江西省早三叠世旋回地层研究

王学平， 范爱春， 周真真

(江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队，江西南昌 330002)

江西省早三叠世旋回地层研究

王学平， 范爱春， 周真真

(江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队，江西南昌 330002)

通过江西省萍乐坳陷带西段下三叠统米级旋回层序的研究，发现本区下三叠统三级层序结构模式不同于Exxon提出的典型模式，而是“凝缩段+HST”的特殊沉积模式，为加深效应强于变浅效应的结果，并依此划分为4个三级旋回层序。同时发现，米级旋回层序与三级旋回层序有相似的沉积结构模式，其界面均为淹没不整合面，为快速海侵作用下的淹没事件的产物。向上两者均为逐渐变浅的沉积过程，说明沉积过程中存在着“相”的等级与层次。依据旋回层序的研究，本区乃至江西省早三叠世由晚古生代的陆表海进入陆缘海的地壳发展阶段。由于印支运动的强烈造山作用，致使早三叠世沉积层序总体表现为向上变浅的沉积特征。陆缘海的古地理环境随着早三叠世结束而终结。

萍乐坳陷;米级旋回层序;三级层序;凝缩段;江西省

研究区地处江西省中西部，位于杨子陆块南缘的萍乐坳陷段西段。早三叠世在江西地质史上处于一个重要的演化时期，由晚古生代的陆表海发展阶段演化为陆缘海，本区则处于碳酸盐台地与浊流盆地过渡带的大陆斜坡地区。

自从成因地层层序模式(Galloway，1989)、淹没不整合(梅冥相，1995a，1995b，1996，梅冥相等，2005)以及一系列新观点和模式的提出，使层序地层学从Exxon时代进入了后Exxon时代。建立于层序地层学发展之上的旋回地层学，是以露头观察为主，以厚度几十厘米至几米厚的“米级旋回层序”研究为基础，研究一个几十米至百余米成因相关的、相序的米级旋回层序的有序叠加形式。旋回层序地层学、更强调岩性、岩相及相序方面的观察和研究，更注重沉积规律的研究，在层序地层学基础上前进了一步(梅冥相等，2005)。

印支运动导致江西省及萍乐坳陷段在早三叠世进入陆缘海地发展阶段，于中三叠世演化成为泻湖，虽然时间短暂，却是盆地发展中的一个重要阶段。主要表现形式是次深海沉积物出现周期性，代表了快速海侵事件的往复。由此，其三级旋回层序为淹没不整合型层序，这也是后Exxon时代层序地层学的主要进展之一。

萍乐坳陷下三叠统从下到上分为青龙组及飞剑谭组，从图1所标出的牙形石分子来看，似应大致相当殷坑阶至巢湖阶，可与江苏下黄马青组与上黄马青组对比。

江西地矿局赣西地质调查大队在开展1∶5万区域地质调查中，对该地层进行过详细的“米级旋回层”的研究，现依据这些野外资料进行初步总结，整理成文，是集体劳动成果。

1 剖面叙述

萍乐坳陷带西部的宜春天台山地区下三叠统发育完整。现将天台山与竹山洞两剖面资料列于其后。由于地层中发育多层砾屑灰岩，剖面代表了大陆斜坡沉积区的特点。

宜春天台山剖面

图1 江西省早、中三叠世旋回层的环境变化谱系Fig.1 The environment variation genealogy of erarly，middle Triassic cyclothem in Jiangxi province

2 下三叠统米级旋回层序

米级旋回层序是指地层记录中在露头上能直接认别的，几十厘米至几米厚的地层堆积作用单元，为异成因机制下的间断—加积作用的产物。它相当层序地层学的“准层序”，魏家庸等(1991)所定义为“岩石地层单位的旋回性基本层序”。梅冥相(1993，1995a，1995b)认为，米级旋回层序与短偏心率旋回有关。萍乐坳陷带下三叠统主要发育如图1岩相单元的米级层序。

