胜利埕北凹陷南部～桩东凹陷西部下第三系沉积特征分析

李锡雨（中国长江大学2012级地球科学学院，湖北武汉257094）

胜利埕北凹陷南部～桩东凹陷西部下第三系沉积特征分析

李锡雨（中国长江大学2012级地球科学学院，湖北武汉257094）

在对埕北凹陷南部～桩东凹陷西部下第三系地层、岩性分析后，系统总结了埕北凹陷南部下第三系断陷湖盆沉积体系类型及发育特征，在此基础上初步开展了沉积体系演化主控因素及层序地层分析。对本区下第三系孔店组～沙四下、沙四上～沙二下、沙二上～东营组三个层序进行了简要分析。

埕北凹陷；地层；沉积体系；层序

埕北凹陷南部～桩东凹陷西部地区位于山东胜利油区济阳坳陷的东北部，包括沾化凹陷的东部。周边构造主要为北部埕北低凸起，西部埕子口凸起，东部垦东凸起。本区早第三纪总体呈箕状断陷构造格局，受埕北、埕东、五号桩、垦东大断层的控制，构造分割性强，属典型的断陷湖盆沉积。湖盆沉积体系类型多样，受构造活动、气候变迁、沉积物充填等多种因素综合作用。

1　地层发育特征

本区早第三纪自下而上依次发育孔店组、沙河街组和东营组。

孔店组（Ek）：为凹陷发育早期的断陷充填式沉积，在本区分布局限，主要为紫色、紫红色泥岩、砂质泥岩与灰绿色含砾砂岩互层，含硬石膏夹层，化石极少［4］。

沙河街组四段（Es4）：本区普遍发育，下部以红色砂泥岩为主，在洼陷深部局部发育灰色砂泥岩及膏岩沉积；上部为暗色泥岩夹砂岩或碳酸盐、硬石膏岩，含后长金星介、少量有孔虫、藻类等化石。夹少量碳酸盐岩。

沙三段Es3：与沙四段连续沉积，沙三早期以深湖相的大套深灰色泥岩、油页岩为主，发育水下扇等湖盆砂体。由下至上呈细一粗一细的旋回，底部见斜层理、水平层理、波状层理等沉积构造。沙三中以灰色泥岩为主，可夹多组砂岩或薄层碳酸盐岩。沙三后期，随着断陷活动减弱和盆地充填沉积，逐渐演变为浅湖相为主的沉积，所含化石主要有中国华北介、惠东华北介、渤海藻等。沙三末期至沙二早期，湖盆抬升，部分地区沙三段上部被剥缺失，与沙二段下部不易区分。

沙二段上部（Es2上）：受构造活动影响，沙二段时期为盆地由整体抬升到再次下陷转折时期，沙二上主要为灰绿色、灰色泥岩与灰白色砂砾岩互层，含椭圆拱星介等化石。

沙一段（Es1）：沙一段沉积期湖盆开始进入第二次深陷期。沙一下时期水体相对较浅，湖岸附近发育粒屑生物滩，沙一上时期水体则较深，发育暗色泥岩、油泥岩、灰质泥岩等，含惠民小豆介等化石。

2　沉积单元划分

本区早第三纪期间，总体仍为断陷湖盆沉积环境。构造活动的演变和古气候的变迁以及湖盆古地形的起伏变化，控制了湖泊沉积物的发育（图3）。湖泊砂体主要类型有以下六种：

2.1冲（洪）积扇～辫状河砂体

孔店组一沙四下时期，盆地边缘近山麓一侧，多发育冲（洪）积扇沉积，局部为辫状河沉积。沉积粒度较粗，为含砾砂岩和中粗砂岩。

2.2三角洲砂体

本区河流入湖泊的浅水缓坡处，砂泥堆积易形成的向湖心突出的三角洲砂体。穿越滨浅湖，前临半深湖，背靠宽缓河流冲积平原，距物源相对较远，沉积物较细。平面上，由岸上到湖心依次为三角洲平原带，三角洲前缘带、前三角洲泥带。主要形成于湖退区以及湖退后再次湖进初期，纵向剖面多以下细上粗反旋回为主，本区沙三上、东营组上部都发育有三角洲沉积，东营组分布范围较广。

