（古生物学与地层学专业论文）临清坳陷东部地区地层格架及展布特征.pdfVIP

捅要 临清坳陷为一中、新生代复合型断陷盆地，受多期构造运动的叠加与改造的影响， 地层发育及展布特征相当复杂，加之前人研究基础比较薄弱，因此对地层垂向格架和 各构造层( 亚层) 展布特征的研究显得尤为重要，这是临清坳陷东部地区油气资源评 价与勘探的基础。本文在总结前人研究成果的基础上，首先利用大量地震剖面和声波 测井数据识别不整合面，划分构造层，建立构造层垂向结构，然后从岩性、古生物、 测井及地震相等方面归纳总结各构造层的地层发育特征，建立临清坳陷东部地区地层 垂向格架，在此基础上，结合区域不整合面的发育情况，选择多条联井剖面进行构造 层( 亚层) 的横向对比，对临清坳陷东部地区各构造层( 亚层) 残留地层展布特征进 行了分析。就临清坳陷东部地区而言，断层是中、新生代最主要的构造形式，本文在 断层发育组合特征研究的基础上，结合构造层的垂向发育及横向展布，分析了断层活 动对地层展布特征的控制作用。 研究表明临清坳陷东部地区整体地层发育较全，自下而上划分为基底构造层、古 生界构造层、中生界构造层以及新生界构造层四个构造层。基底构造层指太古界泰山 群，主要为片麻岩；古生界构造层除区域性缺失的上奥陶统、志留一泥盆系和下石炭 统外，其余地层均有分布，分为寒武一奥陶系和石炭一二叠系两个构造亚层，寒武一 奥陶系为一套碳酸盐建造，石炭一二叠系为一套含煤碎屑岩沉积；中生界构造层缺失 上三叠统和上白垩统，发育下一中三叠统、下一中侏罗统和上侏罗一下白垩统三个构 造亚层，为杂色陆相碎屑岩，发现丰富的孢粉、介形类、轮藻等化石；新生界古近系 岩性以砂泥岩互层为主，含薄层油页岩，新近系一第四系为一套河流相沉积。在此基 础上，通过对各构造层( 亚层) 横向对比以及展布特征的研究表明，古生界构造层整 体厚度相对稳定，寒武一奥陶系残留厚度在1 2 0 0 m 左右，石炭一二叠系残留厚度在 8 0 0 m 左右；中生界构造层残留厚度在横向上差异较大，最大厚度达到4 5 0 0 m ，其中， 下一中三叠统仅发育于南部小部分地区，最大厚度在1 0 0 0 m 以上，侏罗系一下白垩 统整体具有南厚北薄的展布特征，南部冠北洼陷厚度最大，达到3 5 0 0 m ；新生界古近 系具明显的断陷式盆地沉积特征，多个洼陷厚度在3 0 0 0 m 以上，新近纪以后地层横 向展布趋于稳定。从各构造层( 亚层) 地层展布特征来看，中、新生代断层活动主要 对晚侏罗一早白垩世及古近纪地层沉积与剥蚀起到了重要的控制作用。 关键词：地层垂向格架，横向对比，展布特征，临清坳陷东部地区 s t r a t 哪f r a m e w o r ka n dd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s i nt h ee a s t e r n a r e ao fl i n q i n gd e p r e s s i o n z h a n gc u n x i a ( p a l e o n t o l o g ya n ds t r a t i g r a p h y ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rw uz h i p i n g a b s t r a c t l i n q i n gd e p r e s s i 。n i sac o m p o s i t ef a u l t b a s i ni nm e s o c e n o z o i c ，疵c t e db y 渊e r p o s m o na n d c o n s t r u c t i o no f m u l t i p l ep h a s et e c t o n i cm o v e m e n t s ，t h ee 耋l 粼鼬s t l c s o fl a y e fa n d 撼汹戚强v 哪c o m p l e x 。i na d d i t i o n ，t h eb a s e sr e s e a r c h e db yp r e d e e e 湖r s a r cw e 躺y ，s oc l a r i 毋l a y e rf r a m e w o r ka n dd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fe v e r y 舢t u r a j l a v e r si sv e r yi m p o n a m t ，a n di t s t h eb a s e o fh y d r o c a r b o nr e s o l l r g e s e v a l u a t i o n 锄d 踟删i n g i nt h i sa r e a o nt h eb a s eo fr e s e a r c h e so fp r e d e c e s s o r s ，f i r s t o fa l l , t h i st h e s l s 抓d e d 觚弧越l a y e ru t i l i z e dag r e a tq u a n t i t yo fs e i s m i c c r o s ss e c t i o 藏sa n da c o u s t l el o g ， 积e 刑删s ，b ym e a n so fd e s c r i p t i o na n ds u m m i n g - u p o fl i t h o l o g y ，p a l o p h y t e ，l o ga n d s e i s m i cf a c i e sc h a r a c t e r i s t i c s ，s u mu pt h er e c o g n i t i o nc r i t e r i a o fl a y e rv e r t i c a lp a r t l o n e s t a b l i s h 醯l a y e f 鱼凇e w o 诹i nt h i sa r e a ，a n d ，c h o o s em a n y c o n n e c t e dw e l lp r o 蠡l e sm a k e l 毅越c o r r e l a t i o na b o u t 姗凇a ls u b l a y e r , a n a l y s e dt h e d i s t r i b u t i o n 漱a c 锄s t l c s 跌 r e l i c tl a v e ra b o u te v e r ys t r u c t u r a ls u b - l a y e r si nt h i s a r e a o nt h ec a s ee a s t e ma r e ao l l i n q i n gd e p r e s s i o n ，t h ef a u l ti st h em o s tm a i n t e c t o n i cm o v e m e n ti nm e s o c e n o z 0 1 c ，伽 t h eb a s i so ff e s e 甜c h 试t h ef a u l td e v e l o p m e n ta n dc o m b i n e d c h a r a c t e r i s t i e ，l l m o nt h e r e a s e 越。