(1)次深海盆地相钙质泥岩—泥灰岩—粉—细砂岩(浊积岩)，多呈灰—深灰色，风化后呈黄绿色，发育水平纹层，有时夹薄层菱铁矿并含黄铁矿。旋回顶部浊流形成的砂岩中，见有正粒序层理，泥砾，同时见有毫米级的ae沉积组合及小型槽状层理、斜层理、楔形层理等。具有较明显的浊流沉积特点。这类旋回被称为“S-L”不对称旋回层序，主要形成于浪基面以下的较深水环境中。

(2)开阔陆棚相泥晶灰岩，多呈灰色，由薄泥晶灰岩与中厚层状泥晶灰岩旋回组成，层间往往夹有薄的泥质层，水平层理发育，为宁静较深水环境的沉积。

(3)大陆斜坡相泥晶灰岩—砾屑灰岩，前者层薄色深，层间发育含炭泥质薄层及微细水平层理，为斜坡原地沉积;后者色浅，以砾屑为主，砾石成分复杂，以浅水沉积物为主。亦可见到原地沉积的薄板状灰岩砾岩，为重力流作用的产物。当台地暴露后，遭剥蚀形成大量灰岩碎块，在外力作用下形成泥石流顺坡而下，在斜坡上堆积而成，为确定大陆斜坡的重要证据。

(4)台缘浅滩相泥晶灰岩—亮(泥)晶鲕粒灰岩，色浅，均呈中层状。亮晶方解石及鲕粒均为高能滩相的产物。泥晶灰岩为低能静水沉积，两者交相出现既反应了高能作用与低能作用的交替，又可能为海平面升降作用所致。泥晶鲕粒灰岩因鲕粒的出现仍为高能滩相，但它比亮晶鲕粒灰岩能量相对低些。

(5)开阔台地相薄—中层状泥晶灰岩与中—厚层状泥晶灰岩，为碳酸盐地层中常见的岩相类。中—厚层状泥晶灰岩中，有时含有相当多的生物碎屑，为浅水开阔的台地环境。薄—中层状泥晶灰岩，仍为开阔海域的沉积，单层厚的规律变化，标志海平面规律性的振荡效映。

(6)潮下—潮间微相含云泥晶灰岩—云灰岩—中晶白云岩，深灰色，薄—厚层状。从含云泥晶灰岩渐变为中晶白云岩，标志海水逐渐变浅直至潮间带上部的间歇暴露。

(7)潮间上—潮间下部微相，含灰白云岩—砾屑白云岩—具干裂粉晶白云岩。总体海水极浅，时有暴露。砾屑白云岩为干裂角砾被海水再搬运沉积的产物。米级层序顶部出现干裂，说明沉积岩石已露出水面。

上述岩相单元在地层记录中常有2～3个叠加在一起，有时更多，构成了各种类型的碳酸盐米级旋回层序。总体特征是旋回向上变浅，单层变厚。环潮坪型米级旋回层序以较厚的潮上至潮间上部的砾屑(干裂角砾)白云岩或干裂白云岩构成上部单元，下部单元由潮间下部—潮下相的云化灰岩、含云泥晶灰岩组成;潮下型碳酸盐岩米级旋回层序包括台地型、台缘浅滩型、斜坡型、开阔陆棚型以及盆地型米级层序。它们构成了萍乐坳陷下三叠统基本的地层结构特点，同时也是层序地层研究的基本单元。研究区陆缘海背影的加深效应大于变浅效应，因此界面多为瞬时淹没间断面，也就意味着三级层序界面为淹没不整合面。这种加积间断面不但可以作为旋回界面，而且也可以作为层序界面。