2.3扇三角洲砂体

沙三上一沙二段湖退期多出现扇三角洲砂体沉积。为剥蚀区冲积扇直接入湖或冲积扇前端水流入湖而形成的砂砾岩体。随湖泊收缩而向湖心推进。具有扇三角洲平原、扇三角洲前缘、扇前三角洲三带结构，中粗砂岩为主，粒度较粗，分选较差。呈向上变粗的反旋回特点。

解淀粉芽孢杆菌是枯草芽孢杆菌的一个亚种，该亚种DNA中G+C含量、DNA-DNA杂交（仅有15%相同）以及产α-淀粉酶能力均与枯草芽孢杆菌有较大差异，故将该亚种升格为单独的菌种，命名为解淀粉芽孢杆菌。解淀粉芽孢杆菌在代谢过程中能够产生大量的酶类[1]，尤其是α-淀粉酶[2]；大量蛋白类[3]、脂肽类[4-5]抑菌物质；以及有免疫、抗氧化作用的活性物质，故而受到了国内外的广泛关注。

2.4滨浅湖砂质滩坝

指近岸各类砂体的碎屑物质经湖浪、湖流搬运淘洗在湖岸带及附近浅水区形成的砂体。本区孤南富林地区沙一段沉积砂体多沿岸分布，岩性为细砂、粉砂与泥岩频繁互层。砂层薄、砂岩成熟度较高，常含鲕粒、生物碎片等。湖进、湖退期均可形成。多发育于地形较平坦、湖大水浅时期，

2.5水下冲积扇砂体

为山地河流出山口后直接进入湖盆滨浅湖区堆积，形成全部没于水下的扇形砂砾岩体。本区沙三中、下段、沙一段湖进期发育水下冲积扇砂体。盆地边界断层下降盘，常形成横向相连扇体群。水下冲积扇为近物源、强水流、快速堆积产物，沉积物颗粒粗、分选差、成熟度低，具不等粒混杂结构。

湖底扇（浊积）砂体。本区下第三纪断陷湖盆深陷扩张期，湖水较深，深湖区面积较大，湖岸坡度较陡，浊积砂体较为发育。以五号桩近岸浊积扇砂体为例，在五号桩低凸起西侧，沙三中、下期间，在断层活动或洪水引发下，水下冲积扇碎屑物质滑塌或岸上碎屑物质由洪水重力流直接搬运至深湖区而形成浊积扇，可细分为内扇、中扇、外扇三个微相带。

3　层序分析

断陷湖盆地层层序，整体上包括湖进系列的正旋回和沉积物进积系列的反旋回［5］。根据本区早第三纪期间整体升降过程、断陷活动强弱及气候的干湿交替以及沉积物的岩性变化和接触关系，将下第三系划分为三个层序，分别代表三次湖进湖退过程。

层序I：孔店组一沙四下段：孔店组以气候干旱条件下断陷盆地初期快速充填的紫红色粗碎屑岩夹泥岩为主，为冲积扇、河流沉积，后期因气候长期干燥而出现膏岩沉积。本层序结束于沙四中、上期的整体抬升。

层序Ⅱ：沙四上一沙二下段：沙四上湖盆开始缓慢整体下沉，断陷活动有所加强，气候逐渐转湿。随着湖盆水域扩大和水体稀释，出现碳酸盐岩沉积（气候、盐度较为适宜）。

沙三段时期（尤其中、下期）沉降和断陷强烈，湖盆深陷扩张，水体变深，深一半深湖相的暗色泥岩、油页岩普遍发育。同时，沿岸砂体和深湖浊积砂体较为发育。沙三上至沙二下时期湖盆又开始相对抬升，断陷活动减弱，气候再度偏干，沉积物进积充填，深一半深湖区范围缩小，大部分地区以滨浅湖相砂泥岩沉积为主。层序I与层序Ⅱ界面大致在沙四段中部。

