盆地构造—沉积演化特征 盆地新生代沉积演化特征

作者&投稿:吁卸 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

燕山运动末期,尤其是晚白垩世以后,随着太平洋板块俯冲带向东迁移,中国大陆的东北部进入了受太平洋板块动力机制控制的构造发展阶段。在古新世,由于洋脊俯冲引起大陆岩石圈侧向伸展,地壳减薄,整个东北地区都处于拉张的应力状态之下,使依兰—伊通地区呈北东向延展的古基底断裂重新复活,产生局部裂陷。但此时研究区仍在遭受剥蚀,始新世初期太平洋板块继续向亚洲板块俯冲作用的增强,断裂的继承性活动强度增大,产生压扭性拉张环境,形成拉分类型的依兰盆地。进入裂陷初始阶段,沉积了底部粗碎屑岩段,沉积环境主要以冲积扇—河流相为主。始新世中期,进入稳定沉降阶段,由于边缘断裂脉动性活动,沉降幅度深浅变化相对较小,形成了含煤及油页岩建造,以湖泊—泥炭沼泽相为主。本段沉积时古地理面貌发生了明显的分异,盆地中出现了持续存在和逐步扩大的湖区。一段时期内湖水面积很大,但湖水较浅,总体表现为水进期,经常发生湖泊淤浅泥炭沼泽化环境形成煤,说明本段沉积时期,同沉积断裂活动减弱;另一段时期形成了面积较大的持续时间较短的半深湖泊,形成油页岩。该段与下伏的粗碎屑岩段呈过渡关系,由泥岩、粉砂岩、油页岩和煤层组成。始新世后期盆地进入最大裂陷阶段,以冲积扇—扇三角洲—湖泊沉积体系为主,冲积扇体向盆地内推进,并出现了扇三角洲,在盆地内形成了较大面积湖盆,沉积了厚层油页岩段;始新世末期处于裂陷萎缩阶段,形成砂页岩段,沉积体系主要为河流-三角洲沉积体系。本段沉降时,虽然同沉积断裂仍在活动,但由于地壳抬升,盆地面积已经萎缩,在冲积扇物源供给丰富的条件下,盆地被充填,一般油页岩、煤层不发育。在渐新世断裂继续活动,总体表现为初期强烈,后期减弱,而后太平洋板块的运动方向由北北西转变为北西西。在这一转变过程中,伴随早喜玛拉雅运动的发生,使古近纪及以前的构造层局部抬升,掀斜,遭受剥蚀。进入中新世,由于太平洋板块自南东东方向向亚洲大陆碰撞,印度板块自南西向北东方向运动,促使亚洲大陆内部产生拉伸、蠕散作用。大陆东部岩石圈的热衰减造成大面积沉降作用发生,取代了早期广泛的断陷活动,形成了以拗陷为主的中新统沉积,此时依兰盆地进入拗陷萎缩阶段,大面积沉降,接受道台桥组细碎屑岩沉积。上新世,随着挤压应力的增强,研究区块体整体抬升,研究区再次遭受剥蚀,使上新统沉积局限。

综上所述,依兰盆地第三纪构造—沉积演化经历了裂陷初始、稳定沉降、最大裂陷、裂陷萎缩、隆起抬升与拗陷萎缩阶段,构造对研究区第三纪含煤、含油页岩盆地的生成、发展起到决定性作用。盆缘同沉积断裂不仅控制着盆地形成、达连河组地层展布,也对沉积环境及油页岩成藏具有一定的控制作用。



盆地构造演化特征~

区域构造的演化特征受控于非洲板块的演化和形成,在泛大陆的分裂中,非洲大陆从晚三叠世开始与美洲、印度、澳大利亚和南极洲分离,经晚白垩世、古近纪至第四纪的持续发展演化,才形成目前的非洲板块(R.Black et al.,1979;R.Guiraud et al.,1992;C.Moreall et al.,1987;J.M.Bertrand et al.,1978;J.M.O'Connor et al.,1990;G.J.Genik,1992)。非洲板块西北部与北美洲和欧洲于晚三叠世—中晚侏罗世分离,北大西洋首先形成;非洲西北部的西非地盾与南美洲圭亚那地盾前寒武纪是相连的,尼日利亚地区与巴西东北部地区岀露有相同的前寒武纪地层,且褶皱线相当,构造线方向一致(图2-15),于中白垩世与南美洲分裂,南大西洋形成;非洲东部在二叠纪期间与现代印度洋中的各大陆和南极洲是相连的(图2-16a),但也有部分学者认为,泛大陆东南部的构造单元较多,范围更大,包括中国的北部、塔里木地台和西藏地台(图2-16b),于晚侏罗世,非洲板块东部与印度、澳大利亚和南极洲分裂,印度洋形成。

