西南地区系指由红河断裂、绿汁江断裂、龙门山断裂、城房断裂和钦防断裂所围限的滇东、贵州、广西和四川大部地区，构成华南板块西部（图8.18）（覃建雄等，1998）。该区具有特殊的板块构造属性和复杂的演化过程（曾允孚等，1993）。沉积盆地类型多种，沉积体系多样，沉积作用特殊，油气资源丰富，长期以来深受地学界的重视。曾允孚等（1993）、刘宝珺等（1993）、夏文臣等（1994）、殷鸿福等（1994）、许效松等（1996）、覃建雄等（1996）从不同角度对西南地区二叠系进行了层序研究，取得了大量成果。Chen Hongde等（1997）、Tian Jingchun等（1997）、覃建雄等（1998）、Qin Jianxiong等（1997）对整个西南地区二叠系进行了全面系统的层序地层学研究，共划分出11个三级层序，栖霞组（S1～S3）、茅口组（S4～S6）、吴家坪组（S7～S9）各3个，长兴组（S10～S11）2个，其中层序S1、S6、S7、S11为Ⅰ型层序，其余为Ⅱ型层序（Chen Hongde et al.,1997a,1997b;Qin Jianxiong et al.,1997）（表8.5）。本书正是在这些研究成果基础上，以油气勘探为目标，以沉积体系域和层序关键界面为编图单元，采用体系域压缩法和瞬时编图法，有针对性地编制西南地区二叠纪层序古地理图，进而论述该区二叠纪层序古地理特征及演化。
表8.5 西南地区二叠纪层序地层与年代地层、岩石地层及生物地层关系
8.5.1 层序古地理编图
8.5.1.1 关于层序古地理图
岩相古地理图作为沉积相和古地理的高度综合图解，是沉积体几何形态、岩石学特点、古生物特点和沉积环境的综合反映，其编图单位是“组”或“群”，有其局限性。层序地层学的诞生，给岩相古地理研究注入了新的思路和方法。沉积层序是年代格架中的成因地层单元：年代格架包括层序地层中的各级界面，其中最常用的是层序边界和最大海泛面；成因地层单元包括沉积体系域及沉积体系，它并非单纯的传统地层单元，而是地层单元的成因和岩相关系的综合体，具双重性，即既是成因地层单元，又是等时的沉积相。因而，以层序地层学理论为指导编制而成的层序古地理图（sequence paleogeographic map），将沉积层序作为岩相古地理学研究的基本地层单位，其编图方法有二：一是以体系域为成图单元，采用体系域压缩法编制层序古地理图；二是以相关界面如层序界面、最大海泛面或体系域顶、底界面作为编图单位进行编图，即瞬时编图法。通过这两种方法编制的层序古地理图，加上相应的体系域横向展布图和层序地层格架图，更客观地反映了特定的时间间隔内某地区的四维沉积演化史。显然，层序古地理图具时代和成因双重性，在此意义上讲，它具有划时代意义。
8.5.1.2 关于编图思想及方法
综观岩相古地理研究及编图发展史，其典型代表主要有：Pypuu等、Sloss等、刘鸿允、王鸿祯等、Christopher等、刘宝珺等（1993）所编制的岩相古地理图，对推动岩相古地理学的发展具重要意义，但仍存在共同的不足之处（李文汉，1992）：一是怎样编制反映活动论的岩相古地理图；二是在二维平面图上怎样反映特定时间间隔内某地区的四维沉积发育史，即怎样选择等时地质体或等时面来编制真正等时的岩相古地理图，即层序古地理图。全球沉积对比计划（GSGP）和联合古陆计划（Pangea Project）的实施以及层序地层学理论的实践和应用，为重建全球古地理、追踪全球沉积记录、编制高精度层序古地理图提供了理论前提，层序及体系域不仅是年代地层段和等时地质体，且其顶底是可确定的物理界面。显然，层序古地理图更接近盆地沉积演化的真实性，以动态的变化反映盆地的充填史。