层序Ⅲ：沙二上段一东营组：沙二段后期，盆地断陷又一次开始加强，盆地重新接受沉积。沙一段初期盆地整体下降，断陷活动进一步加强，气候转温，湖盆进入第二次深陷扩张期，湖泊范围扩大，深一半深湖油页岩、油泥岩和暗色泥岩沉积为主，多夹薄层碳酸盐岩。在滨浅湖盆缓坡带则发育粒屑生物滩。东营组沉积早期整体沉降减弱，湖水变浅，以灰色砂泥岩沉积为主；中期虽有湖水侵进，但分布范围及持续时间都较沙一期小而短，末期盆地强烈抬升，断陷活动终止，两次形成水退，湖区逐渐消失，由三角洲沉积发展为河流冲积平原。

4　沉积体系演化主控因素分析

湖盆水体的变化，是构造活动、气候变迁、沉积物充填等因素综合作用的结果。盆地构造沉降、断陷加剧、气候转湿等因素可造成湖进；构造上升、断陷活动减弱、沉积物充填可造成湖退。

本区早第三纪期间，构造分割性强，地形高差大，湖盆内各次级洼陷，多由北东走向边界大断层控制成箕状断陷。控制箕状盆地边界大断层的下降盘一般为陡坡带，箕状盆地超覆带及次级断裂下降盘为缓坡带。由于箕状断陷特点；陡坡带以湖进为主，缓坡带则较多出现湖退。随着湖盆不同发育时期的地形与湖泊水体涨缩和深浅变化，各种沉积相带的分布也随之变化。一般来说，水退期以扇三角洲沉积为特征。水进期以水下冲积扇沉积为代表。

第三纪早期孔店组一沙四段下部为湖盆发育早期，为断陷拉张裂谷初期充填，气候干旱，以冲积扇、辫状河沉积为主，局部较深部位发育有浅湖膏泥岩沉积、扇三角洲沉积。沙四上出现滨浅湖碳酸盐岩沉积。

从沙四上开始，至东营组上部，湖盆经历沙三中、下第一次深陷扩张（水进）、沙三上一沙二段上升收缩（水退）、沙一段一东下段第二次扩张（水进）、东营组上部第二次收缩（水退）四个大阶段。

（1）沙三中、下湖盆深陷扩张，湖水侵进期间，气候湿润，主要为半深湖一深湖相沉积。箕状断陷湖盆缓坡一侧，发育水下冲积扇砂体，而在陡坡一侧，发育浊积扇等浊积砂体；与此同时，半深湖一深湖区内广泛沉积了大套暗色泥岩、油页岩。

（2）沙三上至沙二段、湖盆发生第一次抬升、收缩，气候变干，湖水退缩变浅，大部分地区为滨浅湖相。陡坡带，可由近岸浊积扇砂体转化为扇三角洲砂体，缓坡带可由水下冲积扇砂体转化为扇三角洲、河流三角洲砂体等。

（3）沙一段至东营组下部，为第二次微陷扩张期，湖水再次侵进（规模较沙三中、下为小），湖区内滨浅湖一半深湖一深湖相均有。湖盆缓坡一侧多发育三角洲砂体，湖盆陡坡一侧发育有水下冲积扇砂体。半深湖一深湖区沉积暗色泥岩、油页岩等。滨浅湖区邻近碳酸盐岩物源一侧，常发育湖相碳酸盐岩。

（4）东营组上部，湖盆二次收缩，湖水退缩，以滨浅湖、河流相为主，河流砂体、三角洲砂体普遍发育。