区域地质调查中，曾在不同地区、不同时代、不同层序、不同沉积环境的米级旋回进行过较系统研究。研究的地层有上石炭统马平组、中二叠统栖霞组、茅口组、南港组及下三叠统飞剑潭组，涉及的沉积环境有台地相、潮坪相、次深海及深海，取得的数据达1 000余个。经研究，更高一级旋回是以5～6个米级旋回组成。这一变化规律绝不是一种偶然的巧合，应该是具有某种内在联系，亦即是被某种相同的机制所控制。地层中也偶见有4个、3个甚至2个米级旋回组成更高一级的旋回现象，而且多发生于浅水沉积区中，可能是由于旋回记录丢失造成。虽然对米级旋回控制主因是地球运行轨道的岁差旋回、地轴倾斜旋回、还是偏心率旋回有不同认识，但是，地球运行轨道旋回是米级旋回形成的主要控制因素则是一致的。

3 层序地层划分

通过岩相及相序的研究而识别出的米级旋回层序，代表了地层中最小级别的旋回性地层记录，为层序地层研究的基础。萍乐坳陷带西段早三叠世地层以碳酸盐岩为主的米级旋回层序为在斜坡相区与盆地相区的过渡区沉积物，均以瞬时淹没间断面为界，因此，层序界面亦为淹没不整合面。周期层序中构成的有规律的垂直叠加形式(图3)说明了旋回层序性质的垂向变化，最终反映出长时限相对海平面变化。

本区早三叠世地层构成了四个三级层序，即SQ1，SQ2，SQ3及SQ4，反映了四次与海平面变化相关的环境加深和变浅过程。在其长周期海平面上升有关的环境加深过程中，主要发育次深海型米级旋回层序类型，且“淹没不整合”特别明显，而与长周期海平面变化的下降阶段所产生的环境变化过程中，则为潮下型碳酸盐米级旋回层序，均为总体向上变浅的沉积相序为特征，即开阔陆棚—斜坡—台地，甚至是环潮坪型米级层序。

萍乐坳陷下三叠统既不是Ⅰ型层序的“LST(低位体系域+STS(海进体系域)+HST(高位体系域)”，也不是Ⅱ型层序“SMST(陆架边缘体系域)+TST(海进体系域)+HST(高位体系域)”，而是以特殊的“CS(凝缩段)+HST(高位体系域)”序列为特征，显然与Exxon层序地层模式是有差别的，为层序地层学发展的一个重要方面。这一层序序列的层序界面，似应为沉积环境的时间动态变化过程中，加深效应强于变浅效应。

3.1 三级层序划分

图2 下三叠统米级旋回层序剖面柱状图Fig.2 The profile histogram of the lower Triassic meter-scale cyclothem

(1)层序1(SQ1)，相当于青龙组至飞剑潭组底部的关口岩楔。凝缩段(CS)相当青龙组殷坑段，以浅黄—灰黄薄层状钙质泥岩为主，含大量薄壳双壳类及菊石等化石，为次深海盆地相沉积物。海平面升降效应并不明显，仅能以岩石的单层厚度变化勉强划分;高位体系域由薄层状泥晶灰岩与中—厚层状砾屑泥晶灰岩米级旋回组成的斜坡扇及由薄层状杂细砂岩与中层状细砂岩组成的浊积岩米级层序组成盆底扇构成，两者之间夹有泥灰岩与泥晶灰岩构成的次深海盆地型米级层序，一方面说明高位期海平面升降较频繁，另一方面表现出高位期海平面为缓慢下降。青龙组殷坑段除江西全省都有分布外，还遍布整个华南，可知海侵规模之大。从其下的长兴组碳酸盐台地直接相变为殷坑段的次深海盆地，其间缺相明显，表现出海平面快速上升且大面积上超现象。

(2)层序2(SQ2)，相当飞剑潭组一段中下部。三级层序下部由薄层。状泥灰岩与中层状泥晶灰岩组成的米级旋回层序序列为代表，组成了本层序的次深海盆地相沉积凝缩段。高位体系域由薄层状泥晶灰岩与中层状砾屑灰岩构成的斜坡型米级旋回层序为代表，层序地层学称其为斜坡扇，为海平面下降至低点的产物。

