湘鄂西加裏東陸緣盆地從震旦紀到中三疊世以穩定沈降為主，形成了以海相碳酸鹽巖為主，夾少量碎屑巖的廣泛沈積建造，巖相和厚度穩定。
晚震旦世以淺海全盆陸棚相為主，沈積厚度小於1000m m，晚震旦世萬通運動(本區會寧運動)經歷了短期的隆升和剝蝕。早寒武世，全區快速沈降，水體深厚，沈積了壹套厚度為1700m的盆地相-盆地邊緣相頁巖和粉砂巖。中、晚寒武世水體變淺，主要為斜坡-開闊臺地相沈積，厚度1000 ~ 1900 m，早奧陶世再次發生快速沈降，沈積了壹套相對穩定的開闊臺地相生物灰巖和灰巖頁巖。
二、前陸盆地的沈積特征
中晚奧陶世至誌留紀，隨著中揚子海槽的閉合和江南古陸的隆升擠壓，開始前陸盆地的演化階段，沈積了以碎屑巖為主的巨厚沈積物(地層厚度> 2000 m)。
“九五”期間，為了進壹步研究四川盆地誌留系巖相古地理特征，追蹤不同類型砂巖儲層的分布規律，我們開展了以下工作:在層序地層學理論指導下，在野外露頭剖面(265，438+0)和骨幹鉆井剖面(65，438+04)相分析的基礎上，編制了砂巖、灰巖和砂巖含量單因素圖。根據沈積相組合中的優勢沈積相類型，確定沈積相帶，恢復各個時期的古地理景觀，從而明確誌留系前陸盆地的沈積特征和演化。
1.龍馬溪期
這是中國南方最強烈的壓縮階段。與晚奧陶世五峰期相比，川中隆起形成並擴大，海域面積縮小，海陸分布變化較大。沈積基底起伏，存在水下古隆起，主要位於川東武隆-石柱-利川地區。水下古隆起的存在與江南古陸的西北向擠壓密切相關，也是小河壩期顯著的沈積分異和“小河壩砂巖”發育的主要背景和基礎。水下古隆起區的龍馬溪期主要處於砂質泥質淺水陸架環境。鄂西利川龍馬溪組中部的五龍河口、桐梓、石柱大豐坳、雙流壩剖面中，夾有中厚層的青灰色泥質長石石英巖和細粒長石石英巖。水波紋痕、水平波狀層理和生物擾動構造發育，反映了淺水背景下的沈積特征，主要為淺水陸架背景下的砂壩沈積。
工區主體為深水陸架環境(圖2-12)。川南、川東在長寧-谷林-道真巴渝-石柱-利川南部發育淺水陸架環境，靠近古陸(黔中)邊緣(圖2-13)，北部毗鄰秦嶺邊緣的次深海，在區域內形成厚層狀黑色。川南長寧-谷林-綦江觀音橋地區是壹個灰泥深水棚，主要由深灰色鈣質頁巖和黑色碳質頁巖組成，夾泥灰巖透鏡體。北部廣大地區為泥質深水陸架，主要由黑色頁巖夾碳質頁巖、黑灰色鈣質頁巖和泥灰巖透鏡體組成。海水主要來自東部。主要的物源是江南古陸，包括中世紀的貴州。
圖2-12深水陸架相沈積層序(龍馬溪組)
圖2-13早誌留世龍馬溪期巖相古地理圖
2.早誌留世小河壩(或石牛欄)
這壹時期巖相古地理最顯著的特點是:第壹，隨著江南古陸向西北的不斷擠壓，盆地內主體是淺水陸架的擴張和深水陸架的收縮；二是沈積分異加劇。川南長寧瀘州綦江觀音橋和川北廣元地區均有碳酸鹽臺地，由深灰色頁巖、鈣質泥巖、泥灰巖和生物碎屑灰巖組成(圖2-14)。其他地區主要為陸架環境，其中南川-渝東、北部墊江-利川地區和東部石柱-黔江地區為碎屑海岸環境，發育壹套厚度為50～200m的泥質粉砂巖、粉砂巖、細粒長石應時砂巖和應時砂巖，成為川東誌留系有利的砂巖儲層發育帶之壹。
小河壩砂巖的形成和區域沈積相的分異與江南古陸的持續北西擠壓有關。早誌留世，隨著江南古陸向西北方向的不斷擠壓，在龍馬溪的末端，在坳陷前緣的南通-南川-武隆-道真-彭水-石柱-墊江壹帶形成水下隆起。由於波浪作用的充分轉化，小河壩早期的江南古陸得到了碎屑物質的充分補給，碎屑物質在波浪作用下形成了砂質海岸沈積(圖2-15)。同時，川東南的水下隆升可能對來自江南古陸的陸源碎屑物質有壹定的阻擋作用。由於相鄰古陸的高差相對較小，川南地區陸源碎屑物質的供應不是很充足，主要形成了泥灰巖、生物灰巖和鈣質頁巖的混合陸棚沈積，清水和泥水交替(圖2-16)。
