3 制 , 形成特定的沉积层序和格架特征。岩石共生组合和岩相共生是沉积建造学的研究 3 基础与核心 。通过对共生岩石进行详细的岩石学研究可以建立碎屑模型, 结合沉积建 造的体态还可以确定建造形成的大地构造背景 。本文试图运用沉积建造学的理论和方法并 结合一些地球物理资料讨论晚三叠世楚雄前陆盆地的演化过程 。 收稿日期 : 1997 —03 —29 第一作者简介 : 刘贻军 , 男 , 1968 年出生 , 博士研究生 , 沉积学 、层序地层学专业 。 1 地质背景 楚雄前陆盆地位于扬子板块西南缘 , 根据 1 Dickinso n的 前 陆 盆 地 分 类 应 属 周 缘 前 陆 盆 地 。出露地层有上三叠统 、侏罗系 、白垩系和 第三系 。其中 , 上三叠统在盆地各地的发育有 较大的差异 , 分为东西两个沉积大区 。西区在 晚三叠世早中期为海相沉积 , 中晚期转为陆相 沉积 , 而东区则以陆相沉积为主 。侏罗系 —第 三系为陆相红色沉积 。据盆地周缘出露的地层 和盆内重力 、航磁资料解释 , 其基底具双层结 构 , 即由古元古界中深变质的刚性结晶基底和 中元古界浅变质的褶皱基底组成 。楚雄盆地四 4 ( ) 周被深大断裂所分割图 1: 西北界为程海 断裂带 , 西 南 部 为 红 河 断 裂 带 和 哀 牢 山 断 裂 图 1 楚雄前陆盆地位置及构造格架图 带 , 东部为绿汁江断裂和普渡河断裂 。这些断 ( ) 据蒲心纯等 , 1996裂形成时间早 , 切割深 , 具多期或长期持续活 Fig11 Locatio n and tecto nic f ramewor k of t he 动的特点 , 控制了盆地基底的形态 、盆地的盖 Chuxio ng foreland basin in Yunnan ? 普渡河断裂 ; ? 易门断裂 ; ? 绿汁江断裂 ; ? 渡 层沉积和 盆 地 的 构 造 格 架 。根 据 断 裂 展 布 方 口隐伏断裂 ; ? 大姚隐伏断裂 ; ? 鱼 泡 江 断 裂 ; ? 向 , 盆地可分为 2 个构造区域 : 东北部为 SN 程海断裂 ; ? 红河断裂 ; ? 三街断裂 ; ? 马龙河断 ωξ 裂 ; λϖ?沙桥断裂 ; λ?楚雄断裂 ; λ?火烧屯断裂 向 构 造 区 , 西 南 部 和 中 部 为 N W 向 构 造 区 , 并且展示了东西分带 、南北分块的构造格局 。自东向西可分为东部隆起 、中部拗陷和西部 冲断带等构造单元 。 2 沉积建造 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 211 地层及沉积相 楚雄盆 地 上 三 叠 统 为 深 海 相 —海 陆 交 互 相 —陆 相 含 煤 沉 积 , 可 划 分 为 云 南 驿 组 ( ) ( ) ( ) ( ) () Ty 、罗家大山组 Tl 、花果山组 Th和白土田组 Tb图 2, 形成于卡尼期 、诺利 3 3 3 3 期和瑞替期 。 上三叠统主要出露于盆地四周 , 本文以祥云剖面为代表来讨论它的组成及沉积相 。云 ( ) 南驿组 Ty出露厚度大于 1 850 m , 分为 3 个岩性段 : 下段为深灰色泥岩与细粒砂岩互 3 层 , 发育薄层递变层理 , 具不完整的鲍马序列 , 显示了深海海底扇相沉积的特征 ; 中段为 灰色纹层状泥晶灰岩和砾屑灰岩 , 深灰色泥页岩 , 由碳酸盐碎屑流沉积形成 , 属碳酸盐斜 坡碎屑裙相 ; 上段以深灰色纹层状泥岩 、粉砂质泥岩为主 , 夹薄层细砂岩和透镜状泥晶灰 岩 , 属浅海陆棚相沉积 。云南驿组含有丰富的海相双壳类和头足类化石 , 主要有 Halobei a s u pe rba , H . r u gosa , H . Pl u ri racl i at a 。 ( ) 罗家大山组 Tl 出露厚度 2 450 余米 , 可划分为 2 个岩性段 : 罗一段为陆源火山碎3 图 2 云南楚雄前陆盆地沉积建造 Fig12 Depositio nal associatio ns of t he Chuxio ng foreland basin in Yunnan B u r m esi a l i rat a 和 M yop hyori a n a pen gensis 等 ; 菊石类主要有 T i ropi tes2Cy topleu ri tes 组合 。 ( ) 花果山组 Th 出 露厚度 71516 m , 由粉砂岩 、泥岩 、泥质粉砂岩夹细砂岩及煤组 3 成 , 底部具砂质砾岩 , 为一套三角洲及滨海相沉积 。 ( ) 白土田组 Tb划分为上下 2 个岩性段 : 下段为含砾长石粗砂岩 , 细 —粉砂岩 、泥岩 3 夹劣煤 , 底部具厚层砾岩 , 并发育冲刷侵蚀底面 , 含有丰富的植物及双壳类化石 , 为典型 的冲积相沉积 ; 上段为黄褐色粗粒长石石英砂岩 , 粉砂岩夹黑色泥页岩 , 含丰富的植物化 石 , 为浅湖相及湖三角洲相沉积 。 212 沉积建造分析 根据岩石学 、碎屑模型及沉积相分析结果 , 可以确定楚雄盆地晚三叠世的沉积建造类 1 (() ) 型和沉积建造系列 图 2。