海平面相对升降变化、区域构造活动、沉积物供应和气候条件四大因素控制着层序地层的分布模式。伴随着相对海平面升降变化,各层序内发生着不同的沉积作用,体系域沉积环境及沉积物改变也能够反映构造的变化。
4.5.2.1 SS1二级层序
由SQ1,SQ2组成,其组合特征在潮坪—台地区非常清楚(表4.6),其中SQ1,SQ2高位体系域的碳酸盐岩台地边缘依次向海推进,呈进积型组合,OSQ1主要发育海侵体系域,高位体系域在研究区不发育,TST>HST,QSQ2与OSQ1相比TST范围缩小,HST更不发育,部分地区甚至缺失。
表 4.6 SS1—SS3 期沉积充填差异简表
这种组合特征的主要控制因素是与 SS1 相应的 2 级海平面升降亚旋回造成,在海侵期形成退积型组合,海退期形成进积型组合。早奥陶世研究区处于构造隆升期,在 TST 之后,HST不发育加积型沉积组合,主要发育进积组合。随着隆升速度的加速,甚至造成了河南等潮坪相区不发育QSQ2。反映了加里东运动Ⅰ幕(怀远运动),盆地隆升速度较强,底界不整合起伏较大,在此时期盆地内部沉积速率小于沉降速率。
4.5.2.2SS2 二级层序
由QSQ3~QSQ7组成。下部QSQ3海侵初始面为一套砂砾岩,覆于下奥陶统—上寒武统不同层位之上。QSQ4海侵体系域在潮坪区为白云质灰岩、泥质白云岩,高位体系域在台地相区为中厚层灰岩。该时期由于海侵频繁,底栖生物贫乏,海侵带来的浮游生物增多,富含头足类,QSQ3~QSQ5总体来说HST>TST。说明SS2下部地层总体呈退积方式组合。
下马家沟组与国际标准阶中达瑞威尔阶相对应,达瑞威尔阶是全球高海平面时期,其后的晚奥陶世是全球性低海平面时期,其正对应加里东运动造成的华北地台整体抬升遭受长达1.5亿年的风化剥蚀。QSQ6、QSQ7的高位体系域多沉积膏盐,沉积范围缩小,说明SS2上部地层总体呈进积方式组合。在台地内部,海水局限,部分地区形成膏盐湖沉积。这种特点说明,在经过加里东运动Ⅰ幕后,较沉稳的沉积期后,加里东运动Ⅱ幕也是主要以隆升为主,但是受全球海平面上升影响,其隆升强度较Ⅰ幕要弱,隆升时间更短。
4.5.2.3 SS3二级层序
对比整个华北地区,包括2个沉积层序:OSQ8和OSQ9,研究区内主要发育OSQ8。从OSQ8层序特征及分布区域上来看,高位体系域在两淮—枣庄地区主要为薄层灰岩组成,说明海侵较强,但是在河南省内OSQ8和OSQ9不发育,大部分地区缺失OSQ9,从OSQ8和OSQ9的层序发育特征及分布范围来看,在晚奥陶世该地区经历了一次较强烈的海侵,但是盆地整体隆升速度较强,说明加里东运动Ⅲ幕隆升加剧。