fv e r t i c a l 印媳o fs y n t h e ma n d t h ec r o s s w i s em o p ，h a v ea n a l y z e dt h ec o 姗l a c t i o nf a u l ta c t i v i t yt ot h e d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c r e 8 e a r c h e ss h o wm a t ，o v e r a l l s t r a t u mg r o w t he n t i r e i ne a s t e r na r e ao fl i n q i n g d e p r e s s i o n ，d i v i d e sf r o mb o t t o mt ot o pi n t o f o u rs y n t h e m s ：b a s a l 昭蕊强，p 出。弱l c s v 划瞻瓯m e s o z o i cs 弦攮e 撒a n dc e n o z o i cs y n t h e m 。b a s a l s y n t h e m i st h ei a l 嗽a n m o u n t a i ng r o u pi 娃a r c h a e a n ，i sm a i n l yt h eg n e i s s ；t h ep a l e o z o i cs y n t h e m b e s l d e st h e r e g i o n a ll o s ts 仃a t a s ：u p p e ro r d o v i c i a n ，s i l u r i a n d e v o n i a n a n dl o w e rc a r b o n i f e r o u s , o t h e r s t r 懈h a v et h ed i 嘶b u t i o n ，d i v i d e si n t o c a m b r o - o r d o v i c i a na n dp e r m o - c 椭o n 疆锄1 l s 撇s 纨c 勰s 曲印坤s c a m b r o _ o r d o v i c i a n i s鑫s e to fc a r b o n a t ec o 姗重量蚂 p e 聃o 。c a l b o n i f e r o u ss y s t e mi s as e tc o n t a i n st h ec o a le l a s t i cr o c kd e p o s i t i o n ；l nt h e m c s o z o i c 咖e m1 0 s tu p p e rt r i a s s i c a n du p p e rc r a t a c e o u s ，g r o w mm 1 d d l e l o w 盯 聪a s s 沁a n dm i d d l e l o w e rj 懈s s i c a n dl o w e rc r a t a c e o u st h r e es t r u c t u r es u b 印u p s ，m a 珏l 鼬鳓v a r i c o l 艇e 磊l a n d f a c i e se l a s t i cr o c k ，d i s c o v e r e d r i c hf o s s i ld a 镪s u c h a s l l c r y p t o g a m ，o s t r a c o d aa n dc h a r e a ea n ds oo n l i t h o l o g i cc h a r a c t e ro fe o g e n es y s t ei s i n t e r b e d d e ds a n d s t o n ea n dm u d s t o n ep r i m a r i l y , i n c l u d i n gt h et h i nl a y e ro i ls h a l e ，n e o c e n e - q u a t e r n a r ys y s t e mi ss e to fr i v e r sd e p o s i t s b a s e do nt h i s ，t h r o u g ht h er e a s e r c ho fa t e r a l c o r r e l a t i o na n dd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fe v e r ys t r u c t u r a ll a y e r ss h o wt h a t ：p a l e o z o i e s y n t h e mo v e r a l lt h i c k n e s so fr e l a t i v e l ys t a b l e t h er e s i d u a lt h i c k n e s so fm e s o z o i cs y n t h e m i sd i f f e r e n c ei nt h eh o r i z o n t a l ，r e s i d u e si nt h eh o r i z o n t a lt h i c k n e s so fg r e a t e rd i f f e r e n c e ，t o t h eg r e a t e s tt h i c k n e s sa c h i e v et o4 5 0 0 m e o g e n es y