图2-15 非洲和南美洲地质构造拼合图

1.古生代构造演化
寒武纪至奥陶纪末,非洲整体发生了一次强烈的造山运动,即泛非运动。在此次运动中,非洲古陆向北移动,导致古海洋位置改变,部分海水侵入,古陆北部包括非洲北部和阿拉伯西南部,古陆南部包括南美和非洲南部边缘(T.McHargueetal.,1992;R.H.Dott etal.,1977;J.P.Liegeoisetal.,1994)。

图2-16 泛大陆东南部组成单元图

泛非运动是非洲地史中最强烈的运动,以后的地质运动,包括非洲大陆解体、陆上裂谷的形成和火山岩的活动,均受泛非运动的影响。泛非运动形成的区域构造和古生代沉积,只分布于非洲南部、北部,而且均为海相沉积。
非洲北部撒哈拉区为地台型海相沉积,在早古生代,海进由西向东,经泛非运动后变为由北向南。古生代晚期的海西运动,使非洲北部地台区分成许多隆起和盆地,非洲北部和西北部为泥盆纪时的地槽活动区,但海西运动使其强烈褶皱变形,形成非洲西北部的褶皱带。
非洲南部的古生界主要分布在59×104km2的卡鲁盆地中,其地层与非洲北部相差很大。古生代早期,地层与北部相当,下古生界的开普组为连续性沉积,分布在冈瓦纳大陆南缘的被动大陆边缘。泛非运动在该区形成了开普褶皱带,从石炭纪至三叠纪,整个非洲南部地区发育从内陆冰川开始的沉积,并形成沉降型陆相盆地,上古生界只沉积在其北的卡鲁盆地中。
由于非洲北部古生代地层发育范围较南部大,而且目前勘探程度较南部高,因此对北部的地层和构造运动的了解较南部深入。
非洲北部前寒武纪地台的北部称撒哈拉地台,发育古生界和中、新生界,撒哈拉地台是一个比较稳定的克拉通(A.Lesquer et al.,1990;A.M.Boullier et al.,1991)。寒武纪以后沉积盆地稳定下沉,沉降最快的地区位于地台的西部。区域内构造的形态由隆起所控制,绝大多数构造是古生代以前形成的,以后又经历了多次活化。
寒武纪—奥陶纪,几次运动形成了轻微的构造隆起,局部遭到剥蚀,在此期间许多盆地下沉。志留纪—泥盆纪,加里东运动是第一次主要的构造运动时期,形成了几个重要的隆起带和倾斜区块,导致沉积厚度降低,一些区带遭受剥蚀,大部分地区沉积间断;在此期间撒哈拉地台形成了由几个隆起分开的凹陷。晚石炭世的海西运动是剥蚀期后强烈的构造运动,加深了古生代沉积盆地中的主要构造形态。
撒哈拉地台上部沉积与古生界区分明显,中、新生界沉积在海西不整合面之上。古生界不整合在前寒武纪基底之上,中生界不整合在古生界之上(P.M.Vincent et al.,1970)。古生界沉积的保存受海西不整合剥蚀程度的控制,在撒哈拉地台的北部和东北部,剥蚀强烈,深达寒武系。
古生界绝大部分是硅质碎屑岩,碳酸盐岩和蒸发岩仅在上石炭统中存在。沉积岩一般不具有复杂的构造,但具旋回性。一些岩相和层位横向延伸广泛,地层倾向一般与基底有关,变化不大。
总之,古生界沉积在海西面变化较大的地区,其旋回性明显,在露头区可观察到旋回,特别是在板状岩层中;在向斜中古生界保存较好,海西运动剥蚀较少。
2.中、新生代构造演化
中生代,非洲板块与美洲、澳大利亚、南极洲分裂(R.Black et al.,1970;J.M.Bertrand et al.,1978;R.B.Hargraves et al.,1987)。在非洲分裂初期,晚三叠世地层开始在非洲板块沉积,侏罗系则不具冈瓦纳古陆的特点。但这两个时代的地层,在非洲的沉积区域和厚度均较小,不是非洲中生代地层的主要层序。
白垩系是非洲中生代地层中沉积的主要层系,与冈瓦纳古陆其他部分地层不相连,而是独立沉积于非洲板块,具有独特的沉积体系(J.P.Liegeois et al.,1983)。白垩系沉积主要由两部分组成,一是沉积在板块被动边缘盆地,二是沉积在板块陆上裂谷盆地中,白垩系的沉积特点是具有盐层。
新生界古近-新近系沉积也分两部分,主要沉积在两个三角洲盆地,其次沉积在裂谷盆地和褶皱带盆地中。
3.第四纪构造演化
非洲大陆第四纪与南美大陆十分相似,已在第四纪地层中发现了大批早期人类化石。位于东非大裂谷系坦桑尼亚北部的奥尔杜威峡谷第四系出露完好,基本是连续沉积,富含脊椎动物化石。
在非洲南部的有些地方存在第四系的沙丘,说明第四纪时存在干旱沙漠区。非洲西北部的阿特拉斯山系、东部的肯尼亚山是一些高山地带,第四纪也曾产生过山岳冰川;非洲目前的最高峰、坦桑尼亚东北部的乞力马扎罗山,山顶上仍有山岳冰川存在。

