东海陆架西湖凹陷新生代沉积地层时代厘定

陈忠云，鲁法伟，张建培，张 涛

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海 200030）

自上世纪80年代以来，地质矿产部上海海洋地质调查局、中国地质科学院地质研究所等单位，对西湖凹陷的生物地层做了较为系统的研究工作，初步建立了新生代地层序列和年代地层格架，2000年武法东等论述了东海陆架盆地西湖凹陷第三系层序地层[1]。但由于掉块和再沉积等原因，对地层时代的归属存在一定争议。例如，周秀芳等依据孢粉和轮藻化石资料将花港组地层时代归属为渐新世[2]，武法东等依据花港组发现的海绿石以及沉积环境的分析认为花港组地层时代可能为始新世[3]；同时平湖组、花港组以上地层时代研究较少。随着西湖凹陷勘探开发的进一步深入，地层时代的厘定对于地层划分与区域对比以及等时地层格架的建立愈加重要。本文从孢粉组合出发，分析孢粉组合发育所对应的古气候特征，结合有孔虫和超微化石资料，对西湖凹陷新生代各组地层时代进行厘定。

1 区域地质背景

西湖凹陷位于东海陆架盆地东部坳陷带，面积约5.9×104km2。南北分别与钓北凹陷、福江凹陷相接，东以钓鱼岛隆褶带为界，西面自北向南与虎皮礁隆起、长江坳陷、海礁隆起、钱塘凹陷及渔山低隆起相邻，平面上可划分出3个构造带，即西部斜坡带、中央洼陷—反转构造带和东部断阶带[4,5]（图1）。西湖凹陷新生代沉积地层自下而上主要发育古近系平湖组、花港组；新近系龙井组、玉泉组、柳浪组、三潭组；第四系东海群。

2 古近纪地层时代讨论

2.1 平湖组

图1 西湖凹陷构造区划示意图(据文献[4]修改)!Fig.1 Schematic tectonic map of Xihu sag(Modif i ed from reference [4])

平湖组六段（有研究定为宝石组[6～8]）主要发育孢粉组合为海金沙孢—单缝水龙骨科孢子—粗网孢，超微化石包括Dictyococcites scrippsae(NP16-NP25)、Cribrocentrum reticulatum(NP16上-NP19下)、Ericsonia formosa(NP13-NP21)。平湖组四段、五段中发现Nonionella alabamensis，该种是美国中始新统Wilcox群的标志分子之一；还产Subbotina angiporoides lindiensis、S. linaperta、Globorotalia (T.)cerrozulensis等浮游有孔虫，指示P14-P16带。发现Cribrocentrum reticulatum、Reticulofenestra umbilica、R. dictyoda、Discoaster bardadiensis等超微化石组合，指示中始新世。还发现海金沙孢-杉粉-榛木粉孢粉组合，见于邻区台北坳陷中始新统。从气候变化来看（图2），中始新世氧同位素减少，气候变热，适合榛木等喜温植物的生长。因此，平湖组四段、五段、六段地层时代为中始新世鲁帝特晚期—巴尔通期。

图2 西湖凹陷年代地层与氧同位素比较(据文献[9]修改)Fig.2 Chronostratigraphy and oxygen isotope(modif i ed from reference [9])

平湖组一段中发现腹足类Taiwancorbicula sp.，该化石与台湾四棱砂岩所产化石大致相同，时代为晚始新世。在平湖组二、三段中发现Reticulofenestra umbilica、Helicosphaera euphratis、Sphenolithus radiatus、Blackites spinosus等化石组合，指示NP18—NP20带，为晚始新世。此外，平湖组一、二、三段中发现桤木粉-杉粉组合，尤其是桤木粉化石占优势的组合，此组合在北部湾盆地流沙港组中曾有所发现。因此，平湖组一、二、三段地层时代属晚始新世普利亚本期。