8.5.1.3 关于编图单元的选择
不同的岩相古地理研究方法，其编图单元不同，所编出的岩相古地理图反映的内容及真实性各异，以层序地层学理论为指导编制层序古地理图，同样涉及编图单元的选择问题。前述方法的等时性相对差，但所编制的层序古地理图是一个反映具体地质体的相对等时的岩相古地理图，在油气勘探和预测中具有重要意义；方法二的等时性强，但仅揭示了地史中瞬时的古地理格局，缺乏相对具体的地质体，因而其勘探意义相对较小。
本书以露头层序地层学理论为指导，以体系域和最大海泛面为主要成图单元编制了西南地区二叠纪11张层序古地理图。因篇幅所限，文中仅列出6幅具代表性的层序古地理图。
图8.19 第一层序低水位期层序古地理图
A—上扬子古陆；B—曲靖古陆；C—越北－马关古陆；D—云开古陆；1—暴露区；2—深水盆地；3—滨海—陆棚
8.5.2 层序古地理特征及演化
1）第一层序古地理演化。受前二叠纪构造古地理影响，低水位期古地理格局表现为上扬子古陆和云开古陆及其周缘暴露区所围限的残留台盆（图8.19）。其中，兴义—安龙—册亨—紫云—望谟—罗甸一线之北处于长期暴露剥蚀状态，发育0～10m不等的风化残积层；右江地区西部、北侧紫云—丹池一带及东缘桂林—贵港地区表现为残留台盆沉积，中东部处于相对短期风化剥蚀状态，发育0～1m不等的铁铝质钙泥岩；而钦州、百色—富宁地区则表现为与特提斯洋相通的残余深水盆地，以盆底扇、斜坡扇沉积为主。伴随古特提斯洋海水由南向北侵入，上扬子古陆解体为川滇古陆和越北－马关古陆，并被上扬子浅海所占据，总体表现为向南向东倾斜的缓坡；东南隅云开古陆逐渐向东退缩；右江地区主要为开阔台地，其中发育雏形台盆；钦州及富宁地区仍为深水盆地。高水位期古地理格局，由于该期海平面相对稳定和缓慢下降，上扬子浅海潮坪范围不断扩大，台地范围相对缩小；右江地区由于碳酸盐加积作用，其中初始发育雏形丘滩，并不断增生加大；钦防深水盆地发育加积－进积型硅质岩－浊积岩准层序组。
2）第二层序古地理演化。为前期主体海平面上升的继续，该期海域范围不断拓展。低水位期，大部地区以喀斯特暴露为主；而在广大右江地区，除丘滩背景短暂暴露外，其余为连续沉积，并发育低水位期加积退覆体。海侵期，由于海平面持续快速上升，上扬子浅海海域不断向川滇古陆超覆，相带逐渐向西迁移，碳酸盐岩超覆在先期混积岩层之上；右江地区由于沉积断裂初始活动的影响，雏形台盆有所加深。高水位期主要表现为长期海平面上升过程中短期海平面相对静止或缓慢低幅下降，沉积格局无明显变化，沉积相带从北、西向南、东依次为川滇古陆→内缓坡（上扬子浅海北西缘）→中缓坡（上扬子浅海中西部）→外缓坡（其中发育雏形台盆）（右江裂谷盆地）→被动陆缘走滑盆地（钦防深水盆地）的展布规律。
图8.20 第三层序最大海泛期层序古地理图
C—越北－马关古陆；E—川滇古陆；1—生物丘；2—次深海；3—台盆；4—开阔台地；5—孤台；6—缓坡；7—潮坪—局限台地；8—深水盆地；9—台前斜坡
3）第三层序古地理演化。相当低水位期海平面具短期静止或短期低幅下降特点，上扬子地区表现为川滇古陆东缘中—内缓坡的短期暴露和中—外缓坡加积－进积退覆体；在右江地区，除局部孤台丘滩背景发育暴露和喀斯特外，其余以连续沉积为主，斜坡—盆缘初始发育钙屑浊积岩，台盆以加积灰泥岩准层序组为特征，并开始出现生物丘滩礁雏形。海侵期，随着同沉积断裂活动不断增强和海侵范围不断扩大，上扬子地区和右江地区地势差异相对增大，右江地区台、盆相间格局逐渐明显，上扬子地区碳酸盐沉积不断向川滇古陆方向上超，同时沿元阳—开远—师宗—兴义—册亨—紫云—望谟—罗甸—南丹—河池—柳州—永福一线断续发育了生物丘滩沉积，为缓坡向镶边台地转化创造了条件。