渤海湾盆地新生代的沉积演化史包括古近纪裂谷断陷、新近纪—第四纪拗陷两个阶段。古近纪裂谷断陷阶段又进一步分为断陷初期、第一断陷期、第二断陷期三个时期。
(一)断陷初期
裂谷断陷初期,盆地大部分地区处在沉积基准面之上的剥蚀区,沉积区分布面积小。沉积区主要沿主要断裂带分布,沿区域性深大断裂带——郯庐深大断裂分布的如辽河坳陷,沿盆地边界大断裂如太行山东麓断裂带分布的廊固、保定、石家庄等凹陷,沿鲁西隆起北部和西部断裂带分布的有昌潍坳陷、辛县凹陷和东濮凹陷。沿盆地内一级构造单元边界如沧东断裂分布的有东侧沧东、南皮凹陷,西侧深县、冠县凹陷。沿二级构造单元边界如陈家庄、无棣、宁津等凸起南缘断裂带分布的东营凹陷和惠民凹陷(图5-23)。
渤海湾裂谷盆地的显著特征之一是孔店期早期沿区域深大断裂发生持续时间较长,厚度巨大的基性火山岩喷发,在辽河拗陷孔店期的玄武岩层广泛发育于西部凹陷、东部凹陷和大民屯凹陷,火山岩覆盖面积可占凹陷面积的二分之一。呈NE向带状分布,最大厚度在1200m以上。山东潍北凹陷也发育巨厚玄武岩层,玄武岩层中夹薄层深灰色、黑色泥岩、炭质泥岩及薄煤层,反映火山活动时的湖泊及沼泽环境。
裂谷盆地断陷初期的孔店组其下部孔三段以充填式沉积为特征,不整合于上白垩统之上。以冀中坳陷太行山东麓为典型,是一套分选极差的杂色砾岩、砂砾岩及红色砂质泥岩。在黄晔坳陷的沧东断陷带沧东、南皮地区的同期沉积,即孔店组的命名地点为红色砂质、砾质泥岩夹绿色泥岩、砂岩及玄武岩。此套地层未发现化石,属冲积扇、河流至极浅水的湖泊环境。上述两地岩相上的明显差异反映不同级别的主要断裂活动幅度及块断幅度对沉积物性质的控制。从层序地层学的观点分析,孔三段属层序下部的低位体系域。
断陷初期的孔二段,孔店地区为灰黑色泥岩夹砂岩及玄武岩,为含丰富的介形类五图真星介-沼泽拟星介组合的浅湖环境。济阳坳陷的含五图真星介层为灰色泥岩、白云质泥岩夹碳质泥岩、砂岩及含砾砂岩和砾岩。冀中坳陷南部发育蓝灰色的膏泥岩及白云岩,在廊固凹陷桐柏断层下降盘为黑色泥岩及砂砾岩层,是全盆地水体较深的湖区。孔二段分布范围较孔三段广,是层序中部的湖侵体系域,是孔店组中的生油层段。
断陷初期的孔一段为棕红色砂岩、粉砂岩和泥岩夹五层炭质泥岩。在济阳坳陷出现少量硬石膏质泥岩。含火红美星介-美丽金星介化石组合及潜江扁球轮藻。孔一段分布范围比孔二段更广,而湖区范围缩小水体较浅,是冲积扇河流和浅水湖泊环境,是层序中的高位-下降体系域(水退体系域),是孔店组中的重要储集层段。

