二疊紀古地理特徵

2021-03-05 09:21:34 字數 5498 閱讀 7031

1樓:中地數媒

二疊紀是古生代最後一個地質年代,地殼運動又趨活躍,全球範圍內一系列板塊的碰撞導致地史中著名的聯合古陸在二疊紀末期基本形成。該大陸幾乎由北極延伸至南極,跨越了不同的古氣候帶。這種全球古構造、古地理環境的鉅變,造成了陸相、潟湖相沉積型別的廣泛發育,氣候帶的明顯分異和生物界的重要變革。

聯合古陸東南緣繼續存在結構複雜的古特提斯多島洋,而使中國二疊紀地史既反映全球共性又有自身特色。

(一)華北-東北南部區

華北板塊主體自二疊紀起已基本脫離海洋環境,僅區域性地區遭受短期海侵影響。因此二疊系以陸相沉積為主。位於華北中部的山西太原地區二疊系發育最好,研究最詳,是公認的華北地區二疊系標準剖面。

1.山西太原西山二疊系標準剖面

這個剖面二疊系總厚達數百米。從巖相分析來看,下二疊統下部山西組幾乎全系陸相沉積。本組底部為粗粒石英砂岩,具斜層理,並有植物化石等,屬河床相;向上以泥頁岩粉砂岩為主,夾煤層,含植物化石,為典型的沼澤成煤相。

由山西組向上出現了一套巖性複雜的陸相沉積,即「石盒子群」(下石盒子組和上石盒子組),下石盒子組夾有煤層及含豐富的植物化石,主要屬於沼澤相沉積;上石盒子組僅有少量炭質頁岩,不含煤層,並開始出現紫紅色泥頁岩層,植物化石儲存較好,但不及下部多,主要屬河流、湖泊相沉積。氣候已逐漸轉為乾燥。上覆石千峰組是一套紫紅色巖系,主要為長石石英砂岩和砂質泥岩的互層,已是典型的乾燥氣候的內陸河、湖相地層(圖8-6)。

綜上所述,太原西山二疊系剖面各組自下而上厚度逐漸增大,顏色由黑灰至黃綠至紫紅:由含煤到不含煤,這些特徵說明經歷了由沼澤低地逐漸變為河湖盆地,氣候由潮溼變為乾旱的歷史過程。

圖8-6 中國二疊系柱狀剖面對比圖

**引自劉本培等,1996,有修改)

l—梁山組。1—火山岩;2—矽質岩、矽質泥岩;3—矽質團塊灰巖;4—煤層(其他圖例參圖8-2,4)

2.橫向變化和古地理

太原西山剖面可代表華北-東北南部區二疊系的一般情況,但各期巖相的橫向變化仍有所不同。

山西組地層分佈廣泛,厚度不大,一般為100~200m,主要為內陸湖沼相及沼澤相含煤地層。說明當時本區除一些古陸剝蝕區外,普遍為地勢低平的潮溼氣候環境,廣泛發育了沼澤,植物大量繁盛,因而成為重要的造煤時期。

石盒子群的分佈也較廣泛,但橫向變化顯著。大致可以分為3種型別:①淮南型,分佈於淮南及豫西一帶,主要是灰色的砂、頁岩,含重要可採煤層,並找到含海相或半鹹水相化石(lingula舌形貝)的夾層;②蘇北型,分佈於蘇北、魯中、冀東和遼東一帶,石盒子群下部有可採煤層,但不重要;③山西型,分佈於太行山以西(包括山西北部和鄂爾多斯盆地),為一套黃綠色至紫紅色砂、頁岩及泥岩為主的地層,基本上不含可採煤層,但有植物化石。

由此可見,當時本區古地理環境較為複雜,太行山以西地勢較高,石盒子群以河流、湖泊沉積為主;太行山以東的蘇北、魯中、冀東及遼東等地地勢較低,氣候也較溼潤,石盒子群含有可採煤層,以湖泊沉積為主;淮南一帶地勢低窪,臨近華南海區,偶受短暫海侵,石盒子群含重要可採煤層,為近海沼澤沉積(圖8-7)。

(二)華南區

華南板塊二疊紀時遭受了晚古生代中最大的海侵,與華北-柴達木板塊的大陸面貌形成鮮明對比。華南海相二疊系發育特徵以黔中地區為代表。華南石炭紀末、很多地區地殼上升,普遍海退,至二疊紀初又逐步下降接受沉積,致使二疊系和石炭系間多為假整合接觸。

中二疊統(陽新統)以淺海相灰巖為主,分佈極廣,代表一次海侵的產物;上二疊統(樂平統)普遍發育有海陸互動相及陸相含煤地層上部又以海相地層為主。浙、閩、粵沿海一帶及海南島地區二疊紀時已屬穩定地區,構成華南板塊的一部分。

1.黔中一帶二疊紀標準剖面

黔中一帶二疊系總厚達1000m以上,與下伏上石炭統為假整合接觸,界線清楚。中二疊統下部相當棲霞階的地層,其底部梁山組為厚十多米的礫岩和黑色頁岩,常夾薄層煤層,含植物化石及珊瑚化石,屬海陸互動相沉積;向上為120~500m厚的灰黑色和黑色厚層塊狀灰巖,含大量的燧石結核,產 nayasakaia(早板珊瑚),polythecalis(多壁珊瑚),nankinella(南京