圖2-14石牛欄組(綦江觀音橋段)碳酸鹽臺地沈積層序
圖2-15小河壩砂巖沈積層序(南川三泉剖面)
圖2-16小河壩早期巖相古地理圖
3.早誌留世晚期小河壩(或石牛欄)
隨著江南古陸向西北方向的不斷壓縮，區內淺水陸棚不斷擴大，深水陸棚進壹步萎縮。川南長寧-瀘州-綦江觀音橋地區和川北廣元地區處於碳酸鹽臺地環境，頂部為深灰色頁巖、鈣質泥巖、泥灰巖和生物碎屑灰巖、礁灰巖，構成川北和川南誌留系主要碳酸鹽儲集巖系。其他大部分地區處於碎屑陸架環境(圖2-17)。
4.早誌留世韓家店
在江南古陸的持續北西擠壓下，南方古陸北移，川中隆起也向四周擴張。區內海域變小變淺，淺水-陸棚發育，出現海陸過渡的三角洲相(圖2-18)。東北秦嶺邊緣海域深水水陸棚萎縮。
5.早誌留世韓家店晚期
隨著江南古陸-貴州中古陸和樂山-龍女寺古隆起的擴張，區內海域繼續變小變淺，淺水陸架發育，南部和東南部三角洲相發育規模變大，深水陸架局限於東北部秦嶺邊緣海域(圖2-19)。
綜上所述，誌留紀巖相古地理具有以下特點。
圖2-17小河壩晚期巖相古地理圖
圖2-18韓家店組三角洲沈積層序
圖2-19韓家店期巖相古地理圖
(1)巖相古地理演化經歷了龍馬溪期的停滯陸架、小河壩期的淺陸架-碳酸鹽臺地-海岸沙洲和韓家店期的淺陸架-三角洲。從上到下，總體表現就是水深變淺的過程。龍馬溪期發育的沈積構造主要為細小的水平層理，反映的是靜水環境，而小河壩組和韓家店組主要為淺水沈積構造，如沖刷層理、波狀層理等沈積構造、藻類遺跡和U形管狀遺跡。縱向上，從龍馬溪組到小河壩組或石牛欄組，在沈積粒度和沈積旋回上形成壹個完整的向上變淺的層序。
(2)古地理演化受區域構造變化控制。早誌留世是中國南方最強烈的擠壓階段，南海在區域內成為褶皺帶，產生強烈的向西北的推擠，使華夏古陸迅速擴張，與川滇古陸、雲貴桂古陸相連，形成巨大的江南古陸，構成了誌留系沈積物的物源，也導致了前陸盆地的演化發展、區域差異和沈積相分異。
同時，川中樂山-龍女寺古隆起的形成和擴張，使誌留紀沈積充填期間海域面積縮小，水深變淺。早誌留世古地理演化從龍馬溪期開始，然後深水棚面積逐漸縮小，淺水棚面積繼續擴大，最後出現海陸過渡的三角洲。早誌留世末的廣西運動最終形成華南造山帶，也結束了誌留紀沈積充填歷史。
(3)δ13C和δ18O的同位素特征。研究區誌留系10灰巖的碳氧同位素分析結果(表2-4)表明，誌留系碳酸鹽巖的δ13c和δ18o變化範圍較大，δ13c為-5.34‰~ 1.62‰(PDB)。(VSMOW)，即-11.67‰~-8.13‰(PDB)。
表2-4誌留系灰巖碳氧同位素測試結果
註:①δ13C的單位為PDB，δδ18O的單位為VSMOW。②樣品加工和測試工作由核工業部分析測試研究中心完成。
δ13C主要與石灰巖中有機碳的含量、埋藏速率及其形成環境的氧化還原條件有關。氧化條件下形成的石灰巖往往貧δ13C，富δ12C。在成巖過程中，同位素交換對δ13C值影響不大，但對δ18O值影響明顯。δ13C長期隨地質年齡變化，但這種變化趨勢不受後期沈積和成巖作用的控制，基本反映了δ13C在形成時的沈積環境的變化。從表2-4可以看出，石牛欄組δ13C為正值，而韓家店組δ13C為負值，充分反映了淺水的變化趨勢和氧化程度的增強。
從研究區δ13C判斷，屬於正常海洋沈積物。根據Keith和Weber(1964)提出的侏羅紀以來區分海相灰巖和淡水灰巖的公式，Z = 2.048×(δ13C+50)+0.498(8180+50)(Z > 120)為海相灰巖。我們暫且忽略成巖作用對δ18O的影響。近似計算結果(表2-4)為:石牛欄組Z值為123.70 ~ 126.07，韓家店組Z值為111.30 ~ 650。