2.2 花港组

晚渐新世夏特期（如图2）氧同位素(δ18O%)增多，指示气候变冷，晚渐新世与早中新世的分界面23.8Ma是一次全球气候变凉事件。西湖凹陷该时期发现广泛分布的松粉—三瓣粉—粗肋孢组合，松科、三瓣粉、粗肋孢在西湖凹陷普遍见于花港组中，在北部湾盆地涠洲组和珠江口盆地珠海组也有发现，表明其时代应相近。西湖凹陷钻井地质资料表明，A井中凉温带、温带被子植物花粉在2620m（花港组）以下含量增高，其中松粉含量高达72%，表明该地层沉积时期气候变冷，应该是23.8Ma、MAi-1气候变凉事件在本区的响应。本井2620～2632m发现瓜星介Berocypris、近指纹瓜星介Berocypris substiata，这些化石曾见于华北地区渐新统东营组。B井花港组中2112m、2140m发现了Dictyococcites bisectus、Cyclicargolithus abisectus以及 Cyclicargolithus fl oridanus，D. bisectus时限为NP16-NN1下部、C. abisectus时限为NP24-NN1下部、C. floridanus时限为NP20-NN6带，这些化石交集为NP24-NN1下部。C井2466～2506m发现Cyclicargolithus floridanus、Dictyococcites bisectus占优势的超微化石组合，并见Helicosphaera recta，属NP24-NP25带。从孢粉组合和超微化石来看，花港组地层时代应归属晚渐新世。

然而，花港组还发现了指示始新世的化石，包括有孔虫、沟鞭藻以及海绿石[3]。经过仔细分析，发现这些化石具有以下共同特点：（1）每口井化石出现的层数少；（2）沟鞭藻的化石丰度低；（3）能确切厘定时代的超微化石出现新老共生现象；（4）花港组所有能定始新世时代的化石，均和平湖组能定时代的化石相同；（5）花港组所有能定始新世时代的海相化石均和孢粉、介形虫及气候地层学、层序地层学的结论相矛盾，也和超微化石自身结论相矛盾。花港组中存在的始新世有孔虫、超微、沟鞭藻化石都可能是再沉积化石[9]。以C井为例，花港组中产的超微化石是一个新老化石混杂的化石组合，既有始新统化石Cribrocenerum reticulatum、Helicosphaera seminulum，也有渐新统的化石Discoaster taniiornatus、Helicosphaera recta、Cyclicargolithus floridaus、Dictyococcites bisectus。如果依据优势种C. floridanus、D. bisectus来定时代，交集部分就是NP20-NP25带，为晚始新世晚期—渐新世晚期，则NP20带以前的化石均为再沉积化石。如以Helicosphaera recta为依据，那么交集部分为NP24-NP25带，则NP24带以前的化石均为再沉积化石。若以老化石为依据，则Helicosphaera recta等化石为掉块，然而其上任何井段都找不到这些化石，因此再沉积理论可以合理解释这种新老化石共生现象。

3 新近纪地层时代讨论

3.1 龙井组

龙井组发育海相泥岩，发现含有少量有孔虫、钙质超微化石和孢粉化石，其中钙质超微有早中新世的Sphenoliththus heteromorphus。该化石首次出现于NH3带上部，因此确定龙井组地层时代为早中新世[10]。

早中新世早期以松科、桦科花粉和菱粉占优势的孢粉在中国东南部有着广泛的分布，如南海北部陆架、南黄海及苏北盆地和渤海湾等，同时在日本本州岛亦有揭露。根据南海北部陆架这套地层中共生的海相化石和日本相当孢粉地层产地的裂变径迹年龄值的研究，这一孢粉植物群主体的时代属早中新世早期是无疑的。西湖凹陷龙井组下段（T14-）发育小菱粉—松粉组合（图3），地层时代属于早中新世早期阿启坦期。图2中相当于19.5Ma、MBi-1有一次中等规模的变凉事件，在A井本组合顶也有一次中等规模气候变凉事件，这两个事件有一定联系。阿启坦期的气温高于夏特期，A井第Ⅱ孢粉组合的凉温带、温带被子植物的花粉含量明显低于第Ⅰ孢粉组合这些化石含量，表明气温上升。因此，将龙井组上段地层时代归属为早中新世阿启坦期。

西湖凹陷龙井组上段（T13-）发育芸香粉—楝粉组合，属于暖温带、亚热带被子植物，表明气候逐渐变热。同位素年代地层（图2）表明，早中新世布尔迪加尔期早期气候稍凉，中晚期气候变热；芸香粉、楝粉形成了一次高峰，这次变热事件应是早中新世晚期全球变热事件的响应，而不是中中新世早期全球变得更热事件的响应。与这套组合相应的地层中发现了一套海侵层，这套海侵层应属早中新晚期全球大规模海侵的产物，而并非中中新世早期全球大规模海侵的产物。因此，将龙井组上段地层时代归属为早中新世布尔迪加尔期。