在最大海侵期，川滇古陆逐渐向西退缩至康定—越西—西昌—会东—昆明—石屏一线以西（图8.20），上扬子地区主要表现为碳酸盐缓坡，其上出现了缓坡内盆地和生物丘滩沉积；右江地区表现为初始台、盆相间沉积格局，浅水台盆与孤立台地高差不明显，其间的斜坡主要表现为相对缓倾的缓坡；钦防海槽不断向两侧加宽，并呈NE向延伸至桂东、湘中一带；云开古陆全部消失，代之以碳酸盐台地沉积。高水位期川滇古陆东缘潮坪相带加宽并向东拓展，缓坡上的生物丘、生屑滩明显增多、加大，右江地区台、盆地势差异增大，斜坡坡度不断加大。该期古地理特征为：①上扬子浅海滩丘增多加大、远端变陡、碳酸盐不断向陆超覆；②右江地区受先期构造古地理影响，表现为由台包盆向台盆相间格局转化，浅水台盆中由灰泥岩→硅质灰岩→灰质硅质岩→钙屑浊积岩，孤台由粒泥灰岩→泥粒灰岩→颗粒灰岩和丘滩组合，斜坡由粒泥灰岩和含砾泥灰岩→风暴岩→钙屑重力流沉积，总体揭示了台盆不断加深加宽、孤台逐渐变高变厚、斜坡逐渐变陡的总趋势；③钦防被动陆缘走滑盆地受同沉积断裂影响，不断加大加深拓宽，并向NE方向延伸，以硅质岩和深水泥岩为特征。
4）第四层序古地理演化。该期为西南地区二叠纪盆地海域扩大的突变期。沉积格局发生了较大变化，上扬子地区从栖霞期的碳酸盐缓坡转变为碳酸盐镶边台地，元阳—开远—师宗—兴义—册亨—紫云—望谟—罗甸—南丹—河池—柳州—永福一线出现了典型的丘滩礁组合；桂东南隅钦防海槽加深变宽，并沿NNE向延伸至湘鄂以北，形成成熟的被动陆缘走滑盆地；右江地区由于明显的断块差异升降，出现典型的台盆相间格局。相当低水位期，沉积特征与第三层序的相似，但在黔南、桂西斜坡和台盆开始出现生物丘；海侵期最典型的特征主要表现为上扬子地区广泛分布的页状藻灰岩和眼球状灰岩层，向台缘斜坡和台盆逐渐相变为浮游相灰泥岩、粒泥灰岩和硅质灰岩，并首次发育海侵丘滩礁组合，钦防地区以放射虫硅质岩为主；高水位期表现为碳酸盐自旋回、加积－进积、充填并向海进积过程，上扬子碳酸盐台地和右江孤台发育潮坪丘滩礁、台内丘滩礁、台缘丘滩礁及斜坡丘滩礁进积型准层序组，右江台盆以硅质灰岩－钙屑重力流沉积为特征，钦防被动陆缘走滑盆地发育硅质岩－钙屑浊积扇－盆底扇沉积。
5）第五层序古地理演化。为第四层序主体海侵的继续，继承了第四层序构造古地理格局，主要表现为：①上扬子克拉通台地内，潮坪—潟湖—台内丘滩礁组合不断拓宽加厚，开阔台地不断缩小或被丘滩礁所分割，台缘丘滩礁渐向四周拓宽增厚，斜坡丘礁及相关钙屑重力流逐渐向盆地充填进积；②在右江被动陆缘裂谷盆地，孤台逐渐加积、进积、加宽加厚，斜坡变陡并提供大量钙屑物源，台盆加深加宽与钙屑重力流充填同时进行，反映被动陆缘裂谷盆地演化晚期的扩张充填作用；③钦防被动陆缘走滑盆地在不断向NE向延展加宽的同时，由于两侧碳酸盐台缘斜坡提供大量的钙屑重力流，发生填积作用，造成硅质岩和钙屑浊积岩互层且向上钙屑浊积岩递增趋势，总体反映第五层序以加积充填作用与同沉积断裂活动同步进行。
图8.21 第六层序高水位期层序古地理图
C—越北－马关古陆；E—川滇古陆；1—暴露区；2—次深海；3—开阔台地；4—台盆；5—孤台；6—局限—开阔台地；7—潮坪；8—台缘礁滩；9—深水盆地；10—潮坪—局限台地；11—台缘礁；12—台前斜坡
