中国海相古地理特征及演化规律

2.2.2.1中国主要海相沉积时期岩相古地理特征

中国海相沉积主要发育在新元古代中期—古生代—中生代早期。由于新元古代中期—古生代—早中生代地质构造运动的影响,中国海相沉积的岩相古地理具有独特的分布特征和演化规律。中元古代为泛洋期,90%以上被海洋占据;震旦纪是海陆对峙时期;早古生代以海侵为主,是地质历史上广泛的海侵时期,占海洋面积的3/4;晚古生代是海洋向陆地转化的时期;中生代基本完成了从海洋到陆地的转变。本文参考大量相关资料,编制了13中国主要海相沉积时期岩相古地理图(图2-39 ~图2-51)。其主要特点简述如下。

图2-38中国海洋沉积环境综合模式示意图。

图2-39中国中-新元古代长城期-蓟县期-青白口期岩相古地理图

(1)元古代

中元古代为长城期-蓟县期-青白口期,经历了约6543.8+0亿年的漫长历史。元古代末的吕梁运动导致了南北地壳发展的差异,其构造格局控制了中元古代的古地理轮廓和沉积相的分异与分布。

由于中元古代地层大部分已经变质,研究水平较低,对一些问题的认识还存在一定的分歧。现根据有关资料整理的研究成果(图2-39),归纳如下。

中元古代可以称之为泛大洋期,全国各地海水浩瀚。中蒙边界为新蒙海域,塔里木至华北为北部海域,南部为秦坤海域,青藏地区为青藏海域,中国南部为南海海域。古陆范围小而少,多见于北部海域或周围。自西向东,主要古土地为塔里木地、阿拉善地、内蒙古地、鄂尔多斯地、鲁西地、东北地、万达地和一些其他小土地(图2-39)。

就海域性质而言,北部海域属于浅海。其环境类型主要为潮坪、泻湖、台地和浅海。常见的沉积相有砂坪、泥坪、混合坪、开阔台地和浅滩。华北地区主要由各种类型的碳酸盐岩和砂岩泥岩组成,碳酸盐岩中富含叠层石和微体化石。豫西、晋南、陕南以火山岩夹碎屑岩为主,局部可见碳酸盐岩。其他地区主要为碎屑岩夹碳酸盐岩。南海北部为台地相,南部为深海相,大部分为变质复理石相。中元古代主要有四种沉积类型:第一种是长城系-蓟县系-青白口系,分布在燕山南端-太行山、豫陕鲁南、贺兰山。沉积物主要为滨海浅海的砂质泥质碎屑岩和碳酸盐岩,是早期固结的稳定陆核基底上沉积的拗拉槽构造环境的沉积组合;第二类是前震旦纪褶皱基底地层,分布于塔里木地块和扬子地块。在古老结晶基底上不断下沉的海盆中,有厚厚的过渡性砂质泥质碎屑岩和碳酸盐岩沉积,深坳中不时喷发中基性火山岩。强烈的晋宁运动后,构成第二褶皱基底构造层,为一套中浅变质地层。第三种分布在稳定地块向深海盆地的斜坡过渡带,是以会理群为代表的半深海沉积,由陆源碎屑岩、碳酸盐岩和少量火山岩组成。第四类是以延边群为代表的深海沉积,主要由复理石浊积岩沉积建造和中基性火山岩组成。

(2)震旦纪

震旦纪是中国地质发展的转折点。晋宁运动后的古地理特征决定了震旦纪及其以后的海陆变迁。

新元古代早期地层沉积后,在晋宁运动(塔里木运动)的影响下,海水大面积退出中国大陆,早震旦世海侵时,大面积陆地残留。中国北部到华北的天山是一片东西向的连片陆地,称为北陆。南部的上扬子区没有沉积,称为上扬子地。震旦纪晚期,海域扩大,只有北方陆地在华北,称为华北陆地。从大理到个旧,南部的长江上游变成了一个岛屿。其他如塔里木地、柴达木地、羌塘地,范围较小。晚震旦世海侵范围扩大。

震旦纪有四个主要海域,北部的孟新海,青藏地区的青藏海,塔里木至青海的秦坤海和南部的南海。从沉积特征分析,秦坤海域属于浅海-深海,南海海域属于半深海-深海(图2-40)。