图5—23 渤海湾盆地古近系孔店组沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
岩性、岩相、厚度和沉积速率的差异性,反映裂谷盆地早期的分隔性,包括沉降时间。沉降幅度的差异,物源区供给速度的差异和古地形、古气候的差异。
(二)第一断陷期
1.沙四期
孔店末期盆地普遍抬升,孔三段上部出现不同程度的剥蚀,并形成古近系的深层构造,如林樊家构造和孔店构造。
沙四期黄骅坳陷处于隆升状态,沉积范围小。鲁西隆起以北的东营至东濮等断陷群沙四期沉积十分发育。冀中坳陷基本继承孔店期的沉积轮廓。辽河坳陷在经历孔店期的剧烈火山活动后,沉降较晚,普遍缺失沙四段中下部沉积,其中东部凹陷直至沙三期始接受沉积(图5—24)。

图5—24 渤海湾盆地古近系沙四段沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
沙四段与孔店组不整合接触,与沙三段为连续沉积。在干热气候控制下普遍发育红色沉积、膏盐沉积和碳酸盐沉积。由于构造沉降及物源供给的差异,其旋回性及沉积特征有差别。
代表东营凹陷湖盆中部沉积的沙四段有较明确的三分性,以粗碎屑岩少,膏盐层及碳酸盐岩层多为特征。下部为红色泥岩夹少量砂岩、硬石膏及盐岩,上部为碳酸盐岩及油页岩。下部沉积在凹陷边缘发育粗碎屑的冲积扇与河流沉积,与凹陷内部滨浅湖红色泥质及含膏沉积组成低位体系域,仅含少量轮藻。中部除含轮藻外,还有较多的介形类、腹足类和藻类,是湖侵的标志。晚期由凹陷边缘冲积扇、水下扇、扇三角洲及滨浅湖滩坝,经斜坡及水下隆起的碳酸盐沉积至湖盆中心的泥岩和油页岩,介形类、腹足类丰富,并含超微钙藻和中国技管藻,是明显的湖侵早期体系域。
在其他地区,也同样存在低位体系域和湖侵体系域,但三分性并不明显而表现为二分性。如东濮凹陷和冀中坳陷南部,下部为棕红色泥岩与粉砂岩互层至棕红色夹灰色泥岩;上部为深灰色泥岩、含膏泥岩、粉砂岩夹薄层碳酸盐岩及白云质灰岩。
在冀中坳陷北部沙四段旋回性明显,由粗—细—粗组成。下部为灰白色、红色砂砾岩段,中部为暗色生油泥岩段,上部为暗色泥岩与粉砂岩、细砂岩互层。形成低位期的河流沉积,湖侵期较深湖泥质沉积和浊积沉积,高位期的三角洲沉积。砂质浅滩及礁灰岩见于隆起斜坡。
气候较为润湿的辽河坳陷沙四段上部沉积也是一个普遍湖侵过程,但不具含盐沉积。在最北部的大民屯凹陷沙四段底部为粗碎屑砾岩、砂砾岩及红色、杂色泥岩(冲积扇、低位体系域),继以水进背景下形成的砂砾岩夹湖相泥岩的扇三角洲,此后为稳定浅水油页岩及快速湖侵期的深水厚层质纯暗色泥岩。在西部凹陷北部半封闭的湖湾区,沙四段上部碎屑物供给少,湖水矿化度较高,主要为白云质灰岩、缅灰岩、钙质页岩、泥岩、油页岩夹薄层粉砂岩。在西部凹陷南部的开阔湖区斜坡带为砂岩、砂砾岩与灰色、棕红色泥岩间互的辫状河三角洲沉积,末期物源供给锐减,水体变浅,在三角洲顶部普遍发育灰色泥岩与油页岩、钙质页岩、白云质灰岩薄层间互沉积。
2.沙三期
沙三期渤海湾盆地发生大幅度沉降,沙四段处于隆升状态的黄骅坳陷和辽河东部凹陷此时也接受沉积,渤海海域也见沙三段超覆在前古近纪不同层位之上。济阳坳陷、辽河西部凹陷和大民屯凹陷在沙四段浅湖沉积的背景上快速沉降形成深水湖盆。冀中坳陷的沉降中心在孔店期至沙四期位于西部,沙三期转向东部(图5—25)。
古气候除盆地南部较干热外,大都远较孔店期和沙四期温湿。
沙三段是渤海湾盆地沉积发展的深陷期和主要生油岩发育期,也是决定各凹陷含油气潜力的最重要沉积阶段。大套深水暗色泥岩夹各种类型重力流的砂岩。砂砾岩和砾岩是这个时期的普遍特征。但各地区因断块运动的差异性,物源供给的变化,南北气候环境及内部古地形的不同,故次级旋回性及沉积特征存在差别。
济阳坳陷沙三段有明显三分性,下部为含隐瘤华北介的深灰色、棕褐色泥岩和油页岩,夹少量粉砂岩。中部为含脊刺华北介的深灰色泥岩夹泥灰岩和浅灰色不等粒含砾砂岩。上部为含惠东华北介的灰色含砾砂岩、砂岩夹泥岩和少量碳质泥岩。沉积上,沙三段下部以深湖泥质沉积和水下扇广布为特征,深湖区范围最广;沙三段中部深湖泥质沉积区有所收缩,并发育水下扇、扇三角洲和三角洲沉积;沙三段上部深湖泥质沉积区大大收缩,并以发育三角洲和扇三角洲为主(图5—25)。
辽河坳陷在生物地层上也有相同的三分性,在沉积环境上有其突出特征,最大湖侵期发生于沙三中期,沙三段以水下扇沉积为主(如莲花油层和大凌河油层)及部分扇三角洲沉积。