6）第六层序古地理演化。第五层序末，由于东吴运动第一幕（王立亭等，1994）的影响，上扬子及右江地区西部大部孤台发生暴露，并堆积第一旋回P2β玄武岩；在右江台盆背景和钦防被动陆缘走滑盆地发育低水位期钙屑浊积岩和混屑浊积岩。海侵期，伴随相对海平面上升，从NW到SE依次由川滇古陆→潮坪→局限台地→开阔台地→台缘斜坡→盆地相带，并发育海侵期台内、台缘及斜坡丘礁组合，右江地区为典型的台盆相间格局，钦州—桂林一带为继承性深水盆地，发育硅质岩和钙屑浊积扇沉积，东南隅为局限台地—开阔台地环境。高水位期古地理格局与海侵期大体一致（图8.21）。上扬子地区开阔台地范围相对缩小，局限台地—潮坪范围明显扩大，并发育高水位期台内、台缘、斜坡丘滩礁组合及相关钙屑重力流沉积；右江地区由于孤台碳酸盐加积、进积及钙屑重力流的不断充填，台盆变浅变窄，孤台相对变宽加厚；钦防被动陆缘走滑盆地以硅质岩、硅质泥岩和钙屑浊积扇沉积互层为特征。
7）第七层序古地理演化。由于早二叠世末东吴运动的影响，该期古地理格局发生了巨大变化：钦防深水走滑盆地皱褶关闭，上扬子地区西缘为川滇古陆、西南缘为越北－马关古陆、南缘为大新古陆、东南隅为云开古陆、黔桂湘交界处为江南古陆，沉积区仅限于右江地区西部残留台盆，以混屑浊积岩为主，其他地区为剥蚀区，并发育0～10m不等的低水位期残积相。吴家坪初期，海水由南向北侵进，奠定了晚二叠世浅海海域轮廓。上扬子地区受西部川滇古陆的影响，向东依次发育冲积平原→滨海平原→潮坪→局限台地→开阔台地相带（图8.22）；右江地区逐渐转化为弧后裂谷盆地，初始呈现台盆相间格局，台盆中发育火山碎屑浊积岩；越北－马关古陆和大新古陆北缘以及江南古陆周缘出现潮坪相沉积；云开古陆西缘十万大山地区逐渐向前陆盆地转化。高水位期古地理格局与海侵期的相似，但沉积特征有较大差别，主要表现在：①上扬子克拉通台地和右江孤台以强烈加积－进积准层序组为特征，顶部富含煤层；②台盆中以硅质泥岩、浮游相灰岩、火山碎屑浊积岩加积准层序组为主；③陆缘潮缘及台缘斜坡相带变宽，局限—开阔台地相带范围缩小。
图8.22 第七层序海侵期层序古地理图
C—越北－马关古陆；D—云开古陆；E—川滇古陆；F—大新古陆；G—江南古陆；1—孤台；2—深水台盆；3—台缘礁；4—冲积扇；5—河口湾；6—潮坪；7—辫状河—网状河；8—局限—开阔台地；9—滨岸—沼泽；10—潮坪—潟湖—三角洲；11—台缘礁滩；12—陆棚；13—台盆；14—前三角洲；15—冲积扇—河流；16—次深海
8）第八层序古地理演化。该期古地理格局与第七层序的基本一致，差异主要表现在：①海域范围逐渐扩大，水体不断加深；②碳酸盐台地丘滩礁组合不断增多增大；③台盆逐渐加深加宽；④十万大山前陆盆地不断向西迁移。
9）第九层序古地理演化。第九层序发育过程即为海平面不断向古陆上超充填的过程，总体具有如下演化趋势：①无论是上扬子混合台地还是右江孤台，海侵体系域及高水位体系域（图8.23）构成相似，以加积－弱退积或加积－弱进积准层序组为主，后者层序顶部发育煤层，揭示从低水位期→海侵期→高水位期海平面上升与碳酸盐自旋回同步，并具有缓慢均衡海平面上升及末期突然静止或低幅下降趋势；②台盆中硅质岩及火山碎屑浊积岩递增并构成沉积主体，揭示其水深不断加大、范围不断拓宽的特点；③十万大山前陆盆地层序沉积粒度变粗、总厚递增、海相化石及硅质岩递减，反映盆地不断向西迁移、水深逐渐变浅的趋势。
10）第十层序古地理演化。由于古特提斯洋裂谷作用及其导致的区域性大规模海平面上升，西南地区古地理格局发生了较大变化：①江南古陆没于水下；②川滇古陆向西退缩；③大新古陆向西南收缩；④云开古陆向西拓展推进；⑤右江弧后裂谷盆地沉降中心向西、向北迁移；⑥盆地水深加大，孤台缩小，形成典型的盆包台格局。相当低水位期，除上扬子克拉通盆地、右江孤台及十万大山前陆盆地短暂暴露外，台盆及斜坡背景连续沉积；海侵期发育退积型准层序组，并在台内、台缘、斜坡发育海侵型生物丘礁组合，在台盆出现大量火山碎屑浊积岩，十万大山地区表现为巨厚海底扇—扇三角洲相沉积；高水位期，古地理格局与海侵期基本一致，以加积－弱进积准层序组为特征，大量发育高水位期丘礁组合，十万大山前陆盆地以扇三角洲—冲积扇平原为主，台盆中混屑重力流沉积大量发育。
