（二）二叠纪—三叠纪海平面升降曲线的重塑比较

研究海平面变化是层序地层学的主要内容之一，然而正确描绘海平面变化曲线涉及的问题很多，难度很大。目前，尚无一种人们普遍接受的理想的方法。

图5-5　四川峨眉二叠—三叠纪海平面升降史曲线比较图

前已述及，海平面升降曲线绘制的几种方法，均只代表某个地区的视上升和视下降，也就是说，为局部的构造活动制约下海平面侵进和退出的程度及持续的时限，因此不易与全球对比，特别是难以与相邻的大陆边缘海平面变化的同异性作出对比。

本次研究的重点是对峨眉龙门洞和广元上寺二叠纪、三叠纪剖面的海平面曲线用不同方法进行绘制，并对各种方法的结果进行比较。

图5-5和图5-6分别是峨眉、广元上寺二叠纪—三叠纪海平面升降曲线，以海岸上超曲线、体系域标定曲线等两种方法均反映的是这两个地区的视海平面的变化情况。同时，运用碳氧同位素信息对峨眉地区进行了绝对海平面变化幅度的定性—半定量研究，利用川中地区地震时间剖面资料，通过地震反射波阻抗上超点的追踪、标定等建立了二叠三叠纪海平面升降曲线。海平面绝对变化值曲线，则是进行古水深和沉降校正后，得到了二叠—三叠纪地区性海平面变化的绝对值，这些不同方法标绘的曲线具有相似性但也有差异。（运用Fischer图解研究视海平面变化的几种情况详见第四章）。

1.体系域标定的海平面曲线与海岸上超的含义及说明

体系域标定的海平面曲线是通过具有特殊标志的沉积物相，并结合生态相综合分析而得到。但它有海水深度的含义，指示了沉积环境，反映了视海平面的相对变化。海岸上超是由视海平面（相对海平面）上升的结果，表现为海域范围的相对扩大。视海平面变化是由全球性海平面升降的高度和区域性构造沉降和升隆的综合效应决定的。

广元上寺和峨眉地区在二叠—三叠纪时，处于两个不同沉积古地理相区。广元上寺为上扬子西部边缘区。峨眉地区位于扬子克拉通上，而且受成穹作用的影响，所以这两个地区的上超时序存在着差异：

（1）早二叠世时，上扬子西缘海平面上升速率最快，所以这两个地区都表现为碳酸盐海岸上超，上超曲线具一致性，但上超面可能是穿时的3级海平面变化周期，两者的海岸上超的相对幅度最高，反映了此时期的海域范围达到最大，而且这两个地区的构造沉降量也是一致的，第①～④层序的构造沉降量为35.2～59m。因此，这段时期内海岸上超的主要驱动机制是全球海平面变化。

（2）晚二叠世，两者古地理背景存在明显的不同，主要是早二叠世末东吴运动的结果，导致广元和峨眉地区处于了两个不同沉积古地理相区。广元上寺为碳酸盐台地的西部边缘，始终处于海域范围，而峨眉地区转为升隆的陆上环境，表现为海退。因此，造成两者海岸上超曲线存在重大差异（图5-5、图5-6）。

（3）早、中三叠世，广元地区仍为海相环境，峨眉地区在早三叠世印度期仍为陆相环境，早三叠世的海侵为奥仑期海源砂屑灰岩由西向东上超。海域范围进一步扩大，海侵具双向性，一是由北北西向南推进，二是由南东向北西推进。

（4）中三叠世拉丁期末是上扬子西缘的构造转折期，为周缘前陆盆地初始阶段，上扬子西缘处于前陆膨隆，由于各地沉降速率存在差异（图5-3，表4-2），在时空上成为隆拗相间的格局，上超年代根据生物标定。如广元缺失拉丁期沉积，而峨眉、安县一带仅有残留体，代表了拉丁期末天井山组上超的范围。

（5）晚三叠世中晚期以后，因前陆盆地的扩展，上扬子西缘已进入海平面下降的主体阶段，海岸上超线与二叠纪相比呈镜象反映（图5-5，图5-6），至诺利期、瑞替期沉积物为三角洲相，由底积层、水下扇和分支河道组成多个小层序，上超线只相应的以底积层的海泛面表示。