图5—25 渤海湾盆地古近系沙三段沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
冀中坳陷沙三段下部为暗色泥岩夹钙质页岩、油页岩和白云岩,中部为灰色泥岩和砂岩呈互层或夹层,上部为灰绿色泥岩与细砂、粉砂岩呈互层或夹层。最大湖侵期为沙三早期,以三角洲沉积为主。
黄骅坳陷的北部物源活跃,由砂岩、砂砾岩段与暗色泥岩形成多个次级旋回,南部为深灰色泥岩夹薄层粒屑灰岩,中部地区以砂泥岩为主,次级旋回性不及北部明显。沉积上北部和中部以水下扇为主,南部以三角洲和滩坝相为主。
渤海湾盆地南部的东濮凹陷在干热气候和内部分隔性复杂的古地形控制下形成多韵律的含盐沉积。由盐岩层、盐膏层、含膏泥岩及钙质页岩、油页岩组成多套盐韵律层及砂泥岩韵律层。上部为灰色泥岩、油页岩与砂岩互层。沉积上以细砂岩、粉砂岩为主,形成轴向三角洲及横向水下扇沉积。
渤海海域除海中隆起缺失外,其他地区均有沙三段分布,由砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩与暗色泥岩组成向上变粗或向上变细的旋回。沉积环境以水下扇、浊流及扇三角洲相为主。
总观渤海湾全盆地,沙三期沉积范围比沙四期扩大和加深,继沙四晚期浅水碳酸盐沉积后,沙三早期出现较普遍的油页岩集中段,代表由沙四段上部浅水碳酸盐沉积与沙三段中下部深湖泥质沉积及水下扇之间的过渡沉积。沙三段上部沉积普遍向浅水和向粗变化的灰绿色泥岩及砂岩、砂砾岩。沙三早中期属于主湖侵期(深水)体系域,沙三晚期属于高位和下降(水退)体系域。沙三晚期在辽河西部凹陷、沾化凹陷和南堡凹陷以扇三角洲和水下扇沉积为主,与沙二段呈明显不整合接触,在东营凹陷沙三段上部高位期以三角洲沉积为主,与上覆沙二段下部的河流三角洲相基本为连续沉积(图5-26)。在东濮凹陷,系统的研究查明,沙四段和沙三段各亚段沉积范围的变化: < < < < ,反映湖侵和湖退的过程。
(三)第二断陷期
1.沙二期
沙三晚期渤海湾盆地发生普遍抬升,抬升剧烈的沉积区成为剥蚀区,沙三段上部与沙二段呈明显不整合接触,如辽河大民屯凹陷、东部凹陷和西部凹陷北部,黄骅坳陷南部,冀中坳陷北部和西南部。在充填速率大于沉降速率的地区沙三段与沙二段为连续沉积,而沉积环境发生明显变化。如东营凹陷沙二段下部河流三角洲相沉积范围进一步扩大,于沙二晚期大部分地区隆升剥蚀,沙二段下部与沙二段上部为不整合接触。东濮凹陷由沙三段上部湖相转为沙二段下部河流及浅湖相,即沙三晚期至沙二早期抬升运动的强弱及表现形式不完全一致,反映大型断陷盆地不同凹陷构造沉积发育的差异(图5—27)。
辽河坳陷沙二段为肉红色砂砾岩、砂岩夹灰绿、棕红色及灰色泥岩。侧向可相变为生物灰岩、鲕灰岩,向湖方向相变为钙质页岩及深灰色泥岩,含沙二段上部椭圆拱星介组合,不含卵形拱星介及济南星形介沙二段下部组合,故确认类似地层缺失沙二段下亚段,沙二段上部与沙三段上部为不整合接触。冀中坳陷北部廊固凹陷与辽河相似。
东营凹陷沙二段下部与沙三段上部为连续沉积,由灰绿色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩夹碳质泥岩组成,含卵形拱星介及济南土形介,沙二段上部为紫红色、灰绿色泥岩和砂砾岩,含椭圆拱星介。
在沾化凹陷的大部分地区缺失沙二段下部,只在凹陷中心渤南沙二段下部为暗色泥岩和白云质、灰质泥岩,仅20m厚。沙二段上部岩性类似沙二段下部,上部出现少量灰绿色和红色泥岩,边缘夹有砂岩或以砂砾岩为主。胜利油田姚益民在沙二段底部发现含惠东华北介的沙三段再沉积灰岩砾岩层,超覆于沙三段中下部之上。类似情况也发现于辽河西部凹陷兴隆台和黄骅坳陷歧口地区。说明沙三段与沙二段之间的不整合是明确的。

