勝利埕北凹陷南部～樁東凹陷西部下第三系沉積特征分析

李錫雨（中國長江大學2012級地球科學學院，湖北武漢257094）

勝利埕北凹陷南部～樁東凹陷西部下第三系沉積特征分析

李錫雨（中國長江大學2012級地球科學學院，湖北武漢257094）

在對埕北凹陷南部～樁東凹陷西部下第三系地層、巖性分析后，系統總結了埕北凹陷南部下第三系斷陷湖盆沉積體系類型及發育特征，在此基礎上初步開展了沉積體系演化主控因素及層序地層分析。對本區下第三系孔店組～沙四下、沙四上～沙二下、沙二上～東營組三個層序進行了簡要分析。

埕北凹陷；地層；沉積體系；層序

埕北凹陷南部～樁東凹陷西部地區位于山東勝利油區濟陽坳陷的東北部，包括沾化凹陷的東部。周邊構造主要為北部埕北低凸起，西部埕子口凸起，東部墾東凸起。本區早第三紀總體呈箕狀斷陷構造格局，受埕北、埕東、五號樁、墾東大斷層的控制，構造分割性強，屬典型的斷陷湖盆沉積。湖盆沉積體系類型多樣，受構造活動、氣候變遷、沉積物充填等多種因素綜合作用。

1　地層發育特征

本區早第三紀自下而上依次發育孔店組、沙河街組和東營組。

孔店組（Ek）：為凹陷發育早期的斷陷充填式沉積，在本區分布局限，主要為紫色、紫紅色泥巖、砂質泥巖與灰綠色含礫砂巖互層，含硬石膏夾層，化石極少［4］。

沙河街組四段（Es4）：本區普遍發育，下部以紅色砂泥巖為主，在洼陷深部局部發育灰色砂泥巖及膏巖沉積；上部為暗色泥巖夾砂巖或碳酸鹽、硬石膏巖，含后長金星介、少量有孔蟲、藻類等化石。夾少量碳酸鹽巖。

沙三段Es3：與沙四段連續沉積，沙三早期以深湖相的大套深灰色泥巖、油頁巖為主，發育水下扇等湖盆砂體。由下至上呈細一粗一細的旋回，底部見斜層理、水平層理、波狀層理等沉積構造。沙三中以灰色泥巖為主，可夾多組砂巖或薄層碳酸鹽巖。沙三后期，隨著斷陷活動減弱和盆地充填沉積，逐漸演變為淺湖相為主的沉積，所含化石主要有中國華北介、惠東華北介、渤海藻等。沙三末期至沙二早期，湖盆抬升，部分地區沙三段上部被剝缺失，與沙二段下部不易區分。

沙二段上部（Es2上）：受構造活動影響，沙二段時期為盆地由整體抬升到再次下陷轉折時期，沙二上主要為灰綠色、灰色泥巖與灰白色砂礫巖互層，含橢圓拱星介等化石。

沙一段（Es1）：沙一段沉積期湖盆開始進入第二次深陷期。沙一下時期水體相對較淺，湖岸附近發育粒屑生物灘，沙一上時期水體則較深，發育暗色泥巖、油泥巖、灰質泥巖等，含惠民小豆介等化石。

2　沉積單元劃分

本區早第三紀期間，總體仍為斷陷湖盆沉積環境。構造活動的演變和古氣候的變遷以及湖盆古地形的起伏變化，控制了湖泊沉積物的發育（圖3）。湖泊砂體主要類型有以下六種：

2.1沖（洪）積扇～辮狀河砂體

孔店組一沙四下時期，盆地邊緣近山麓一側，多發育沖（洪）積扇沉積，局部為辮狀河沉積。沉積粒度較粗，為含礫砂巖和中粗砂巖。

2.2三角洲砂體

本區河流入湖泊的淺水緩坡處，砂泥堆積易形成的向湖心突出的三角洲砂體。穿越濱淺湖，前臨半深湖，背靠寬緩河流沖積平原，距物源相對較遠，沉積物較細。平面上，由岸上到湖心依次為三角洲平原帶，三角洲前緣帶、前三角洲泥帶。主要形成于湖退區以及湖退后再次湖進初期，縱向剖面多以下細上粗反旋回為主，本區沙三上、東營組上部都發育有三角洲沉積，東營組分布范圍較廣。