3.2 玉泉组

西湖凹陷玉泉组（T11-）发育粗肋孢—中等菱粉—枫香粉组合，该组合为暖温带、亚热带被子植物花粉最繁盛时期，指示气候最热。但在A井，由于T11的削蚀致使玉泉组发育不全，仅存在玉泉组下段地层，表示玉泉组下段沉积时期变热。同位素年代地层（图2）表明进入中中新世全球气候变热，中中新世早期兰哥期有一次全球气候变热事件，A井1000～1044m暖温带、亚热带含量最高应是这次变热事件的响应，所以玉泉组下段的时代地层应为中中新世早期。

图3 菱粉发育示意图Fig.3 Schematic tapioca development

玉泉组上段见到了中等菱粉高含量的组合，D井本段孢粉组合中中等菱高达38%；E井本段孢粉组合中菱粉，中等菱粉集中出现，最高达30%，裸子植物花粉含量不高，葇荑植物花粉在组合中占有一定数量。这与渭河盆地中中新统含哺乳动物化石的冷水沟孢粉组合特征相似。冷水沟孢粉组合特征是：裸子植物花粉含量不高；有较多菱属花粉（占33%）；木本植物以葇荑花序，榆科植物及一些三孔沟类花粉为主，反映当时气候是温暖湿润的。这与我们所描述组合的特征比较相似，尤其是特征化石菱粉属花粉含量也近相等，故其时代也应相近。尤其是中等菱粉在D井、E井有如此高的含量，具有重要的时代意义。西湖凹陷菱粉的演化规律（图3）表明，早中新世小菱粉发育，中中新世中等菱发育，晚中新世以后渭河菱发育。此外，玉泉组下段普遍存在海相有孔虫、超微化石，应是中中新世早期大规模海侵事件的结果。因此，玉泉组上段地层时代就应为中中新世晚期塞拉瓦尔期。

3.3 柳浪组

晚中新世暖温带、亚热带被子植物花粉含量减少，草本植物花粉增多，表示气候开始变凉，这与晚中新世全球气候变凉相吻合（见图2），并且与该时期发育的腹足类Poteria sp.(Pseudaperastoma)相一致。西湖凹陷柳浪组（-T11）发育枫香粉—伏平粉—榆粉组合，为草本植物花粉；F井发现Sphenolithus moriformis超微化石，该化石末现面代表NN9带。因此，柳浪组地层时代属晚中新世。

3.4 三潭组

上新世暖温带、亚热带被子植物花粉进一步减少，草本、松科植物花粉含量增加，表明气候早期稍热外，晚期气候进一步下降，这与上新世气温（图2）进一步下降相吻合。西湖凹陷三潭组（T0-T10）发育禾本科—蓼粉组合以及超微化石Reticulofenestra pseudoumbilica、Discoaster surculus、Sphenolithus abies、Gephyrocapsa oceanica sma、pseudoemiliania lacunose、Helicosphaera sellii等，指示NN12-NN18带。因此，三潭组地层时代属上新世。

4 第四纪地层时代讨论

东海群见Emiliania huxleyi、Gephyrocapsa oceanica、Pseudoemiliania lacunosa等超微化石，代表NN19、NN20、NN21带，可定第四系，与此相呼应的假轮虫—星轮虫有孔虫组合，水龙骨孢—蓼粉—蒿粉组合均为第四系，尤其是蒿粉在此富集表明进入了第四系。

5 结论

通过上述讨论，得出以下结论:

（1）平湖组六段、五段、四段地层时代归属为中始新世鲁帝特晚期—巴尔通期，平湖组三段、二段、一段归属为晚始新世普利亚本期；

（2）花港组的孢粉组合（松粉—三瓣粉—粗肋孢）在西湖凹陷各井稳定分布，具有很好的代表性，并且可以与北部湾盆地渐新世涠洲组对比，超微化石指示NP24-NP25带；该地层出现的始新世化石是由于再沉积作用而形成，因此将花港组时代归属为晚渐新世夏特期。

（3）龙井组下段地层时代属早中新世阿启坦期，龙井组上段地层时代属早中新世布尔迪加尔期；玉泉组下段地层时代属中中新世兰哥期，玉泉组上段地层时代属中中新世塞拉瓦尔期；柳浪组地层时代属晚中新世梅辛—托尔通期；三潭组地层时代属上新世皮亚琴察—赞克尔期。东海群地层时代属第四纪。