图5-26 东营凹陷607连井剖面沉积断面图

(据胜利油田研究院,2000)

图5—27 渤海湾盆地古近系沙二段沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
东濮凹陷沙二段分布范围较沙三段缩小,下部为河流至滨浅湖相沉积的紫红色、浅棕色砂泥岩,上部出现红色、灰色泥岩夹含膏泥岩的浅湖沉积。沙二段与沙三段大部分地区表现为连续沉积,而沉积环境发生重要变化,由浅湖-半深湖(沙三段)向河流及滨浅湖相转变。含博兴玻璃介和肖庄美星介,不含东营凹陷沙二段下部的卵形拱星介及济南上形介。渤海海域的沙二段的分布范围也较沙三段小,在歧口凹陷为灰色砂岩,含砾砂岩、杂色砾岩夹深灰色泥岩,中上部偶夹薄层油页岩和白云岩,凹陷中心为浅灰色泥岩夹薄层砂岩,也以含椭圆拱星介组合为标志。与沙三段在凹陷中为整合接触,在隆起或斜坡带为不整合接触。
综上所述,渤海湾盆地沙二段与沙三段之间普遍存在不整合,仅在部分凹陷,特别是凹陷中心为连续沉积。因此,沙二段是古近系第三旋回的下部,即第三层序的低位期体系域及湖侵早期体系域,在不同凹陷沙三段下部沉积体系不同,可以是河流和滨浅湖,也可以是扇三角洲和滨浅湖浅滩,也可以是水下扇沉积等。
2.沙一期
沙一期在沙二末期沉积背景上继续稳定沉降和扩张。盆地内部的低隆起此时也接受沉积,如辽河坳陷大民屯凹陷与东部凹陷间的狭窄低隆起位于湖水之下,三个凹陷水域相通。在冀中坳陷沙一段的碳酸盐沉积也发现于太行山麓的北京凹陷和河北曲阳县灵山镇(图5-28)。
沙一期气候湿润,湖泊水体有一定含盐度,沉积物以普遍碳酸盐岩为特征。
沙一段是古近系第三旋回层的最大湖侵期。地层发育有二分性,也有三分性。
东营凹陷沙一段下部为深灰色、灰绿色泥岩夹生物灰岩和白云岩,含明亮丽星介;中部为深灰色泥岩夹生物灰岩、针孔状藻白云岩和白云岩,含惠民小豆介;上部为灰绿、褐灰色泥岩夹豆状砂岩,含光亮西营介和李家广北介。即中下亚段为特殊岩性集中的浅湖沉积,上亚段为滨浅湖泥质沉积,夹分选良好的河口坝砂层。与下伏沙二段上部,上覆东营组为连续沉积。沾化凹陷沙一段为大套油页岩及生物礁。
黄骅坳陷沙一段广泛超覆在不同层位之上。在中北部地区,沙一段下部为中细砂岩及含砾砂岩与深灰、灰绿色泥岩组成的四个水进小旋回层;南部地区由粒屑灰岩、泥晶灰岩、白云岩、钙质页岩、油页岩和泥岩组成。上段为深灰色泥岩。
冀中坳陷沙一段下部为灰色泥岩、油页岩、钙质页岩、泥灰岩及生物灰岩段。上部为紫色泥岩夹砂岩。
辽河坳陷沙一段下部特殊岩性段与沙二段呈连续沉积,在西部凹陷斜坡带沙一段砂岩与下伏沙三段泥岩段或砂岩段不整合接触。在东部凹陷及大民屯凹陷与沙三段上部炭质泥岩集中段不整合接触。
东濮凹陷沙一段下部为灰白色盐岩、石膏与泥岩、碳酸盐岩组成的韵律层。上部由灰色、灰色泥岩及碳酸盐岩组成。
渤海海域沙一段基本由深灰色泥岩、灰褐色油页岩、钙质页岩、泥灰岩、白云岩和生物碎屑灰岩等组成特殊岩性段的碳酸盐台坪沉积。
层序地层特征上,在边缘地区,沙一段超覆在不同层位之上,或与沙三段上部呈不整合并以浅水碳酸盐沉积的广泛分布作为古近系第三层序湖侵体系域的突出特征。
3.东营期
东营期渤海湾裂谷盆地处于最后一个演化阶段,抬升与收缩阶段,沉降沉积中心向渤中坳陷转移。气候较为湿润。边缘物源区的水系也较为发育,向湖盆输入大量碎屑物质,是河流三角洲沉积广泛发育阶段。在盆地边缘,东营组与沙一段有局部不整合接触,如辽河坳陷北部(图5-29)。
东营组在渤海海域是分布最广的一个组,与下伏沙一段为连续沉积,在凸起和斜坡地带层层向上超覆。渤中地区厚度大于2000m。下段为大段灰、深灰、灰褐色泥岩夹少量薄层砂岩,化石丰富,为浅湖和深湖环境,是渤海湾盆地东营期的沉降沉积中心;上段为砂岩、含砾砂岩与灰绿色、紫红色泥岩互层,滨浅湖及河流三角洲沉积。