2.3扇三角洲砂體

沙三上一沙二段湖退期多出現扇三角洲砂體沉積。為剝蝕區沖積扇直接入湖或沖積扇前端水流入湖而形成的砂礫巖體。隨湖泊收縮而向湖心推進。具有扇三角洲平原、扇三角洲前緣、扇前三角洲三帶結構，中粗砂巖為主，粒度較粗，分選較差。呈向上變粗的反旋回特點。

解淀粉芽孢桿菌是枯草芽孢桿菌的一個亞種，該亞種DNA中G+C含量、DNA-DNA雜交（僅有15%相同）以及產α-淀粉酶能力均與枯草芽孢桿菌有較大差異，故將該亞種升格為單獨的菌種，命名為解淀粉芽孢桿菌。解淀粉芽孢桿菌在代謝過程中能夠產生大量的酶類[1]，尤其是α-淀粉酶[2]；大量蛋白類[3]、脂肽類[4-5]抑菌物質；以及有免疫、抗氧化作用的活性物質，故而受到了國內外的廣泛關注。

2.4濱淺湖砂質灘壩

指近岸各類砂體的碎屑物質經湖浪、湖流搬運淘洗在湖岸帶及附近淺水區形成的砂體。本區孤南富林地區沙一段沉積砂體多沿岸分布，巖性為細砂、粉砂與泥巖頻繁互層。砂層薄、砂巖成熟度較高，常含鮞粒、生物碎片等。湖進、湖退期均可形成。多發育于地形較平坦、湖大水淺時期，

2.5水下沖積扇砂體

為山地河流出山口后直接進入湖盆濱淺湖區堆積，形成全部沒于水下的扇形砂礫巖體。本區沙三中、下段、沙一段湖進期發育水下沖積扇砂體。盆地邊界斷層下降盤，常形成橫向相連扇體群。水下沖積扇為近物源、強水流、快速堆積產物，沉積物顆粒粗、分選差、成熟度低，具不等粒混雜結構。

湖底扇（濁積）砂體。本區下第三紀斷陷湖盆深陷擴張期，湖水較深，深湖區面積較大，湖岸坡度較陡，濁積砂體較為發育。以五號樁近岸濁積扇砂體為例，在五號樁低凸起西側，沙三中、下期間，在斷層活動或洪水引發下，水下沖積扇碎屑物質滑塌或岸上碎屑物質由洪水重力流直接搬運至深湖區而形成濁積扇，可細分為內扇、中扇、外扇三個微相帶。

3　層序分析

斷陷湖盆地層層序，整體上包括湖進系列的正旋回和沉積物進積系列的反旋回［5］。根據本區早第三紀期間整體升降過程、斷陷活動強弱及氣候的干濕交替以及沉積物的巖性變化和接觸關系，將下第三系劃分為三個層序，分別代表三次湖進湖退過程。

層序I：孔店組一沙四下段：孔店組以氣候干旱條件下斷陷盆地初期快速充填的紫紅色粗碎屑巖夾泥巖為主，為沖積扇、河流沉積，后期因氣候長期干燥而出現膏巖沉積。本層序結束于沙四中、上期的整體抬升。

層序Ⅱ：沙四上一沙二下段：沙四上湖盆開始緩慢整體下沉，斷陷活動有所加強，氣候逐漸轉濕。隨著湖盆水域擴大和水體稀釋，出現碳酸鹽巖沉積（氣候、鹽度較為適宜）。

沙三段時期（尤其中、下期）沉降和斷陷強烈，湖盆深陷擴張，水體變深，深一半深湖相的暗色泥巖、油頁巖普遍發育。同時，沿岸砂體和深湖濁積砂體較為發育。沙三上至沙二下時期湖盆又開始相對抬升，斷陷活動減弱，氣候再度偏干，沉積物進積充填，深一半深湖區范圍縮小，大部分地區以濱淺湖相砂泥巖沉積為主。層序I與層序Ⅱ界面大致在沙四段中部。

