济阳坳陷东部中生代构造层的重新厘定

林红梅

（1.中石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营 257015；2.中国石油大学（华东），山东青岛 266580）

·煤层气·页岩气·

济阳坳陷东部中生代构造层的重新厘定

林红梅1，2

（1.中石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营 257015；2.中国石油大学（华东），山东青岛 266580）

针对济阳坳陷中生界构造特征复杂、构造层划分方案较为混乱的问题，开展了构造层重新厘定的研究。研究中采用野外地质考察、地球物理资料精细解释、声波时差与埋深关系分析、构造演化恢复等多种技术手段，并结合最新的K-Ar同位素测年数据，重点对争议较大的中生代地层进行了细致研究，从多角度论证了研究区中生代侏罗系与白垩系是性质截然不同的两套构造层，最终创新性地将研究区地层划分为基底层、侏罗系构造层、白垩系构造层及上部新生界构造层。

构造层划分；中生界；构造演化；同位素测年；沾化凹陷

0 引言

济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部，是渤海湾盆地的一个次级坳陷[1-2]。它是在古生代基底上发育而成的中、新生代断陷盆地。由于其经历了海西运动、印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动的多期次构造运动的改造[2]，所以在不同的构造背景下，也形成了不同特征的构造层序[3]。

针对整个济阳坳陷构造层序，前人开展了大量研究工作[4-7]，为本次研究奠定基础，但从表1中可以看出，前人对太古界及上覆新生界构造层的划分差别不大，但针对中生界及其内幕，划分方案则难以统一，有的将中生界笼统划为一个构造层，而有的则将侏罗系内幕地层划分为不同构造层（表1）。造成这种局面的原因，主要是因为研究区在中生代时期，发生多次构造反转，造成中生界构造特征复杂、地层分割性强；另一方面，对中生界绝对年龄的测定工作也稍显滞后。这些都对构造层的划分造成很大困难。

对于中生界之下构造层的划分，笔者是赞同前人的研究观点，并同样将其命名为基底层；而对于中生界之上的新生界构造层，不是本次研究的重点，故没有进一步细分。本文从野外地质考察入手，识别出中生界内幕层段坊子组、三台组、蒙阴组、西洼组之间及中生界与上下层系之间均存在不整合接触关系；通过最新的K-Ar同位素测年数据，进一步落实中生界内幕层段间存在沉积间断；通过构造恢复及其动力学机制分析，认为研究区在中生代侏罗纪与白垩纪时期，处于不同应力环境中，故将中生界侏罗系与白垩系划分为两个构造层，分别命名为侏罗系构造层和白垩系构造层。

1 野外地质调查方面的证据

通过野外地质考察，观测到中生界露头区侏罗系坊子组与下覆三叠系刘家沟组平行不整合接触。坊子组岩性为灰绿色砂岩，而刘家沟组为砖红色砂岩，二者颜色存在突变（图1）。三台组与下覆坊子组为平行不整合接触，其岩性为河流相的灰绿色砂岩，底部可见砾石结构（图2）。白垩系蒙阴组（鲁西地层分区中命名为城山后组）主要为河流相灰黄色长石砂岩，含砾岩，与下伏侏罗系三台组为平行不整合接触，不整合面可见底砾岩（图3）。野外考察时未见白垩系蒙阴组（城山后组）与西洼组（鲁西地层分区中命名为八亩地组）的不整合接触关系，但根据山东省地调局1∶5万五井、悦庄幅区调资料（图4），认为二者是存在平行不整合接触的。

表1 济阳坳陷构造层序划分方案Table 1 Jiyang depression tectonic level division scheme

图1 三叠系刘家沟组与侏罗系坊子组平行不整合接触Figure 1 Parallel unconformity between Triassic Liujiagou Formation and Jurassic Fangzi Formation

图2 侏罗系坊子组与三台组平行不整合Figure 2 Parallel unconformity between Jurassic Fangzi Formation and Santai Formation

图3 侏罗系三台组与白垩系城山后组平行不整合接触Figure 3 Parallel unconformity between Jurassic Santai Formation and Cretaceous Chengshanhou Formation

图4 沂源县小东岭村白垩纪城山后组实测剖面Figure 4 Cretaceous Chengshanhou Formation measured section in Xiaodongling,Yiyuan County

2 地球物理方面的证据

根据地层在地震上的响应可以将地震反射划分为整合和不整合两种类型，其中不整合根据反射终止的方式又可划分为削蚀、顶超、上超、下超和视削蚀（阶状后退）五种主要类型[8]。笔者首先对济阳坳陷东部地区部分中生界分辨率较高的地震剖面分析了其反射终止类型，进而识别出了中生界的几个主要不整合面通过对地震资料的精细解释认为，研究区蒙阴组与三台组、蒙阴组与西洼组的界面上见上超现象，为不整合接触关系。中生界与新近系之间见区域削截现象，为区域不整合（图5），代表不整合面的同相轴上下两组波形能量不稳定，变化较大[9]。

图5 济阳坳陷Line4地震剖面不整合面反射终止类型Figure 5 Line 4 seismic section unconformity surface seismic reflection termination types in Jiyang depression