)等,即所謂棲霞(灰巖)組,屬淺海灰巖相。上部相當茅口階的茅口組為淺灰色至白色塊狀質純灰巖,厚約250m,產 neoschwagerina(新希瓦格

),verbeekina(費伯克

),wentzelella(文采爾珊瑚)等,為淺海相沉積,中二疊世末發生海退,沉積間斷,至晚二疊世初又下降接受沉積。上二疊統下部龍潭組(相當龍潭階)假整合於茅口灰巖之上,為一套砂岩、頁岩及薄層石灰岩為主的地層,夾煤層及燧石層,厚180多米。產gigantonoclea(單網羊齒)、gigantopteris(大羽羊齒)及腕足類、

類等化石,為海陸互動相含煤地層。長興組為泥質灰巖和灰巖,常含燧石團塊及條帶,厚約120m,產有oldhamina(俄哈姆貝)、palaeofusulina(古紡錘

),屬淺海相;長興階上部稱大隆組為燧石層,頁岩和燧石灰岩的互層,底部夾黑色頁岩及極薄的煙煤一層,厚35m,含pseudotirolites(假提羅菊石),屬近水海灣相沉積。向上與下三疊統為假整合接觸(圖8-6)。

黔中一帶二疊紀時經歷了兩次海侵:一次是在中二疊世早期,為初期短暫的濱海沼澤環境的大海侵,沉積了淺海相棲霞灰巖和茅口灰巖;第二次在晚二疊世末期,沉積了以海相為主的長興階地層。二次海侵之間為海退期,造成濱海沼澤環境,形成具有重要經濟意義的海陸互動相含煤地層,即所謂的「龍潭煤系」。

2.橫向變化和古地理

華南晚石炭世後,大部分地區地殼上升海水暫時退去,至中二疊世初,又開始下降接受沉積致使二疊統與下伏地層為假整合接觸。

中二疊世地層在華南區分佈十分廣泛,普遍發育了以淺海相碳酸鹽巖為主的地層——棲霞灰巖和茅口灰巖。說明早二疊世為廣泛海侵時期,此次海侵為華南地史上最大的海侵時期之一,在北部海水淹沒了整個上揚子地區,向東侵入到東南一帶的大部分地區。但海侵本身又是個複雜過程,初期梁山組及其相當地層僅分佈於本區北部,大致在滇東、貴陽、長沙、南昌一線以北,這些地區在泥盆紀、石炭紀時一般都是高出海面的陸地,到二疊紀初地形逐漸夷平,為濱海沼澤地帶;此線以內的地區則主要為淺海環境,這種情況仍然是繼承了過去「北高南低」的古地理而貌。

棲霞灰巖分佈最廣,且巖相厚度較穩定,到處發育了含hayasakaia(早板珊瑚)、nankinella(南京

)等化石群的淺海相含燧石結核灰巖,它不僅超覆在晚古生代一直處於陸地狀態的上揚子地區(川、鄂),而且在東南一帶的部分地區也形成超覆。晚期茅口灰巖富含neoschw agerina(新希瓦格

)、verbeekina(費伯克

)、wentzelella(文采爾珊瑚)等動物群,分佈範圍較棲霞組為小,巖性上也不如棲霞灰巖穩定,尤其是雪峰古陸以東的地區,巖相和厚度變化顯著:如在黔桂一帶茅口灰巖厚度常在500m以上;向東至湘鄂一帶,石灰岩中燧石成分大增(「當衝層」),而厚度漸減;再東至蘇皖及浙江一帶,則全變為矽質頁岩,厚度僅15m左右(孤峰層),化石以菊石類為特徵,可能為靜水海灣相沉積。看來,茅口期在部分地區已發生了海退,棲霞期的穩定的淺海灰巖相的局面到此時已經有所改變。

圖8-7 中國晚二疊世古地理圖

**引自劉本培等,1996)

中二疊世末,華南地區普遍地殼上升,發生海退和沉積間斷,致使上、下地層間為假整合接觸,在東南一帶還見到有微不整合關係,這就是所謂的「東吳運動」。「東吳運動」主要表現為大規模的地殼上升和海退,並在西部(川、滇、黔)發生大規模的玄武岩噴發,即通稱的峨眉山玄武岩。峨眉山玄武岩主要分佈於康滇地軸及其周圍的地區,其範圍在峨眉-古藺一線以南,古藺-貴陽-建水一線以西,向西可抵怒江東岸,北可至柴達木地塊,規模較大,範圍廣,最厚達2000m以上。

玄武岩的時代主要屬晚二疊世早期,但中二疊世晚期已開始噴發,除初期有部分為海底噴發外,基本上是一套大陸火山噴發巖系。「東吳運動」之後,古地理出現了新的面貌。晚二疊世初期(龍潭期)除康滇古陸、江南古陸及華夏古陸外,都下降接受沉積。