图5—28 渤海湾盆地古近系沙一段沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
黄骅坳陷东营组与沙一段为连续沉积,下部为灰色、绿灰色泥岩与砂岩互层,中部为泥岩夹砂岩,上部为灰绿、灰褐至紫红色砂岩、中细砂岩与砂砾岩。
济阳坳陷东营组与沙一段连续沉积,下部为暗色泥岩夹粉砂岩及少量薄层白云质灰岩;中部为深灰、灰绿色泥岩夹薄层粉砂岩,其下有多层白云质灰岩;上部泥岩为灰绿色及紫红色,其下为含砾砂岩。

图5—29 渤海湾盆地古近系东营组沉积体系分布图

(据CNPC,2000;裘怿楠等,1997)
辽河西部凹陷南部东营组为一向上变粗变浅的反旋回沉积,其下部为大段深灰色泥岩,与沙一段连续沉积,向北至凹陷中部为砂泥岩互层夹炭质泥岩,凹陷北部出现大套紫红及灰绿色泥岩与砂岩、砂砾岩互层。反映凹陷北部抬升,南部沉降,水域范围明显收缩,在凹陷北部呈退覆式沉积。
冀中坳陷东营组为一粗—细—粗,红—灰绿—红的完整旋回。下部为紫红色泥岩与砂岩不等厚互层;中部为灰绿色泥岩夹薄层砂岩,含碳质泥岩,局部夹油页岩;上部为紫红色泥岩与砂岩互层。在坝县饶阳凹陷与沙一段为连续沉积,在构造带及凸起顶部为不整合接触。
综上所述,就盆地整体而言,东营组与沙一段连续沉积,呈反旋回特征,是古近系第三层序的高位及水退体系域,由半深湖-浅湖-三角洲-河流及冲积扇沉积组成;位于盆地边缘和凸起顶部,东营组与沙一段呈局部不整合接触,并形成粗—细—粗的次级旋回。这些地区沙二段至东营组可以划分出低位体系域 湖侵体系域(沙二段至沙一段)和低位体系域-湖侵体系域-高位、水退体系域(东营组三段至一段)。
(四)盆地坳陷阶段
新近纪和第四纪渤海湾盆地整体沉降,发育洪泛平原和河流相较粗的砂泥岩不等厚互层沉积,为盆地坳陷阶段沉积。

沉积演化特征
答:在分析各构造层发育特征的基础上,结合前述区域地质背景的演化过程,讨论其沉积特征。 (一)Ⅳ构造层 Ⅳ构造层也称“印支构造层”,即古特提斯边缘沉积层。如前所述,南海北缘地块当时位于南海中部特提斯北侧(图2-31),应广泛发育Ⅳ构造层,可能后来经印支运动和燕山运动的强烈改造而较难识别。Ⅳ构造层的地震反射层序...