(4)海侵方向。從各層序體系域的巖相古地理圖可以看出，海侵方向主要來自東部，隨著區域構造隆升的加強，海水從西北部流出。
(5)物源方向和物源的大地構造性質。
為了進壹步確定早誌留世盆地物源的大地構造性質，我們統計了三川和三匯、烏龍河口、石柱大豐坳和華鎣山剖面龍馬溪組、小河壩組和韓家店組碎屑巖薄片的物質成分鑒定結果，用單晶應時(Qm)、單晶長石(F)和變質碎屑(Lt)的含量作為QM-F，在多金森圖上，碎屑巖樣品基本上屬於旋回物源旋回構造帶的物源包括板塊俯沖混合帶、板塊碰撞造山帶和前陸隆起造山帶的物源。在Qm-F-Lt模式圖上，板塊俯沖混雜帶位於下部，靠近Lt端，板塊碰撞造山帶位於中上部，前陸隆起造山帶位於右側上端。因此，可以進壹步推斷，碎屑巖樣品點主要屬於兩個次級物源:板塊碰撞造山帶和前陸隆起造山帶。壹般認為旋回構造帶的物源多與多旋回褶皺沖斷帶有關，反映出誌留系沈積主要與區域構造擠壓運動有關。這與誌留紀江南古陸繼續向西北方向擠壓並影響本區沈積充填相壹致。
圖2-20誌留系碎屑巖Qm-F-Lt模型圖
①華鎣山；②南川三匯；③南川三全；④五龍河口；⑤石柱A的石峰坳——大陸塊體的源區；b——深海基底與島弧根部的合並區；巖漿弧或火山島弧的c-物源；旋回造山帶的d-物源
第三，疊合盆地的後期改造
中三疊世末發生印支期擠壓造山運動，南北陸塊的陸陸碰撞閉合造山，產生強烈的南北壓應力。這種應力得到了該區東北部黃陵隆起剛性古陸核的支撐，使該區南北向擠壓應力發生扭折，形成了該區NE-NE向的隆起格局，即秭歸-利川凹陷、桑植凹陷和恩施-恩施凹陷。
自印支期以來，該區進入變形和位移階段。其顯著特點是結束了旋回坳陷的沈積演化歷史，開始大規模形成褶皺，並有多次構造反轉，形成了本區現今的構造面貌。褶皺構造的形成和轉換是本區變形和位移階段最明顯的特征之壹。根據地層接觸、沈積相突變和構造疊加分析，本區褶皺構造形成於侏羅紀末，後期經歷了改造。
1.地層接觸關系
自該區沈積基底形成以來，在侏羅系和白堊系之間首先出現了區域性可比較的角度不整合。該角度上下地層不整合及其產狀變化較大。上覆地層主要為白堊系，產狀平緩穩定。下伏地層較多，產狀陡緩多變。現在的向斜地層壹般都是新的，可以看到最晚的侏羅紀；目前背斜帶地層普遍較老，未見侏羅系，主要是三疊紀及更老地層。顯然，侏羅系和白堊系之間的角度不整合是褶皺構造大規模形成的直接證據。
另外，印支運動雖然是造陸運動，但也具有壹定的造山性質，如石門、長陽的角度不整合。因此，本區褶皺構造的形成始於印支期，定型於燕山期。
2.沈積相突變
該區沈積相的突變對應於燕山期的印支運動和寧鎮運動。印支運動後，本區海相沈積結束，進入海陸交互相沈積。上三疊統至侏羅系為壹套含煤建造，上三疊統香溪煤系形成於此階段。寧鎮運動後，沈積相變化更為顯著，由原來的海相和海陸交互相轉變為典型的陸相沈積。沈積相的突變從壹個側面印證了褶皺構造的形成過程，即始於印支期，定型於燕山主期。
3.結構疊加
侏羅系及其之前的地層在該區分布廣泛，而白堊紀非常有限。目前白堊紀主要出現在建始、恩施、來鳳、大庸、慈利-石門等地區，以小盆地的形式出現，反映出與前白堊紀的構造疊置關系，這也從另壹個側面驗證了褶皺構造的形成時期。
以上幾個方面解釋了褶皺構造的形成階段。褶皺構造形成後，後期經歷了多期改造。雖然改造對區域構造格局沒有根本影響，但使褶皺構造進壹步復雜化。根據主要斷裂調查和區域調查資料，燕山晚期經歷了近東西向的拉張改造，疊合斷陷盆地；喜馬拉雅期經歷近南北向擠壓改造，疊合盆地變形；新構造活動期，經歷了區域性的起伏，形成了現今的構造夷平面、沈降盆地等地貌。