根据早震旦世的沉积特征,该海域可分为海岸环境、台地环境、浅海环境和深水环境。海岸和浅海环境主要出现在古陆地和岛屿周围,沉积物以碎屑岩和冰川砾石为主,偶见少量碳酸盐岩。台地的浅海环境出现在从塔里木到青海、甘肃、藏南的广大地区,沉积物主要为灰岩、白云岩和藻白云岩。深水环境存在于孟新海、青藏海和南海,是以硅质岩和泥质岩为主的无补偿盆地静水沉积或以复理石类岩石为特征的槽盆沉积。

需要指出的是,晚震旦世的岩石类型与早震旦世有很大不同。晚震旦世,扬子陆沉入海中,台地相广泛发育。古陆周围有河流环境和大陆冰川环境沉积。

(3)寒武纪

寒武纪基本继承了震旦纪末的古地理和构造格局,华北、塔里木、扬子等稳定区均为陆相海相沉积。从稳定沉积区到边缘海、岛弧海乃至其周围的深海,演变为过渡活跃的沉积区。

寒武纪海域比震旦纪进一步扩大,最突出的是华北陆地沉入水下。同时,华北、长江、塔里木被深水区隔开。中国北方有阿拉善地、东胜地、阴山-燕山岛。南部主要有松潘地、康滇地、大别地、江南岛、闽浙岛群。海域主要包括北部的孟新海,西南部的青藏海,西部的塔里木海,中部的秦坤海,东部的北海、扬子海和南海(图2-41,图2-42)。

根据中、晚寒武世沉积特征分析,除东胜地以南的泥滩外,北海以台地相区为主,主要为浅滩和开阔台地,沉积物主要为各种碳酸盐岩。扬子海以台地相为主,包括开阔台地相、闭合台地相和台地边缘相。开阔台地相分布在昆明、贵阳、武汉等地,主要岩石类型为碳酸盐岩。块状台地相分布在昆明、成都和重庆,岩石类型为石灰岩、白云岩和石膏。台地边缘相位于都匀-常德一线。

南海属深水环境,从广西田东到湖南祁阳、江西丰城到玉山一线为盆地相,主要由细碎屑岩、碳酸盐岩夹硅质岩、泥质岩组成。西北部和东南部为浅大陆架相,发育碎屑岩和碳酸盐岩。

塔里木海域基本属于台地和浅海,但库南1至满西1至塔东1一线以东为深水环境,岩石类型与南海盆地相相似,为泥质岩夹硅质岩。

昆明-秦皇岛海域的浅海和深海环境为类复理石和碳酸盐沉积。

(4)奥陶纪

奥陶纪在我国分布广泛,尤其是早、中奥陶世形成了地质史上最大的海侵期,大部分与下伏寒武系地层呈整合接触。海陆分布概况和海侵范围基本继承了晚寒武世的古地理格局。

奥陶纪海陆分布与寒武纪基本一致,但个别陆地范围缩小,如川滇陆地缩小至康滇岛。但早奥陶世以后,整个华北地区(包括鄂尔多斯主体部分)上升到陆地。

奥陶纪海域包括孟新海、青藏海、塔里木海、秦海、华北海、扬子海和南海。主要土地有柴达木地、羌塘地、阿拉善地、阴山-燕山地和大别地(图2-43)。

北海、塔里木海和扬子海为台地和浅海环境,而秦海和南海为深海环境。近年来,新勐海有深海沉积物的报道。青藏海的性质还不清楚。

扬子台地沉积相主要有三种类型:封闭台地相分布在东川西部、云南-自贡、四川-绵阳,常见岩石类型为泥质岩、细碎屑岩、白云岩、灰岩;该线以东为开阔台地相,主要由碳酸盐岩和少量碎屑岩组成。从广西百色、贵州都匀、湖南常德、江西九江、安徽石台一线为台地边缘相,主要岩性为碳酸盐岩,带生物碎屑滩。

