海平面变化趋势与区域地壳运动状态

5.1.1 层序地层与相对海平面变化

研究与全球海平面变化相当的一级和二级升降周期所形成的不同体系域的性质、几何形态和组合关系，辨认和追踪各种沉积界面的特征、不整合的性质以及层序界线，不仅能准确地恢复盆地的沉积演化过程，而且通过层序划分建立海平面变化曲线，也是认识盆地构造活动的重要途径（刘宝珺等，1993）。江山地区古生界划分为3个大层序、5个中层序。寒武纪和奥陶纪由2个大层序组成，Mg1时限为64 Ma（寒武纪和早奥陶世早期），包括2个中层序（Ms1、Ms2）。Mg2已被剥蚀而不完整，现包括下奥陶统上部-上奥陶统，由2个中层序组成（Ms3、Ms4）。

寒武纪初期快速海侵，早荷塘期海平面迅速升高，至大陈岭期海平面下降（图5-1）。荷塘期是早古生代第一次大规模海侵，形成盆地边缘相沉积，产大量黑色炭质页岩、黑色炭质硅质页岩、石煤层、磷结核或磷矿层。荷塘晚期海平面开始明显下降，大陈岭组底部的白云岩出现了大量的鸟眼构造，说明本区已处于潮间-潮上带，大陈岭组最大海泛时形成的凝缩层也相对较薄（5～7cm）。

图5-1 江山地区古生代层序地层与海平面变化关系图

全球一级周期、二级周期海平面相对变化引自Vail et al.（1977）

中寒武世杨柳岗期又有一次海侵高潮，尔后海平面逐渐下降。杨柳岗期海平面上升比较明显，不仅凝缩层比大陈岭组厚（50cm），在高位体系域中也夹有具水平纹层的薄层炭质页岩和钙质页岩，说明它大部分时间处于较深水环境。华严寺期和西阳山期海平面较杨柳岗期有所下降。印渚埠期整体处于较稳定的浅海陆棚环境，到最晚期出现了明显的海平面下降并露出水面，形成了印渚埠组与宁国组间的暴露不整合。

宁国早期仍处于低海平面，形成了一套低位期的下切谷中的楔状颗粒亮晶碳酸盐充填物，然后海平面快速上升，进入盆地沉积环境，形成了一套黑色笔石页岩相沉积，直至胡乐期，仍保持盆地相沉积。这是早古生代第三次高海平面时期，海侵规模比前面两次都要大。砚瓦山期海平面明显下降，变为碳酸盐台地沉积环境。

黄泥岗—长坞期海平面略有上升，江山地区成为浅海陆棚环境，沉积了一套厚300多米的泥岩、页岩夹粉砂岩、砂岩。长坞组中最鲜明的特征是发育3套浊积岩沉积。

石炭纪和二叠纪地层构成1个中层序（Ms5），顶部已被剥蚀而不完整，现包括石炭系和下二叠统。受加里东运动影响，早古生代末盆地基底抬升成陆，长坞组顶部的沉积也遭到剥蚀，缺失志留系、泥盆系，直至早石炭世晚期为陆相冲积河谷环境，晚石炭世早期才开始海侵，形成一套滨海陆源碎屑岩为主夹潮坪碳酸盐岩沉积。晚石炭世晚期（船山期）沉积产物为潮下低能带微晶灰岩，从此海侵持续稳定并继续向东超覆，开始了本区碳酸盐台地稳定发展阶段。Ms5有一个从缓慢海侵到海平面长期稳定的过程，丁家山晚期海平面下降，期间有多次小幅度的海侵和海退变化。

5.1.2 区域地壳运动状态

沉积相和层序地层分析表明，本区古生代时期曾有过3次一级海平面升降周期。Mg1和Mg2海平面上升时处于陆内裂陷阶段，Mg3 海平面缓慢上升形成广泛的台地相碳酸盐沉积。早古生代海平面高度明显大于晚古生代，最高海平面出现在奥陶纪，区域相对海平面变化总体特征与Vail et al.（1977）的全球海平面变化趋势基本一致。但二级海平面变化规律差异性较明显，显然这是区域地壳运动特性的反映，包括沉积底盘和东侧蚀源区华夏古陆的沉降与隆升状况。

Vail et al.（1977）的全球海平面变化曲线在寒武纪—早奥陶世期间处于持续上升阶段（Vail et al.，1977；吴跃东，2001），而本区从早寒武世至早奥陶世的海平面虽出现10个三级起伏旋回，但总体上未有明显升高。地层记录中的相对海平面变化历史，实际上是全球海平面变化与区域构造升降相互作用的总效应（江茂生等，1996）。在碳酸盐沉积补偿能力不大的前提下，可以推断，在寒武纪早期大陆裂解，快速沉降形成深水盆地后，晚寒武世浙皖海盆发生过整体抬升，部分抵消了全球海平面上升的影响，形成该区持续的次深海碳酸盐沉积环境。

奥陶纪中期由于全球气候变冷，海平面大幅度下降，中-晚奥陶世全球海平面大大低于早奥陶世。本区宁国期—胡乐期却出现范围极大的深水盆地环境，中奥陶世实际上出现了古生代时期最高海平面。由此可以推断，浙皖海盆连同其陆源区曾发生整体下沉，盆地补给条件也未明显加强。至中奥陶世晚期才出现海退，形成砚瓦山期碳酸盐台地。

受加里东运动影响，本区早石炭世为陆，晚石炭世开始海侵，这与全球海平面变化曲线的石炭纪海退过程相反。全球海平面变化曲线反映石炭纪末为大规模海退（Vail et al.，1974，1977；丁孝忠等，2000），而本区从晚石炭世晚期—早二叠世早期整个碳酸盐岩发育阶段来看，海侵持续稳定，总体上海水在加深（梁鼎新等，1990）。由此可见，此时浙皖海盆发生过整体沉降，其速率大于全球海平面下降速率，形成该区持续的开阔台地环境。碳同位素记录也反映了这一区域性差异。

从陆源供给条件来看，Ms1、Ms2、Ms3 海侵期浙皖海盆与华夏古陆之间未发生差异性升降，盆内无明显的构造差异。Ms4中的晚奥陶世长坞期，华夏古陆与盆地的差异升降十分明显，深断裂的同沉积活动增强，盆内沉积相系比较复杂，浊流沉积发育。此时累计沉降幅度最大，沉降中心不断西移。海盆与古陆的差异性升降作用在Ms5 中表现得最为突出。晚石炭世华南地区海侵广泛，本区晚石炭世早期却发育了一套具5个三级海陆交互旋回（Csq1-Csq5）的混合沉积，呈向上变粗的反序结构，与黄龙组呈相变关系。这种急流搬运快速堆积的陆源碎屑与灰泥潮坪的特殊组合是古陆隆起明显增强的产物。由此可见，华夏古陆在晚奥陶晚期和晚石炭世早期发生过两次较明显的隆升。