(3)层序3(SQ2)，相当飞剑潭组一段上部。层序下部的米级旋回层。序由次深海盆地沉积的极薄—薄层状泥晶灰岩与中厚层状泥晶灰岩米级旋回层序序列构成，代表了本层序的凝缩段。高位期由极薄—厚层状泥晶灰岩与厚层状砾屑灰岩组成的斜坡型米级旋回层序序列组成。高位晚期的砾屑灰岩之间，还出现厚达30余米的台地型米级旋回层序序列，两者均表明海平面大幅度地下降。

(4)层序4(SQ4)，包括飞剑潭组二段，张新塘岩楔、三段、四段。层序下部的凝缩段由飞剑潭组二段的钙质泥岩与薄层状泥晶灰岩构成的次深海盆地型米级旋回层序组成。高位早期以张新塘岩楔为代表，由长石岩屑石英砂岩与泥岩或粉砂岩构成的米级旋回层序组成，被认为是浊流沉积。晚期则由中层状与厚层状泥晶灰岩组成的台地型米级旋回层序序列演化为白云质泥晶灰岩与白云岩组成的环潮坪型米级旋回层序，标志海平面进一步下降。

3.2 三级层序的总体特征

下三叠统识别出的4个三级层序有着相似的结构模式，但又有一定的差别，现归纳如下:

(1)与长周期海平面上升有关的环境加深过程中，“淹没不整合”特征明显。以泥岩、泥质灰岩、泥岩与灰岩层对，即“S-L”米级旋回层序为代表的深海沉积为特征。4个三级旋回层序的早期均以这种“饥饿沉积”的凝缩段为代表。与长周期海平面变化下降阶段所产生的环境变浅过程中，最显著的特点是4个三级层序均出现砾屑灰岩或浊流沉积的砂岩、粉砂岩，前者层序地层学称斜坡扇，后者称盆地扇，均为海平面下降低点的产物。因此，每一层序均为总体向上变浅的沉积相序。

(2)层序1-2的高位期沉积均以较单一的泥晶灰岩与砾屑灰岩组。成的斜坡型米级旋回层序，或砂岩、粉砂岩组成的浊积型米级旋回层序。层序3高位期虽然以斜坡型米级旋回层序为代表，但其间夹一定厚度的中层状与厚层状泥晶灰岩构成的台地型米级旋回层序。至层序4于高位晚期还见有环潮型米级旋回层序。从层序早期的凝缩段分布来看，层序1分布最广，几乎遍华南，至上逐渐缩小。上述特征既反映了它们之间的差别，又表现出早三叠世的沉积序列总体为向上变浅的沉积过程。

(3)4个层序的底界面均为淹没不整合面，它们首先是一个相变突变面，表现为浅水相地层突然被次深海盆地沉积物直接覆盖，代表沉积环境向上变浅然后又向上加深的动态过程，为快速海侵作用下的台地淹没事件的产物。

(4)萍乐坳陷带西段下三叠统的三级层序既不是层序地层学所称的“Ⅰ型层序”，也不是所称的“Ⅱ型层序”，而是以特征的“CS(凝缩段)+HST(高位体系域)”序列为特征，显然，与Exxon传统层序地层模式是不同的。这一特殊的层序序列，是层序界面所代表的沉积环境的时间动态变化过程中，加深效应强于变浅效应的结果(图2)。

(5)层序4的高位晚期，由淡水成因有关的白云岩为主组成，为一暴露事件，表明层序4的顶界面性质由淹没不整合面向上演化为暴露间断面。

(6)各层序中的米级旋回层序所代表的岩相序列受异成因机制所控制，极有可能反映了与米兰柯维奇旋回有关的幕式沉积作用过程。长周期层序的沉积特点，则反映出更长时限海平面周期变化相关的环境变化过程。前述米级旋回层序的岩相组构为泥岩－灰岩旋回，是有海水快速加深又变浅的沉积过程。而更长周期为“凝缩段”+较浅环境沉积物组成，两者在沉积岩相组构上具有相似性，说明地层记录中不同级别旋回性的时空层次性，从岩相分析到沉积相研究的过程中存在着“相”的等级与层次。