华北台地主要为碳酸盐潮坪、开阔台地和浅滩相。塔里木地台主要为闭塞台地海-开阔台地相,其沉积剖面主要由碳酸盐岩和碎屑岩组成。

南海的深水沉积可分为两种类型,即北部的深海相和南部的柳桂林赣州金华的深海相。前者的岩石主要是泥晶灰岩、泥质岩和细碎屑岩,后者主要是碎屑复理石。秦坤海域属于以碎屑复理石为特征的深水环境。塔里木海东部库南1井-满西1井-塔东1井以东仍为深水沉积区。

(5)志留纪

晚奥陶世中国普遍发生海退,有海水残留时志留纪海侵随之而来。早志留世与晚奥陶世相比,部分地区海陆轮廓相似,部分地区变化明显,但志留世总的趋势是陆地面积逐渐扩大,而海域面积相对减少。

图2-40中国早震旦世岩相古地理图

图2-41中国早寒武世岩相古地理图

图2-42中国中、晚寒武世岩相古地理图

图2-43中国早奥陶世岩相古地理图

志留纪的海陆格局与晚奥陶世基本相同。海域主要包括孟新海、塔里木海、秦坤海和扬子江。土地主要包括华北土地、羌塘土地、柴达木土地、西南土地和华夏土地(图2-44)。

海属深水环境,主要沉积为碎屑复理石。塔里木海和扬子海为过渡相和台地环境,主要由砂泥坪、混合坪、三角洲和浅陆架碎屑岩组成。

在扬子浅海沉积剖面的下部,通常在半封闭的滞留盆地中发现厚度超过100米的暗色笔石页岩沉积。滇北、黔北早志留世晚期,海侵扩大,碳酸盐岩沉积,见珊瑚礁灰岩和有孔虫礁。

(6)泥盆纪

与早古生代相比,泥盆纪的古地理发生了很大的变化,主要是由于陆地面积的扩大。由于志留纪末的加里东运动,祁连海槽和南海海槽闭合或缩小,上升至陆地,导致塔里木、柴达木、华北地台和上扬子、江南、华夏古陆分别连成一片,形成了辽阔的中国大陆和华南大陆。华北陆地一直处于隆升剥蚀状态,古陆没有沉积。在塔里木-柴达木地块(包括祁连山),沿其周围的山间盆地或近海平原分布着陆相红色碎屑岩和海相夹层。上扬子陆南北与康滇古陆相连,东与下扬子陆和江南古陆相连。华夏古陆(可能包括福建东部和台湾省)在早古生代早中期发生褶皱隆升,直到中晚泥盆世,古陆的北、西、南三面才发生大陆或海陆交互沉积。志留纪沉积后,中国大陆发生了大规模的海退。泥盆纪是古生代海域面积最小的时期。泥盆纪海域主要包括孟新海、秦岭海和南方海。早、中泥盆世,新勐海作为海域向西与准噶尔海相连,晚泥盆世才退到东北角。

泥盆纪南海仅侵入滇黔桂交界处的南盘江,中泥盆世延伸至黔南西北部和湖南东北部、广东中西部。晚泥盆世,海域进一步扩大,向西到达滇东,向东向北侵入闽西南、江西西部和湖北中部,最后到达下扬子地区。

泥盆纪古陆不多,但面积大。华北和塔里木连成一体,形成中国大陆;南方最重要的土地是上扬子地、浙赣地和羌塘地。另外,在新勐海,还有现在准噶尔盆地和松辽盆地的一小块陆地(图2-45)。在古陆内部或周围,有时可以看到陆相泥盆纪。

海相泥盆系主要分布在秦岭海和南海。秦岭海域主要是深水环境,主要部分是巨厚的变质碎屑岩夹大理岩和中基性火山岩,靠近古陆的部分是浅水碎屑岩和碳酸盐岩。南海的深水区主要位于贵州南部、云南东部、广西、湖南中部和湖南南部。从深水区向外依次为浅海、台地、闭塞台地和海陆过渡沉积。

南泥盆系海域的深水盆地不同于早古生代的深水盆地,表现为孤立台地和由若干孤立台地和裂谷台地-盆地组成的台地-盆地的古地理格局。裂谷盆地的沉积物主要是泥质岩、硅质岩和泥晶灰岩;孤立台地主要为灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩和白云岩。孤立台地边缘常有礁石或海滩,如广西中泥盆世沉积。