（4）由于平湖组和花港组是油气勘探主要的目的层段，其地层时代归属对于等时地层格架建立、判断沉积环境、指导油气勘探具有重要意义。同时平湖组以下地层由于埋藏深、资料有限，开展的研究工作较少。随着西湖凹陷勘探的进一步深入以及更多资料的获取，有必要对古近系及其以下地层时代开展进一步的分析研究。

References)

[1]武法东,周平. 东海陆架盆地西湖凹陷第三系层序地层与沉积体系分析[M]. 北京:地质出版社,2000.

Wu F D, Zhou P. Sequence stratigraphy and sedimentary system in the Tertiary formation across Xihu sag, East China Sea shelf basin[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2000.

[2]周秀芳,钱荣焕. 论东海西湖凹陷花港组的地质时代[J]. 上海地质,1996,17(4):45-53.

Zhou X F, Qian R H. Discussion on the geological time of Huagang formation in the Xihu sag of the East China Sea[J]. Shanghai Geology,1996,17(4):45-53.

[3]武法东,陆永潮,陈平,等. 东海西湖凹陷渐新统花港组海绿石的发现及其意义[J]. 沉积学报,1997,15(3):158-161.

Wu F D, Lu Y C, Chen P, et al. The discovery and significance of glauconites in the Huagang formation of the Oligocene, Xihu depression, East China Sea[J]. Acta Sedimentologica Sinica,1997,15(3):158-161.

[4]徐发,张建培,张田,等. 西湖凹陷输导体系特征及其对油气成藏的控制作用[J]. 海洋地质前沿,2012,28(7):24-29.

Xu F, Zhang J P, Zhang T, et al. Features of migration system in Xihu sag and its control on hydrocarbon accumulation[J]. Marine Geology Frontiers,2012,28(7):24-29.

[5]张建培,徐发,钟韬,等. 东海陆架盆地西湖凹陷平湖组-花港组层序地层模式及沉积演化[J]. 海洋地质与第四纪地质,2012,32(1):35-41.

Zhang J P, Xu F, Zhong T, et al. Sequence stratigraphic models and sedimentary evolution of Pinghu and Huagang formations in Xihu trough[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2012,32(1):35-41.

[6]顾惠荣,陈琳琳. 东海陆架西湖凹陷宝石一井深层微体化石及地层意义[J]. 古生物学报,2003,42(4):620-623.

Gu H R, Chen L L. Microfossils and chronostratigraphy of the deep beds in the well Baoshi 1# from Xihu sag, the East China Sea[J].Acta Palaeontologica Sinica,2003,42 (4):620-623.

[7]胡明毅,吴玉坤,徐艳霞,等. 西湖凹陷深层宝石组沉积相特征及沉积相模式[J]. 石油天然气学报,2011,33(8):1-5.

Hu M Y, Wu Y K, Xu Y X, et al. Sedimentary facies and depositional mode of deep reservoirs of Baoshi formation in Xihu depression[J]. Journal of Oil and Gas Technology,2011,33(8):1-5.

[8]李纯洁,李上卿,许红. 西湖凹陷中—下始新统宝石组油气地质与勘探潜力[J]. 海洋地质与第四纪地质,2004,24(4):81-87.

Li C J, Li S Q, Xu H. Petroleum geologic characteristics and exploration potential of middle-lower Eocene Baoshi formation in the Xihu sag[J]. Marine Geology & Quaternary Geology,2004,24(4):81-87.

[9]杨士雄,郑卓,魏金辉,等. 冲绳海槽中部距今近70ka以来的孢粉记录及物源探讨[J]. 海洋学报,2011,33(3):103-111.

Yang S X, Zheng Z, Wei J H, et al. Pollen records from the middle Okinawa trough and the terrigenous pollen source analysis for 70 ka BP[J]. Acta Oceanologica Sinica,2011,33(3):103-111.

[10]许红,马惠福,蒲庆南,等. 东海陆架盆地新生代地层特征及其含油气性[J]. 海洋地质动态,2003,19(4):22-25.

Xu H, Ma H F, Pu Q N, et al. Cenozoic sedimentary sequence stratigraphy of the East China Sea shelf basins[J]. Marine Geology Letters,2003,19(4):22-25.