4 沉积盆地的演化

萍乐坳陷带于上古生代为扬子地块南缘拉分沉积盆地，沉积特征具有扬子克拉通盆地与华南被动大陆边缘盆地的过渡带性质。进入早三叠世，于萍乐盆地中出现大量的砾屑灰岩沉积及浊积岩，说明整个坳陷由于印支运动的作用，由古生代浅表的台地、潮坪等古地貌演化为大陆斜坡。至此，江西省沉积盆地由陆表海进入陆缘海的发展阶段。但是，这一阶段并不长，随着印支陆内造山作用的加剧，于早三叠世末海水便开始大幅度下降，以致出现潮坪相米级旋回层序。早三叠世结束时，除江西省中部的萍乐、钱塘两坳陷还保留为泻湖外，其它地区均沦为陆地区。至此，本区及江西省结束了大规模海侵作用，同时，亦说明了印支运动的作用是非常强烈的。

曾书明等(2010)在研究上高七宝山剖面时发现，下三叠统殷坑段底部3.69 m厚的粉砂质泥岩中，发现大量的小型二叠型腕足类，其中还有二叠纪特有的牙形石分子。其上还见到二叠世腕足类与三叠型双壳类共生的“混生生物群”，再上才出现三叠型双壳类。这一现象清楚表明层序界面所代表的沉积环境的时间动态变化，与年代地层界线所代表的生物群变化存在相关性，但生物变化滞后于沉积环境的变化。

梅冥相，高金汉.2005.岩石地层的相分析方法与原理［M］.北京:地质出版社:133-134.

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Cyclothem in the Early Triassic of Jiangxi Province

WANG Xue-ping， FAN Ai-chun， ZHOU Zhen-zhen
(West Jiangxi Geology Party，Jiangxi Bureau of Geology and Mineral Resources，Nanchang，JX 330002，China)

By researching the lower Triassic meter-scale cyclothem in the westen Pingle geotectogene of Jiangxi province.It shows that the structure mode of lower Triassic third-degree succession in this area is the result of deepen effect stronger than shallow one，different from typical model raised by Exxon，it belongs to special depositional model of“condensed section+HST”，and make division of four third-degree cyclothem on this basis.It also found there have similar sediment structure mode between meter class cyclothem and third-degree cyclothem，both their bottom are drowned unconformity，produced by submerged events under rapid ingression.Both sediment process is Upward criterion gradually becomes shallow，It means that there exists grade and the level of facies.According to the study on cyclothem，this area even Jiangxi province the early Triassic from Paleozoic Epicontinental sea grow into crust development stage of epeiric sea.Due to the strongly orogenic role of indosinian movement，the early Triassic sediment sequence totality appears the sediment feature of gradually shallow upwardly.It terminate the paleogeographic environment of epeiric sea with the end of the early Triassic.

Pingle geotectogene;meter-scale cyclothem;third-order sequences;condensed section;Jiangxi province

P539.2

A

1674-3504(2012)01-054-07

王学平，范爱春，周真真.2012.江西省早三叠世旋回地层研究［J］.东华理工大学学报:自然科学版，35(1):54-60.

Wang Xue-ping，Fan Ai-chun，Zhou Zhen-zhen.2012.Cyclothem in the Early Triassic of Jiangxi Province［J］.Journal of East China Institute of Technology(Natural Science Edition)，35(1):54-60.

10.3969/j.issn.1674-3504.2012.01.008

2011-04-06; 责任编辑:吴志猛

王学平(1957—)，男，高级工程师，从事区域地质调查研究。E-mail:wxp682@yahoo.cn