(7)石炭纪

石炭纪古地理景观是在泥盆纪背景上发展起来的。除阴山古陆、秦岭古陆、塔里木古陆、上扬子古陆、华夏古陆、江南古陆、羌塘古陆和佳木斯古陆外,其他广大地区均不同程度遭受海水入侵,或在隆升与海侵的过渡带有陆相或过渡相沉积,但其分布范围、沉积类型和位置。一般来说,在广阔的地台上,如华北地台、华南地台、塔里木地台和藏北、藏南,大部分是稳定沉积,而昆仑-秦岭、藏中-滇西、天山-兴安等地区是活动沉积。两种类型之间的过渡带为过渡型矿床。石炭纪沉积类型比较完整,有完整的海、陆、海陆交互剖面。早石炭世的海陆模式与晚泥盆世相似。晚石炭世发生了晚奥陶世以来最大的一次海侵,连片的大规模古陆消失,特别是从华北到塔里木的连片北方陆全部沉入水下。

图2-44中国志留纪岩相古地理图

图2-45中国泥盆纪岩相古地理图

石炭纪海域主要包括孟新海、北海和南海;陆地区域主要有华北、准噶尔、塔里木、柴达木、陇西、华夏、扬子。

石炭纪沉积环境,除新蒙海区东部和青藏海区的环境属性外,以台地和浅海为主,深水区较小,仅见于南盘江地区、塔里木西缘和南缘的川藏地区和吐鲁番地区(图2-46、图2-47)。

与泥盆纪一样,在南部海域的深水中有几个孤立的台地,其中有一个深水裂陷槽。孤立台地的岩石主要是块状灰岩和生物灰岩;断陷台地盆地主要由泥晶灰岩、页岩和硅质岩组成。南部海域其他区域为台地和浅海环境。早石炭世水体普遍浑浊,泥质岩和碎屑岩较多。后期水体清澈,以碳酸盐岩为主。

北海主要由沼泽、三角洲、河口坝、沙坝和海湾泻湖组成,局部为碳酸盐台地相。

塔里木海主要为海相过渡相和有蒸发岩的封闭台地相,如沙10井周边。

石炭纪地层分布广泛。根据生物群落的沉积特征和标志,中国石炭纪气候可划分为北温带湿润区、中部热带-亚热带干湿交替区和西南寒温带区。

(8)二叠纪

二叠纪是中国地质史上一个重要的变革时期。海西晚期的构造运动带来了二叠纪海陆变迁的新变化。华北-塔里木古陆继续向陆地上升;在这片土地上,河流湖泊比比皆是,形成了陆地沉积环境。另一方面,华南和藏南是稳定的陆架海沉积环境。在活跃海槽区,如准噶尔-兴安海槽和沿海太平洋海槽,其变化尤为突出;早期的海相沉积非常厚,晚二叠世的挤压褶皱包括稳定区也在抬升,导致海水全部抽走,陆地面积不断扩大,盆地不断萎缩。

二叠纪海陆分布与晚石炭世明显不同,而与晚泥盆世和早石炭世相似。塔里木到华北一直与陆地相连;而南方达到海侵高潮,晚石炭世大部分陆地淹没在水下。

二叠纪海洋主要包括孟新海、秦坤海、青藏海和南方海。陆地面积主要是北部陆地。

北方大陆有三大陆相盆地,即华北盆地、准噶尔盆地和塔里木盆地。塔里木西缘柯坪-和田以西,有台地、浅海和深水环绕陆地(图2-48、图2-49)。

华北陆相盆地以河流、沼泽和湖泊为主。北部河流环境,南部沼泽或湖泊环境。

华北地区下二叠统含煤沉积和西北地区上二叠统暗色泥岩是中国过渡相沉积的早期烃源岩。

根据早二叠世的沉积特征,南海下扬子区南宁至湘中、赣中至苏皖一带为局部深水环境。其主要岩石为硅质岩、细碎屑岩和泥质岩。深水区发育孤立平台,形成深水和浅水平台交替的格局。一般碳酸盐岩是孤立的台地,在裂谷盆地中发现泥晶灰岩、硅质岩和泥质岩。上扬子区为台地环境,以碳酸盐岩为主,局部可见生物滩。川北、贵长线、南侧台地边缘地带分布。在晚二叠世,由于吴栋运动的影响,环境发生了变化。云南东部、贵州西部和四川西部的沉积物,以及四川、下扬子区和东南沿海地区的晚二叠世早期沉积物,都属于海陆过渡环境。南宁深水区的沉积物与早二叠世相似。中上扬子地台北侧的广元、苍溪、仪陇、巴中半圆带,南侧的望谟、关岭、独山、衡阳半圆带分布有地台边缘相带。