層序Ⅲ：沙二上段一東營組：沙二段后期，盆地斷陷又一次開始加強，盆地重新接受沉積。沙一段初期盆地整體下降，斷陷活動進一步加強，氣候轉溫，湖盆進入第二次深陷擴張期，湖泊范圍擴大，深一半深湖油頁巖、油泥巖和暗色泥巖沉積為主，多夾薄層碳酸鹽巖。在濱淺湖盆緩坡帶則發育粒屑生物灘。東營組沉積早期整體沉降減弱，湖水變淺，以灰色砂泥巖沉積為主；中期雖有湖水侵進，但分布范圍及持續時間都較沙一期小而短，末期盆地強烈抬升，斷陷活動終止，兩次形成水退，湖區逐漸消失，由三角洲沉積發展為河流沖積平原。

4　沉積體系演化主控因素分析

湖盆水體的變化，是構造活動、氣候變遷、沉積物充填等因素綜合作用的結果。盆地構造沉降、斷陷加劇、氣候轉濕等因素可造成湖進；構造上升、斷陷活動減弱、沉積物充填可造成湖退。

本區早第三紀期間，構造分割性強，地形高差大，湖盆內各次級洼陷，多由北東走向邊界大斷層控制成箕狀斷陷。控制箕狀盆地邊界大斷層的下降盤一般為陡坡帶，箕狀盆地超覆帶及次級斷裂下降盤為緩坡帶。由于箕狀斷陷特點；陡坡帶以湖進為主，緩坡帶則較多出現湖退。隨著湖盆不同發育時期的地形與湖泊水體漲縮和深淺變化，各種沉積相帶的分布也隨之變化。一般來說，水退期以扇三角洲沉積為特征。水進期以水下沖積扇沉積為代表。

第三紀早期孔店組一沙四段下部為湖盆發育早期，為斷陷拉張裂谷初期充填，氣候干旱，以沖積扇、辮狀河沉積為主，局部較深部位發育有淺湖膏泥巖沉積、扇三角洲沉積。沙四上出現濱淺湖碳酸鹽巖沉積。

從沙四上開始，至東營組上部，湖盆經歷沙三中、下第一次深陷擴張（水進）、沙三上一沙二段上升收縮（水退）、沙一段一東下段第二次擴張（水進）、東營組上部第二次收縮（水退）四個大階段。

（1）沙三中、下湖盆深陷擴張，湖水侵進期間，氣候濕潤，主要為半深湖一深湖相沉積。箕狀斷陷湖盆緩坡一側，發育水下沖積扇砂體，而在陡坡一側，發育濁積扇等濁積砂體；與此同時，半深湖一深湖區內廣泛沉積了大套暗色泥巖、油頁巖。

（2）沙三上至沙二段、湖盆發生第一次抬升、收縮，氣候變干，湖水退縮變淺，大部分地區為濱淺湖相。陡坡帶，可由近岸濁積扇砂體轉化為扇三角洲砂體，緩坡帶可由水下沖積扇砂體轉化為扇三角洲、河流三角洲砂體等。

（3）沙一段至東營組下部，為第二次微陷擴張期，湖水再次侵進（規模較沙三中、下為小），湖區內濱淺湖一半深湖一深湖相均有。湖盆緩坡一側多發育三角洲砂體，湖盆陡坡一側發育有水下沖積扇砂體。半深湖一深湖區沉積暗色泥巖、油頁巖等。濱淺湖區鄰近碳酸鹽巖物源一側，常發育湖相碳酸鹽巖。

（4）東營組上部，湖盆二次收縮，湖水退縮，以濱淺湖、河流相為主，河流砂體、三角洲砂體普遍發育。