利用泥岩声波时差与埋深的关系判断地层单元界面的方法已经很成熟[10-12]。以钻穿中生界的桩古33井为例，在该井的声波时差与深度关系图中，我们可以清晰的分辨出Pz/J1+2f、J1+2f/J2+3s、J/K、K/N+E之间的不整合面。以J1+2f与J2+3s为例，不整合面之下的压实曲线向右偏移，表明地层曾遭受剥蚀，但保留下来的地层依然保留着剥蚀前最大埋深的趋势线。当再次接受沉积时，沉积了低渗透的页岩，其渗透率极低，成为欠压实段，阻止不整合面下面的地层进一步压实，仍然保留了剥蚀前的压实趋势线。而白垩系与侏罗系的压实曲线的斜率C存在差异，反映了不整合面上下地层沉积环境的不连续，体现两个具有不同沉积速率、不同构造背景的沉积阶段（图6）。

3 构造演化恢复方面的证据

上文已说到侏罗系与白垩系是发育在不同沉积速率、不同构造背景两套地层，那么通过对研究区构造演化剖面的进一步研究表明，晚三叠纪时期，鲁东地体以停靠式拼贴的运动方式，沿郯庐断裂带左行走滑逐渐拼贴于鲁西地体东侧，使本区具有左旋走滑近东西向挤压应力场。此时，研究区处于逆冲-挤压阶段；侏罗系沉积时期，由于地体离散作用，局部地区处于引张状态，使郯庐断裂带重新活动，早期以左行走滑为主，产生近北东-南西向次级引张应力。此时，研究区处于逆冲-拉张的过渡阶段；而到了白垩纪时期，地体离散作用强烈，加之华北克拉通破坏，岩石圈减薄，开始伸展活动，造成火山喷发。断陷活动变强，局部地区发生断陷盆地沉积，研究区处于初始拉张裂陷阶段（图7）。这也进一步证明了研究区在侏罗纪与白垩纪时期，研究区所处的区域应力场是完全不同的。

图6 桩古33井声波时差与埋深关系Figure 6 Relationship between sonic differential time and buried depth in well Zhuanggu No.33

4 同位素测年方面的证据

胜利油田刘华同志通过对济阳坳陷桩海地区中生界同位素年龄的测定，得到区内西洼组内获得的同位素年龄为122～104 Ma，蒙阴组内获得的同位素年龄为138～141 Ma，三台组内获得的同位素年龄为175～166 Ma，坊子组内获得的同位素年龄为179～199 Ma，并且认为侏罗系三台组与白垩系蒙阴组为不整合接触[13]。对此，笔者是持赞同观点的。通过前面对中生界露头区的考察及地球物理资料的精细分析，并结合区域应力场分析，认为中生界内幕各组段之间，尤其是侏罗系三台组与白垩系蒙阴组之间的绝对年龄间隔足以发生构造运动造成地层不整合接触。

图7 济阳坳陷中生界构造演化阶段及动力学机制模式Figure 7 Jiyang depression Mesozoic tectonic evolution stage and dynamic mechanism model

5 结论

①通过对中生界内幕发育的不整合面进行野外地质重点考察，发现了内幕各组段之间存在不整合接触现象，然后通过对地球物理资料的精细解释及泥岩声波时差曲线分析，确认了中生界内幕各组段及其与上下层系之间的接触关系为不整合接触，侏罗系与白垩系是沉积速率、构造背景截然不同的两套地层。

②通过对构造演化的恢复，认为研究区在侏罗纪与白垩纪时期，处于截然不同的应力环境中。侏罗纪时期，研究区处于逆冲-拉张的过渡期，而白垩纪时期则处于初始拉张裂陷阶段，并赞同前人将侏罗系三台组与白垩系蒙阴组之间划分为不整合接触关系。③最终将济阳坳陷构造层划分为基底层、侏罗系构造层、白垩系构造层及上部新生界构造层。

[1]陈玉灵.济阳坳陷的构造运动特征[J].山西建筑，2011，37（32）：72-73.

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Redefinition of Mesozoic Tectonic Level in Eastern Jiyang Depression

Lin Hongmei1,2
(1.Exploration and Exploitation Research Institute,Shengli Oilfield Branch,SINOPEC,Dongying,Shandong 257015; 2.China University of Petroleum(East China),Qingdao,Shandong 266580)

In allusion to issues of complex Mesozoic tectonic features in the Jiyang depression and chaotic tectonic level division scheme,carried out a study on tectonic level redefinition.The study uses multiple technical means including field geological investigation,geophysical data fine interpretation,analysis of relationship between sonic differential time and buried depth and tectonic evolution restoration,combined with up-to-date K-Ar isotopic dating data,focused on controversial Mesozoic strata carried out intensive study.The result has demonstrated that study area Mesozoic Jurassic System and Cretaceous System are different two tectonic levels distinct in nature from multiple perspectives.Finally,the study has innovatively redefined strata in study area into basement,Jurassic, Cretaceous and upper Cenozoic tectonic levels.

tectonic level division;Mesozoic Erathem;tectonic evolution;isotopic dating;Zhanhua depression

10.3969/j.issn.1674-1803.2017.02.03

1674-1803(2017)02-0011-04

P534..5

A

林红梅（1969—），女，高级工程师，在读博士研究生，从事石油地质勘探研究。

2016-09-19

责任编辑:宋博辇