早二叠世古气候自北向南可分为四个气候带:准噶尔-兴安温带湿润带;华北-塔里木亚热带湿润和半湿润区;西藏北部-中国南部的亚热带湿润地区;藏南-喜马拉雅冷温区。晚二叠世,华北和塔里木气候转为半干旱,其他地区与早二叠世相似。

(9)三叠纪

三叠纪古地理继承了晚海西运动,同时发生了新的发展和变化。西伯利亚板块与中朝-塔里木板块碰撞形成中国北方大陆,使昆仑-秦岭以北的广大地区隆升,剥蚀面积扩大,沉积范围缩小,以内陆沉积盆地为主。它的南面是盆地。三叠纪时,盆地位于特提斯海东北缘,西起阿尔卑斯山,东至印度群岛的巨大海域及其延伸部分。龙门山-康滇古陆-金沙江-红河断裂按其特征大致分为东西两部分。早、中三叠世,东部为稳定的浅陆架和碳酸盐台地沉积,基底地形简单平缓,仅右江地区出现局部再生槽。与此同时,气候变干,导致长江海水盐碱化。晚三叠世海水西退,形成陆缘浅滩、沼泽和含煤三角洲沉积;在大陆边缘海和前礁盆地环境中,古生物化石非常丰富。到三叠纪晚期,海水全部退去,全区只发现陆相沉积,结束了该区三叠纪海洋发育的历史。在西部则不同,除了早三叠世可能属于大陆边缘海相沉积外,中、晚三叠世具有深海槽的性质。松潘-甘孜海域的裂谷作用使基底地形起伏较大,可能存在多条海沟岛弧,岩相变化复杂,火山活动频繁。印支运动末期,古特提斯洋演化结束,沿雅鲁藏布江迅速扩张,形成新的特提斯洋。

图2-46中国早石炭世岩相古地理图

图2-47中国晚石炭世岩相古地理图

图2-48中国早二叠世岩相古地理图

图2-49中国晚二叠世岩相古地理图

三叠纪时期,中国北部继续隆升,形成统一的陆地,构成了中国南海北部的格局。至晚三叠世,南部海域主体几乎消失,仅以海湾形式仅存于湖北、南昌-衡阳、粤东-闽西的长江中下游地区。

从早三叠世的沉积环境来看,面积最大的是华北陆,其他如唐古拉陆、藏南陆、康滇陆、云开陆、浙闽陆等面积较小。华北地区有不同规模的盆地,最大的是华北(包括鄂尔多斯和晋冀鲁豫地区),西北部有塔里木、准噶尔、库车和吐哈盆地。这一时期的海域主要包括秦坤海、松潘-甘孜海、羌塘海、藏南海和南海(图2-50、图2-51)。

南海有两个深水沉积区。一个位于湘西南、黔南、广西,常见的沉积物为碳酸盐岩和碎屑韵律层。另一个位于苏皖北部,其岩石主要为泥质岩和泥晶灰岩。浅水区有三个,一个位于贵州贵阳至常德线以西,具有封闭海和蒸发海性质,局部可见高能相体。地层剖面以石灰岩、白云岩、石膏为主,少量碎屑岩、泥质岩,多见于剖面下部;另一个位于湖南东北部、江西北部、江苏南部、浙江东部,属于开放式地台。地层剖面以碳酸盐岩和碎屑岩为主。第三个位于广州和株洲的东部,黄石和南京的南部。也是浅水区,剖面以碎屑岩为主。

