地层及沉积演化特征

2.3　地层及沉积演化特征

渤中坳陷及其周缘地区发育有太古界—元古界混合岩、花岗岩系，上元古界石英砂岩、白云质灰岩，下古生界寒武系—奥陶系海相碳酸盐岩，上古生界石炭系—二叠系海陆交互相及陆相含碳酸盐岩和煤层的红色碎屑岩系，中生界侏罗系—白垩系陆相含煤红色碎屑岩及火山岩系，第三系陆相含油岩系，第四系海陆过渡、淤泥、粉砂和砂砾。其中新生界始新统沙四段—孔店组分布零星，残缺不全；渐新统沙三段—东营组沉积广泛；新近系十分发育，在渤中地区形成盆地的沉降中心。具体地层发育特征如图2-5所示。

主要研究层系古近系沉积演化特征如下。

1.孔店组—沙四段沉积时期：沉积范围小，分布于彼此分割的单断沉积凹陷中。该时期为干旱炎热的亚热带气候，湖水咸化，出现大量耐干旱的麻黄等植物，沉积层中夹薄层白云岩和角砾状灰岩。

2.沙三段沉积时期：始新世中晚期，地壳拉张加剧，凹陷沉降迅速，各凹陷彼此连通，但仍受盆地内隆起分割，这些隆起也构成了凹陷沉积的主要物源区，如石臼坨、沙垒田、渤东、渤南和庙西等凸起。这一时期湖盆深，水域面积扩大，长时间的沉陷形成了各凹陷以深水沉积为主的一套暗色泥岩沉积。湖盆周缘水系和湖盆内古隆起水流作用形成了大量的水下扇、扇三角洲和浊积扇沉积。水下扇主要分布于石臼坨、沙垒田、渤南凸起的南缘和庙西凸起的西北侧，扇三角洲主要分布于石臼坨凸起东侧，浊积扇分布于水下扇远端的深水湖区。该时期气候温暖潮湿，同时，由于盆外水流影响较少，湖盆封闭，导致半咸水和底层水还原环境的形成，半咸水的藻类如渤海藻、副渤海藻发育，而干旱条件下的麻黄粉属很少，沉积了含高丰度有机质的湖相烃源岩，是渤中凹陷主要的烃源岩发育时期。

3.沙一、二段沉积时期：沙三段沉积末期发生大规模的湖盆水退，造成区域性不整合界面。沙二段沉积时期湖水变小，沉积范围缩小，以滨浅湖相为主，水下扇、扇三角洲相发育，局部地区形成碳酸盐岩台地。气候由潮湿略变干燥，陆生植物发育，水生藻类罕见，水体浅，物源较丰富，沉积物中普遍含粗碎屑和生物壳体，以及少量白云岩、钙质砂岩等，是古近系重要的储层发育时期。

4.沙一段沉积时期：为又一次广泛的湖进，水域进一步扩大，隆起区范围缩小，滨浅湖相广泛发育，水质略有咸化，同时隆起区物源影响减弱，造成碳酸盐岩台地局部发育；由于水体加深，中深湖相有所扩大，形成了由深灰色泥岩、黄褐色、灰褐色油页岩、钙质页岩、泥灰岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩等组成的“特殊岩性段”，扇三角洲和水下扇在湖盆边缘继续发育。该时期部分地区沼泽、湿地生物如桤木粉属、柳属、水龙骨等，以及螺、介形类大量出现。普遍出现薄球藻、棒球藻，反映水浅、稳定和水流不畅的沉积环境，形成了质量非常优越的区域性分布的湖相烃源岩。

5.东营组下段沉积时期：湖侵范围进一步扩大，水体加深，加上长期剥蚀，凹陷四周地势低平，原先的隆起大部分地区逐渐沉没水中，湖区广阔，中深湖相发育，扇三角洲局部发育，如石臼坨凸起南部。这时湖盆受外部物源的影响加深，在沙垒田与埕北凸起之间、石臼坨东部、渤东凸起西侧等发育有大型三角洲沉积。高山离湖区较远，使裸子植物孢粉化石相对较少，沙垒田、渤东岛为低山区和沼泽，形成了桤木粉、榆粉、水龙骨单缝孢紫萁孢和淡水的细刺藻、微刺藻的高含量区。石臼坨岛一带地势较高，陆地生长的阔叶、落叶乔木繁盛，形成胡桃粉属、栎粉属、榆粉属的高含量带。湖区水生藻类繁盛，发育大套灰色、深灰色和灰褐色泥岩，夹薄层砂岩或泥质砂岩，富含生物化石。这一时期沉积了渤中凹陷另一套湖相烃源岩。

图2-5　渤中坳陷地层综合柱状图（据何仕斌，1998修改）

6.东营组上段沉积时期：伴随着凹陷沉降的减慢和三角洲沉积的快速推进，湖水大规模退缩，凹陷区逐渐填平，地势更加平坦，低地逐渐填平，形成以河流平原相为主的沉积环境。湖区范围缩小，以滨浅湖相为主，河流平原相广泛分布，河网发育，外源沉积物从各个方向向湖盆输送，导致湖缘普遍发育中小型三角洲沉积，是古近系重要的储层发育期。渐新世末期，开始遭受剥蚀，从而结束了古近纪的湖盆演化史。