楚雄盆地晚三叠世卡尼早期 云南驿组下段 Ty 发育了黑色页3 岩建造 , 主要由黑色 、深灰色泥页岩夹细 —粉砂岩组成 , 属次稳定型沉积建造系列 。根据 ( ) 碎屑模型 Q FL 资料 , 该建造类型形成于拉张性被动大陆边缘向活动性聚敛大陆边缘的前 2 ( ) 陆盆地演化阶段 。卡尼中期 云南驿组中段 Ty , 主要由 碳酸盐复理石建造发育阶段 为3 薄层泥晶灰岩 、深灰色泥页岩 、砾屑灰岩组成 , 应属非稳定型沉积建造系列 , 是前陆挠曲 3 ( ) 弹性下弯阶段形成的产物 。卡尼晚期 云南驿组上段 Ty 发育了陆源复理石建造 , 属非 3 稳定型沉积建造系列 , 主要由深灰色泥岩 、粉砂质泥岩夹薄层细砂岩和透镜状泥晶灰岩组 成 , 形成于构造相对静止期 。此时 , 由于物质调整和应力松弛效应的影响 , 粘性变形使前 1 ( ) 陆岩石圈继续下弯 , 相对海平面继续上升 。诺利初期 罗家大山组一段 Tl 形成了火 3 山复理石建造 , 岩石组合为岩屑 、晶屑凝灰岩 , 属非稳定型沉积建造系列 。根据其沉积特 4 征可知 , 物源为外源 , 由西部造山带提供。因此 , 此沉积建造类型亦形成于构造相对 2 () 活跃期 。诺利早期 罗家大山组二段 Tl 形成了陆源复理石建造 , 主要由深灰色厚层泥 3 ( 岩 、粉砂质泥岩构成 , 亦属非稳定型沉积建造系列形成于构造相对静止期 。诺利中期 花 ) 果山组 Th为海相磨拉石建造发育阶段 , 主要由粉砂岩 、泥岩及泥质粉砂岩夹细砂岩及 3 煤组成 , 为典型的非稳定型沉积建造系列 , 形成于前陆磨拉石沉积盆地中 。诺利晚期及瑞 () 替期 白土田组 Tb发育了陆相磨拉石建造 , 由长石砂岩 、粉砂岩及泥岩夹煤组成 , 亦为 3 非稳定型沉积建造系列 , 此时沉积物堆积速率已远远超过由构造负载和沉积物负荷所引起 ( ) 的前陆岩石圈的沉降速率 , 相对海 湖平面快速下降 , 主要发育一套河流及滨湖相的沉 积 , 标志着前陆盆地的发育已进入晚期 。 3 盆地演化 根据沉积建造的分析结果 , 楚雄盆地在晚三叠世主要经历了被动大陆边缘 ———早期聚 () ( ) ( ) ( 敛碰撞前陆挠曲 弹性下弯阶段 卡尼早 —中期、构造相对静止期 粘性下弯卡尼晚期 5 ) () () —诺利早期和盆地充填阶段 诺利中期 —瑞替期图2 , 图 3。 () () 311 被动大陆边缘 ———早期聚敛碰撞前陆挠曲 弹性下弯阶段 卡尼早 —中期 卡尼早期发育了次稳定型沉积建造系列 , 卡尼中期发育了一套非稳定型沉积建造系 列 , 表明楚雄盆地开始由拉张的被动大陆边缘向聚敛活动大陆边缘的前陆盆地演化 , 是古 太平洋板块与中特提斯板块聚敛碰撞的结果 。由于造山负载作用引起前陆岩石圈挠曲变 ( ( ) ( ) ) 形 , 发生较快速的弹性下弯 , 使前陆盆地快速增深 , 形成前渊和前隆 图 3A 1, B a。 () 在靠近哀牢山造山带 冲断带形成了前渊 , 在南华一带形成了前隆 。此阶段形成了黑色页 岩建造和碳酸盐复理石建造 , 呈楔形体 , 主要分布在祥云一带 。 () () 312 构造相对静止阶段 粘性下弯卡尼晚期 —诺利早期 这一时期由于物质调整 , 应力松弛 , 前陆岩石圈发生粘性变形 , 并继续下弯使前陆盆 地深度不断增大 , 发育了非稳定型建造系列的陆源复理石建造和火山复理石建造 。根据沉 () 积建造特征 , 这一时期楚雄盆地可以划分为 3 个发育阶段 : 第一阶段 卡尼晚期为构造相 ( ) 对稳定阶段 , 以发育陆源复理石建造为特征 ; 第二阶段 诺利初期为构造相对活跃阶段 , () 以发育火山复理石建造为标志 ; 第三阶段 诺利早期为构造相对稳定阶段 , 以发育陆源复 图 3 楚雄前陆盆地形成演化示意图 Fig13 Schemetic diagram of t he Chuxio ng foreland basin evolutio n A1 楚雄前陆盆地演化模式图 ; B1 典型周缘前陆盆地演化模式图 ( ( ) 利早期又转入构造相对稳定期 , 以发育深水相的陆源复理石建造为标志 图 3 中 A 2, B ( ) ) b。这种发育特征反映了逆冲推覆造山活动的多期次性 。 () 313 盆地充填阶段 诺利中期 —瑞替期 楚雄盆地在经历卡尼晚期 —诺利早期的构造相对静止期后 , 新一轮的构造活动使哀牢 () 山冲断带 造山带不断地向克拉通迁移 , 并使造山带内的沉积物大量地被推向盆地 , 从而 (() () ) 结束了前陆复理石盆地的发育 , 开始了前陆磨拉石盆地的发育 图 3 中 A 3, B c, 形成 了诺利中期的一套海相磨拉石建造 。此后 , 由于强烈的印支运动使楚雄盆地完全结束了海 相沉积 , 发育了诺利晚期 —瑞替期的陆相磨拉石建造 。同时 , 随着俯冲作用的持续进行 , 先前位于冲断带附近的前陆盆地沉积物被卷入造山带并加载于经拉伸变薄的克拉通陆壳上 , 当挠曲作用受阻时 , 盆地逐渐变得浅而宽 , 并接受来自再旋回造山带陆屑的磨拉石沉 积 ,从而完成了由扬子板块西南缘的被动大陆边缘向前陆磨拉石沉积盆地的演化历程 。