另外,松潘-甘孜海域属于深水环境,是一套较厚的复理石状沉积。

中国三叠纪古气候具有很大的均匀性,即早、中三叠世为干燥、半干燥、炎热气候,中三叠世晚、晚期转为温暖湿润气候。

(10)侏罗纪

印支运动后,由于大规模海退,我国大部分地区处于大陆环境,海域和海陆过渡带仅分布在青藏西南部、滇西、东部沿海、台湾省和三江东北部。

早、中侏罗世:青藏、滇西属于特提斯海域,该海域沿昆仑山、可可西里以南、金沙江和哀牢山以西分布。区内有两条大致平行的槽状海相沉积,南部为雅鲁藏布江槽,北部为南羌塘槽。雅鲁藏布江槽发育硅质、泥质、钙质砂页岩和基性火山岩。南羌塘海槽发育砂泥岩夹基性岩。这两个槽把青藏和滇西分成三个地带,分别是羌塘地块、藏北湖区和珠穆朗玛峰。这三个带主要由台地和浅海的碳酸盐岩和碎屑岩组成。东海和台湾省地区为深海槽沉积,东北三江地区为浅海和海陆过渡相环境,广东东部为泻湖湾。

晚侏罗世:海域分布面积略有缩小。青藏和滇西海两个海槽仍然存在,主要由砂岩和泥岩的复理石沉积组成,东北三江为海湾沉积。

侏罗纪古气候:早、中侏罗世,北方温暖湿润,华南相对干燥;侏罗纪晚期的干燥气候被放大。

(11)白垩纪

燕山运动后,中国陆地进一步扩大,海洋和海陆过渡环境仅分布在西南、西部和东部。

图2-50中国早三叠世岩相古地理图

图2-51中国中三叠世岩相古地理图

早白垩世:西藏特提斯海雅鲁藏布江为深海,其南喜马拉雅地区为次深海和深海沉积。海相白垩纪只在东部的台湾省发现。

晚白垩世:西藏特提斯海域向北扩张至喀喇昆仑山,甚至进入塔里木西部形成海湾,发育生物灰岩、石膏等泻湖沉积。东北三江地区可能存在海陆过渡相沉积。

(12)古近纪和新近纪

古近纪:古地理轮廓基本继承了晚白垩世的格局。海相和海陆过渡相沉积主要分布在台湾省、东海、珠江口、莺琼盆地、渤海、喜马拉雅地区和塔里木盆地西部。除台湾省的海槽沉积外,其他地区均为台地、浅海或海陆过渡沉积。

新近纪:由于青藏高原的隆升,西藏南部和塔里木西部海水退缩。新近纪海相和过渡沉积仅分布于台湾省、东海和南海。除台湾省中部和东部为海槽沉积,古东海和古南海的中央盆地为深海软泥外,其他地区为滨海、浅海和海陆过渡沉积。

中国2.2.2.2海洋沉积物的古地理演化。

(1)中国海洋沉积物古地理演化的特殊性

由于中国古板块的全球构造位置处于欧亚板块和冈瓦纳板块之间,中、新生代处于东特提斯域和西太平洋域之间,中国大地构造具有陆块小、旋回多、稳定性差的特点。中国大地构造的这一特点,使中国海洋沉积古地理与世界海洋沉积古地理相比,具有以下显著的特殊性。

1)陆块较小,海相沉积盆地和碳酸盐台地较小。中国大地集团的陆块比世界上同时期的古陆块要小得多。中国古生代中朝陆、扬子陆、塔里木陆总面积约300×104km2,仅为北美的15%,欧亚大陆的30%。由于陆块面积小,古生代海相沉积盆地及其碳酸盐台地面积也小。与华北、俄罗斯、西伯利亚等国家的大型海相沉积盆地和碳酸盐台地相比,较小的海相沉积盆地和碳酸盐台地具有更多的沉积古地理地貌单元。比如晚古生代盆地和碳酸盐台地发育的深水台地,深水盆地发育的浅水孤立台地,这些在国外大型海相盆地中并不多见。