图5-6　四川广元上寺二叠—三叠纪海平面升降史曲线比较图

2.地震时间剖面确立的海平面曲线分析

图5-7中是地震标定的海平面变化曲线，主要根据川中地区的数十条地震剖面资料，通过地震波阻抗上超点追踪、对比和水平距离及升降幅度的校正后，得到的上超变化曲线，反映了上扬子西部地区的海平面相对变化格局。由于海岸上超发生于海泛开始，因此，这条曲线上超序列比地区性海泛面高点（图5-5，图5-6），在时间上超前。

地震资料的充分利用和进一步开发将对研究区内层序地层学中海平面曲线的认识和建立具有深远的意义，对指导油气勘探和固体矿产的普查工作将产生巨大的推动作用。Vail和Haq等人根据世界上47个地区的地震资料分别编制了显生宙、侏罗纪和新生代时期海平面曲线（Vail,1977），以及中生代的海平面变化曲线（Haq等人，1987）^[8]。虽然许多地质学家对Haq和Vail的曲线持批评的态度，但在实际工作中却被广泛运用。遗憾的是他们却没有充分考虑东特提斯和我国的地质背景，因此笔者认为以Haq等人曲线作为全球性海平面曲线，对比编制本地区的海平面升降曲线尚不够充分。

图5-7　四川盆地由地震时间剖面资料解译的海岸上超及其海平面变化曲线（地震上超曲线何锂、田旁孝提供）

3.碳氧同位素信息揭示的海平面变化及其海域属性

运用δ¹³C和δ¹⁸O同位素变化信息可反映全球海平面变化（Williams等，1988）^[9]，它仅能反映全球海平面升降的趋势，但不能揭示海平面变化的幅度。通过对峨眉龙门洞剖面进行系统采样，建立了三叠纪δ¹³C和δ¹⁸0同位素变化曲线（图5-8）。由δ¹³C和δ¹⁸O值揭示奥仑阶初为海平面上升期，以嘉陵江组第一段为代表，地质记录由滨海砂屑灰岩超覆于下伏萨布哈细砂岩中砂岩之上，具明显的海岸上超现象。向上为一个正向的δ¹³C和δ¹⁸O值，反映了全球海平面持续下降，地质记录则为嘉陵江组第一段顶部的潮上白云岩和第二段的河流相的砂砾岩。从图5-8还可反映出嘉陵江组第四段与雷口坡组第一和二段的蒸发岩都是正向性，而海侵碳酸盐岩为负向值，其变化的转折点基本与正层序的界线相对应。

图5-8　四川峨眉龙门洞三叠系碳氧同位素演化

T₁f—下三叠统飞仙关组；T₁j—下三叠统嘉陵江组；T₂l—中三叠统雷口坡组；T₂t—中三叠统天井山组；T₃k—上三叠统跨洪洞组

另外，T₁/T₂界面之间δ¹⁸O=－1.8‰和δ¹³C=4.4‰（图5-8），揭示了海平面下降过程中，以区域性分布的淡水淋滤层——绿豆岩为代表。在天井山组顶部（拉丁期晚期）也出现一次海平面下降过程，地质记录为陆上暴露古喀斯特面。可见，视海平面下降是由全球海平面下降和构造升隆共同结果，导致了视海平面下降加强，地质记录显著，野外易识别对比。

四川峨眉三叠纪时期，岩相古地理背景复杂，正常盐度海和高盐度海交替。研究中通过Weber的碳氧同位素计算海域属性函数Z=a（δ¹³C＋50）＋b（δ¹⁸O＋50）后，其中a＝2.048、b＝0.498；当Z＞120时为正常海相灰岩，当Z＜120时为淡化灰岩，同时结合沉积相等综合因素分析，建立了峨眉龙门洞剖面三叠纪海域属性划分方案，其蒸发岩层段都是高盐度海域（图5-9）。

图5-9　四川峨眉龙门洞三叠纪碳氧同位素信息揭示的海域属性