11）第十一层序古地理演化。其演化反映了海平面相对快速上升、同沉积断裂活动加剧、盆地水体加深的总趋势。低水位期，上扬子地区表现为暴露侵蚀面及其上薄层残积相沉积；右江孤台为短暂暴露区，在右江深水台盆中发育低水位期硅质灰泥岩及火山碎屑浊积岩沉积。海侵期上扬子地区陆屑沉积范围缩小，而碳酸盐沉积范围明显增大，不断向古陆超覆，并发育海侵型生物丘礁，其中各种台盆不断增多，加宽加深，在碳酸盐台地上的镇远—福泉—贵阳—平塘—从江一带表现为台盆相放射虫硅质岩沉积，在川北及川东与陕、鄂交界处出现了深水断陷盆地，右江地区仍为盆包台沉积格局，但生物丘礁明显增多增大。高水位期表现为相对海平面突然静止或轻微下降，相带有向海增大的趋势。川滇古陆东缘为冲积平原，向东分别为滨岸湖沼、潮坪—潟湖—三角洲、局限—开阔台地、台地边缘—台缘斜坡（图8.24），煤层仅局限于川滇古陆东缘陆缘碎屑岩中，表明丰富的陆缘供给与不断上升的海平面之间呈现的平衡状态有利于煤层的发育；十万大山前陆盆地由浊积扇相为主→海陆过渡相→陆相磨拉石建造。
图8.23 第九层序高水位期层序古地理图
C—越北－马关古陆；D—云开古陆；E—川滇古陆；F—大新古陆；G—江南古陆；1—台盆；2—台内礁；3—辫状河—网状河；4—湖泊—沼泽；5—潮坪—潟湖—三角洲；6—开阔—局限台地；7—潮坪；8—河口湾—河流；9—深水台盆；10—三角洲—海底扇；11—冲积扇—河流；12—次深海；13—台缘礁；14—台缘礁—斜坡；15—孤台；16—冲积扇；17一陆棚
图8.24 第十一层序高水位期层序古地理图
C—越北－马关古陆；D—云开古陆；E—川滇古陆；F—大新古陆；1—辫状河—网状河；2—湖泊—沼泽；3—潮坪—潟湖—三角洲；4—局限—开阔台地；5—台盆；6—台缘礁滩；7—冲积扇—河流；8—孤台；9—潮坪；10—潮坪—陆棚；11—扇三角洲—海底扇；12—台缘礁；13—开阔台地；14—次深海；15—深水台盆；16—河口湾
8.5.3 主要认识和结论
1）西南地区二叠纪层序古地理演化具有明显的继承性、不均一性、阶段性、方向性和同步性。继承性是指不同演化时期海陆分布格局、沉积相带展布规律、浅水沉积区与深水沉积区、碳酸盐台地边缘及其延伸方向大体一致；不均一性是指同一时期不同类型沉积盆地具有不同的沉积特征和发展历程，另一方面是指同一沉积盆地在不同时期呈现不同的沉积面貌和特点；阶段性是指层序古地理演化具多期多阶段性；方向性是指层序古地理的发展演化的总趋势，即表现为早、晚二叠世从早到晚古陆范围不断缩小，碳酸盐沉积范围不断增大，这与二级周期海平面变化规律一致；同步性是指不同沉积区的发展阶段大体同时、层序古地理面貌彼此相关，以及生物群的演化与层序古地理的演化基本一致。
2）与传统的岩相古地理图相比，它具有精确、等时、动态、成因连续和勘探实用等优点。它深刻反映了沉积作用、构造运动、海平面变化、火山活动和成油作用等地质事件或信息；合理揭示了古暴露剥蚀区的分布范围、沉积体发育与海平面升降及同沉积构造活动的密切关系；形象描绘了覆盖区沉积相带尤其是有利生、储、盖的空间展布及演化等。显然，层序古地理图不仅动态、客观地反映了盆地成生演化过程，而且对指导油气勘探具有重大的实际意义。
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