此時華南廣大地區主要為一濱海平原,海水多次侵入,形成以海陸互動相為主的龍潭階地層。由於各地古地理面貌有所差異,因而龍潭階巖相分異顯著,大致可分為3種沉積型別:①淺海灰巖相,分佈於北部川北、陝南、鄂西一帶及黔東、桂西一帶,稱吳家坪組,除底部有極薄的頁岩偶夾薄煤層外,主要為淺海相石灰岩,含有codonofusiella(喇叭

)、liangshanopnyllum(梁山珊瑚)化石,為地勢低凹,長期遭受海侵條件下的沉積;②海陸互動相含煤沉積,分佈於華南的廣大地區,是重要的含煤地層,以含gigantopteris(大羽羊齒)等植物群為特徵;③陸相含煤沉積,主要分佈於康滇古陸以東的川西、滇東和黔西等地,說明這些地區為未遭受海侵的大陸沼澤地帶(圖8-7)。

晚二疊世末期發生了新的海侵——長興期海侵,普遍發育了長興階海相地層。但海侵範圍不廣,康滇古陸東側的滇東、川西、黔西等地繼續發育了陸相含煤地層,說明長興期海侵併未達到這些地區。長興階海相地層根據巖性及生物群特徵,大致可分為兩類:

長興灰巖及大隆矽質層,前者為淺海相灰巖,含palaeofusulina(古紡錘

)等化石;後者主要為矽質頁岩及矽質層,以含菊石類化石(如pseudotirolites假提羅菊石)為特徵,並有植物化石,屬靜水海灣相沉積。上述長興組和大隆組,在一些地區表現為上、下關係;而另一些地區又為橫向變化關係,即只有長興灰巖,或只有大隆層,說明沉積環境在時間和空間分佈上的變化地都是顯著的。再一次說明岩石地層單位頂、底介面的「穿時性」特徵。

(三)其他地區

塔里木地塊邊緣下部為陸相雜色碎屑岩巖系,有時夾玄武岩,含華夏植物群sphenophyllum thonii等植物化石,區域性含海相層;上部由內陸山間盆地式的雜色碎屑岩和玄武岩夾層組成,含植物、淡水雙殼類、介形蟲等化石,植物群屬北方安加拉植物區系。二疊系總厚達1000~2000km。天山-興安地區、西段天山準噶爾地區二疊系為山間盆地的陸相沉積。

包括北山、內蒙古及東北北部的廣大地區,早二疊世為活動海槽,沉積物內厚度巨大的碎屑岩夾碳酸鹽巖、中酸性火山岩及火山碎屑岩組成,岩石遭受不同程度的變質。含北方型冷水動物群,以腕足類最豐富,珊瑚、

次之。其中腕足類yakovlevia(雅可夫列夫貝)、horridonia(聳立貝)、licharewia(李哈列夫貝)、kochiproductus(柯支長身貝)等為其典型代表。海槽南緣出現南方暖水型和北方冷水型交替的生物組合。

中二疊世末,發生了強烈的地殼運動,造成中、上二疊統間的不整合,這次地殼運動被稱之為「北山運動」。其結果導致海槽「封閉」,海水退去。晚二疊世形成巨厚的陸相碎屑岩系,夾陸相火山岩及火山碎屑岩沉積。

含以callipteris為代表的安加拉植物群和淡水雙殼palaeomutela(古米臺蚌)等化石。崑崙山區的二疊系為厚度巨大(數千米)的碎屑岩夾火山岩、火山碎屑岩及灰巖,含腕足類、珊瑚等化石,與上覆地層為不整合接觸。秦嶺地區二疊系以碎屑岩、碳酸鹽巖類為主,厚度巨大,巖相變化劇烈,區域性具火山碎屑岩,岩石遭受輕度變質,含

、珊瑚、腕足類等化石。

雅魯藏布江以北的岡底斯山、念青唐古拉山、喀喇崑崙山、藏東橫斷山脈,向南直至滇西等地區,除藏北羌塘區(藏北地塊)二疊系以淺海相砂岩、頁岩及灰巖為主,區域性夾煤層外,大部分地區二疊系為厚度巨大的碎屑岩、火山岩、火山碎屑岩及灰巖、矽質岩等組成,有時上部夾含煤巖系,含腕足類、珊瑚、

及少量華夏植物群化石。雅魯藏布江以南的**南部僅有早二疊世,在喜馬拉雅山區稱色龍群,厚400m左右,由頁岩、粉砂岩、砂質頁岩及灰巖等組成,主要屬淺海相沉積。

臺灣地區屬環太平洋地槽的一部分,主要是一箇中新生代活動帶,可以肯定的古生代地層僅出露有二疊系。分佈於**山脈東部的大南澳群為一套變質雜巖,由砂頁岩、灰巖、基性火山岩、火山碎屑岩變質而成,下部變質灰巖中發現有早二疊世的

類和珊瑚化石,上部未見化石,向上為上白堊統不整合所覆,因此其時代屬晚古生代至中生代。大南澳群屬優地槽型沉積,代表半深海—島弧海區的產物。

二疊紀的介紹急需,謝謝,白堊紀的介紹急需,謝謝

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