地层、构造及沉积特征
答:盆地南北向基底构造剖面特征如图1-4。可以看出,在沙漠区内,地块相对较稳定,除个别地段外,中生代和新生代升降幅度不大,而主要是老、新第三纪沉积作用的“填平补齐”,使沙漠区第四纪以来的沉积厚度各地变化不大。唯有麻扎塔格山、乔喀塔格山一带和民丰北凸起有第三纪基岩出露于地表(蔡春芳等,1997),...

渤海湾盆地构造-沉积演化简史
答:据上古生界地层厚度研究,渤海湾地区在晚古生代沉积时的构造特征表现为:在临清-济阳(上古生界沉积厚800~1000m),泊头-黄骅(上古生界沉积厚1200m),武清-唐山(上古生界沉积厚1200~1700m)等地存在着向斜构造,沉积厚度较大,而在上述凹陷间的背斜隆起区,则沉积厚度稍薄,一般为500~800m。表明上古生界含煤岩系沉积时,...

盆地新生代沉积演化特征
答:在干热气候控制下普遍发育红色沉积、膏盐沉积和碳酸盐沉积。由于构造沉降及物源供给的差异,其旋回性及沉积特征有差别。 代表东营凹陷湖盆中部沉积的沙四段有较明确的三分性,以粗碎屑岩少,膏盐层及碳酸盐岩层多为特征。下部为红色泥岩夹少量砂岩、硬石膏及盐岩,上部为碳酸盐岩及油页岩。下部沉积在凹陷边缘发育粗...

沉积充填特征及其演化历史
答:裂后充填期以补偿式沉积和大面积河流体系为特点,沉积体系展布已不再受主干断裂活动性的控制,地层厚度在全区比较稳定,表明中国东部新生代陆相断陷盆地此时已统一于整体消亡之中,其构造活动性相对较弱,而且均一平原化。 总之,从新生界多幕裂陷和裂后沉降演化及其沉积充填响应可以看出,每幕裂陷代表了在一定构造应力...

沉积体系特征
答:(1)沉积构造特征 1)底面构造:底面构造是识别风暴沉积的重要标志。研究区常见的风暴岩底面构造有冲刷面、底模及撕裂构造等。其中,冲刷面有平坦状、波状、复杂形状等形态;底模主要为多向槽模,模长15~30cm,高0.5~1.4cm,底部圆滑,充填物为异地陆屑;撕裂构造突出特征是砾屑层与下伏岩层无明显界线,野外剖面上可...

沉积体系演化及分布
答:(一)沉积体系纵向演化特征 研究区沉积体系的发育与演化在断陷期和坳陷期差别较大。断陷时期各断陷盆地彼此分隔自成体系,分别沉积了一套以湖泊沉积体系为代表的陆源碎屑。各断陷盆地中湖泊体系、水下扇—扇三角洲体系十分发育。坳陷时期,松辽盆地形成统一的大型陆相坳陷型盆地,本研究区仅为盆地东南...

沉积构造及其特征
答:形成于浪基面以下,由风暴流沉积而成。 二、层理序列 太行山中段沉积地层中以常州沟组与张夏组层理最发育 ( 表 3 -3) ,表现为类型多、纹理清楚、垂向变化连续等特征,它们的序列组合特征可判断其沉积环境及演化特点。 表3 -3 张河湾地区盖层层理类型特征 续表 1. 海滩体系的层理序列 分布于常州沟组,主要...

浙西皖南沉积-大地构造演化
答:浙西早古生代沉积盆地以其沉积物厚度大,具有壳相和笔石相共生的生物群组合,较为复杂的构造变形但又缺乏加里东期强烈的褶皱运动和岩浆活动等特征,长期以来引起地学界对其性质和成因的争论。如扬子地台相比,它具有较强的活动性,而较之华南加里东地槽主体部分来说,具有相对的稳定性(夏邦栋,1986;夏邦栋等,1988)。笔者研究...

沉积模式与沉积演化
答:鄂尔多斯盆地边缘在早古生代的地质发展主要受西侧祁连海和南侧秦岭洋的地质演化与区域构造运动影响,其沉积相类型变化与时空展布明显地受该时期的古地理格局的控制。盆地西缘和南缘所处的古地理位置不同,随着构造格局的变动,在古生代发育了各具特点的沉积相序列。鄂尔多斯盆地南缘下古生界的分布在南北方向上具有明显的分...