4 结 论 详细的沉积建造研究表明 , 楚雄前陆盆地在晚三叠世经历了 3 个明显的发育阶段 : 第 一阶段为早期聚敛碰撞阶段 , 发育了黑色页岩建造和碳酸盐复理石建造 ; 第二阶段为构造 相对静止期 , 发育了火山复理石建造和陆源复理石建造 ; 第三阶段为盆地充填阶段 , 发育 了早期的海相磨拉石建造和晚期的陆相磨拉石建造 。在第二阶段明显地表现出了多期次逆 冲推覆造山活动的特点 。此盆地的发育演化历程与典型的周缘前陆盆地演化历史很相似 , 并具有粘弹性变形的特征 。 参 考 文 献 1 Dickinso n W R. 板块构造与油气聚集 ; 郝石生 , 刘和甫译 1 北京 : 石油工业出版社 , 198111,42 Bally A W , Nelso n S. Realms of subsidence fact s and p rinciples of wo rld pet roleum occurrence . Mem Can Soc Pet rol Geol , 2 1980 , 6 : 9,75 ( ) 刘少峰 1 前陆盆地挠曲过程模拟的理论模型 1 地学前缘 , 1995 , 2 3: 69,79 3 ( ) 蒲心纯 , 严福光 , 朱同兴 1 楚雄前陆盆地的流填层序与造山作用 1 岩相古地理 , 1996 , 16 3: 47,57 4 Quinlan G M , Beaumo nt C. Appalachian t hrusting , lit ho sp heric flexure and t he Paleozoic st ratigrap hy of t he eastern interi2 5 o r of No rt h America . Can J Eart h Sci , 1984 , 21 : 973,996 L ATE TRIASSIC D EPOSITIO NAL ASSOCIATIO NS A ND EVOL UTIO N OF C HUXIO NG FO REL A ND BASI N I N Y UNNA N Liu Yijun Meng Xianghua Ge Ming ( )Chi na U ni versi t y of Geosciences , Bei ji n g , 100083 Abstract ( ) Many kinds of depo suites depo sitio nal associatio nswere developed in Chuxio ng fo reland basin in L ate Triassic , including black shale depo suite , carbo nate flysch depo suite , volcanic fly2 sch depo suite , terrigeno us flysch depo suite , marine molasse depo suite and terrigeno us molasse depo suite . All t hese depo suites belo ng to t wo so rt s of depo suite series wit h substable depo suite series and unstable depo suite series. Based o n st udying t hese kinds of depo suite , depo suite se2 ries and depo suite co nfiguratio n in detail , t he evolutio n histo ry of Chuxio ng fo reland basin can be built and divided into t hree developing stages : The first stage can be co nsidered t he early co nvergent collisio n , developed t he black shale depo suite and t he carbo nate flysch depo suite ; t he seco nd stage is t he tecto nic relative stabilit y , characterised by t he volcanic flysch depo suite and t he terrigeno us flysch depo suite ; and t he infilling basin can be regarded as t he last develop2 ing stage , fo r med marine molasse depo suite and terrigeno us molasse depo suite as t he remar ks. Key words : fo reland basin , L ate Triassic , basinal evolutio n , Chuxio ng , Yunnan