2)海相沉积,无论是碳酸盐岩还是碎屑岩,纵向上都有多个旋回。中国海相沉积具有多旋回性,这与古陆块构造运动的多旋回性密切相关。从中元古代到三叠纪,中国可分为扬子、兴凯、加里东、海西和印支构造旋回。从我国各地区建立的地壳运动统计到1983,至少有77次地壳运动,充分显示了我国地壳运动的频率和周期性。中国地壳运动的这种多旋回必然导致纵向上多层次的海洋沉积的多旋回。如中国最大的盆地&塔里木克拉通盆地,自中元古代以来共发生过9次不整合,其中6次为区域性不整合。中国海相盆地的这种多旋回现象在世界大型海相克拉通盆地中十分罕见。

3)海洋沉积物,无论是碳酸盐岩还是碎屑岩,在横向上都是变化的。中国海相沉积横向变化大,与古陆块构造运动稳定性差密切相关。根据国内外许多大地构造学家从古地磁、岩石学、古生物等方面的研究,中国三大洲从寒武纪开始就相互分离,漂浮在原始的特提斯洋上。晚古生代由南向北移动后,塔里木陆和中朝陆先后与西伯利亚板块拼接,而扬子古陆直到二叠纪还在赤道附近游弋。也就是说,中国三大陆块是冈瓦纳大陆和北方大陆之间的古特提斯洋中一个相对活跃的微板块,因此其稳定性不如北方大陆的北美和欧亚板块,这是中国大地构造演化的一个重要特征。中国构造演化的这种不稳定性决定了海洋沉积物的横向变异性。中国海洋沉积物的横向变异性主要表现在以下几个方面:①沉积底型同时存在隆起和凹陷,隆起和凹陷交替出现;②同一时期沉积厚度变化较大,如扬子地台寒武纪-奥陶纪沉积厚度为1000 ~ 2100 m,而俄罗斯地台仅为100 ~ 120m;③同一时期,沉积岩性、岩相和生物组合发生了很大变化。如贵州早二叠世栖霞期遵义-黔西250km发育多种相带和带,枝角类、腕足类、苔藓虫类的种类和生态随环境变化而变化。

(2)中国海洋沉积物古地理演化的差异。

中国海洋沉积古地理演化的差异不仅表现在纵向(时间)上,也表现在平面(空间)上。

1)古地理演化的垂直差异。受中国构造演化阶段的影响,中国海相沉积古地理演化的垂向差异可分为五个基本阶段。

●中元古代(1850 ~ 685 Ma)阶段:该阶段的主要特征是泛洋期,海洋面积广阔,陆地面积较小,陆地与海洋的比值约为1/9,期间有一个850Ma左右的短期泛大陆。

●震旦纪(685 ~ 543 Ma)阶段:陆地面积扩大,海陆基本对峙。陆地与海洋的比例约为1/1.2。

早古生代(543 ~ 400 Ma)阶段:以海侵为主,是中国地质史上一个重要的海侵时期,海陆之比约为1/3。

●晚古生代(400-250Ma)阶段:是海洋向陆地转化的时期,早期有海退,中期有明显的海进,晚期有海退。250 Ma形成于二叠纪-三叠纪之交。

●中生代(250 ~ 65 Ma)阶段:经过海西运动和印支运动,海水大退,期间古陆在早侏罗世末约180Ma开裂。

三叠纪末,我国除青藏海、喜马拉雅海和东部海域以外的领土均已上升为陆地,基本完成了由海向陆的转化,进入了以陆相为主的中新生代地质历史新时期。

2)古地理演化的平面差异。受中国大地构造深部三纵两横格局的影响,中国海相沉积古地理演化的平面差异十分明显。中国深部构造层的三个垂直(NNE)和两个水平(EW)分带及其相交成块,构成了中国晋宁—印支期古构造格局的块体结构。这种构造导致了中国新元古代中期至三叠纪海相沉积古地理演化的南北和东西分异。分化的总体特征是北部早、南部晚,西部早、东部晚。从编制的《中国新元古代中期至晚石炭世岩相古地理图》(图2-39至图2-51)可以看出,以贺兰山-龙门山为界,西部的海相沉积明显多于东部;天山-阴山北部海相沉积明显多于南部,北部海相沉积发育的原因是南早西晚东早。除了东、西、南、北的构造特征不同外,还与中元古代至石炭纪北部的古亚洲洋和中国西部和西南部的古特提斯洋密切相关。