s t eh a so b v i o u s l yf a u l td e p r e s s i o nb a s i n d e p o s i t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，t h et h i c k n e s so fm a n ys a g sa c h i e v et o3 0 0 0m ，f r o mn e o c e n e ，t h e s 臼a t u mc r o s s w i s em o pt e n d e dt ob es t a b l e l o o k i n gf r o mv a r i o u ss y n t h e m ss w a t u mm o p c h a r a c t e r i s t i c ，t h em e s o c e n o z o i cf a u l ta c t i v i t yi st h ei m p o r t a n tc o n t r o la c t i o nt ot h e d e p o s i t i o na n dt h ed e n u d eo fl a t ej u r a s s i c - e a r l yc r a t a c e o u sa n de o g e n e k e y w o r d s ：v e r t i c a ll a y e rf r a m e w o r k ，l a t e r a lc o r r e l a t i o n ，d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，t h e e a s t e r na r e ao fl i n q i n gd e p r e s s i o n 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得 的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：日期：妒8 年彳月) 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其 印刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关 部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位 论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：趣礁噻 指导教师签名： 日期：加8 年f 月ze t 日期：) 专略年6 月z 日 中国石油大学( 华东) 硕j 二学位论文 第一章前言 临清坳陷为一中、新生代复合型断陷笳地，其演化过程经历了多次构造运动，地 层发育特征相当复杂。随着研究工作的深入，对临清坳陷东部地区地层垂向格架及展 布特征的研究显得尤为重要，本文将对此展丌讨论。 1 1 研究现状及存在的问题 临清坳陷位于渤海湾盆地西南收敛端，总体上呈北北东向展布，为一中、新生代 复合型断陷盆地。东以兰聊断层为界与鲁西隆起相邻，西邻太行山隆起区，北同冀中 坳陷、沧县隆起、黄骅蚴陷、济阳坳陷相接，南与内黄隆起、东濮坳陷接触，区内包 括冀、鲁、豫各一部分，总面积约2 5 0 0 0 k m 2 ，其中凹陷面积约1 5 0 0 0 k r n 2 。临清坳陷 共划分为六个凸起，七个凹陷【1 1 。其中临清坳陷东部地区是指北到吴桥，南到冠县， 临清一武城以东的地区，传统分为德州一冠县、莘县两个凹陷和高唐一堂邑凸起三个 次一级的构造单元，研究区总面积约为5 0 7 3 k m 2 ( 图1 1 ) 1 2 1 。 图1 - 1临清坳陷东部地区构造区划图 第一章前言 临清坳陷自1 9 5 8 年钻探华4 井以来，经历了近5 0 年的油气勘探，取得了一定的 研究和勘探成果。到目前为止，共完钻探井7 0 余口，其中只有德l 、贾2 井获工业 油流，其油源主要来自古近系沙河街组沙三段和沙四段的烃源岩，梁古1 井奥陶系获 二氧化碳气工业气流，德古2 井奥陶系获低产气流，可以说并没有取得实质性的进展 【3 制，这与渤海湾盆地其它构造单元特别是邻区的济阳、冀中等是不相符的。在课题 研究方面，“临清坳陷东部天然( 煤成) 气藏形成条件及勘探目标研究”、“临清坳陷 东部油气地质条件及勘探方向研究”、“禹城、德南洼陷油气成藏史分析及勘探目标评 价”、“临清坳陷东部深层成藏条件分析及勘探目标评价”和“临清坳陷东部油气资源 评价 等课题对油气成藏的诸方面进行了系统研究，但成效不大，原因是多方面的， 除了基础研究力度小，对地层垂向格架和构造层的展布规律不明确，也是造成勘探至 今徘徊不前的重要原因。 针对上述研究现状，本文认为临清坳陷东部地区的地层学研究方面，主要存在以 下需要解决的问题： ( 1 ) 构造层垂向结构尚不清晰 目前，新生界构造层的划分已经较为清楚，而由于各种钻井、地震及古生物等资 料的相对匮乏，使得前第三系构造层的划分尚不清晰，尤其是中生代，该时期是本区 乃至整个渤海湾盆地构造由稳定转向活化也是构造活动最为复杂的时期，建立明确的 构造层垂向结构，是地层垂向格架和展布特征研究的前提与基础，因此必须首先将构 造层划分清楚。 ( 2 ) 各构造层地层发育特征总结不够全面 临清坳陷东部地区作为华北地区的一部分，其各构造阶段的盆地格局和构造层垂 向结构同华北地区具有整体一致性，但在各构造层的岩电性、古生物及地震相等地层 发育特征方面也有自己的特点。针对本文研究的地层年代跨度大，前人对坳陷内地层 发育特征的归纳不够全面，以及缺乏特征明显、具有全区对比性的标志层的研究现状， 需要对各构造层的地层发育特征进行更加系统全面的总结。 ( 3 ) 断层活动对地层展布特征的控制作用需要探讨 临清坳陷东部地区各构造层( 亚层) 残留展布特征方面，除古生界构造层整体厚 度相对稳定以外，其余构造层( 亚层) 残留地层的横向展布都存在较大差异，例如人 们对下一中三叠统的残留地层分布范围就存在很多争议。究其原因，断层作为本区主 要的构造形式，对现今展布特征起到了重要的控制作用，因此必须要对坳陷内主要断 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 裂的形成时期、发育演化特征及组合方式，进而对各时期断层对地层沉积与剥蚀的控 制作用进行分析和探讨。 1 2 研究内容及研究思路 针对本论文的主要研究目的及目前存在的主要问题，本文的研究思路如下：首先 利用声波测井曲线和地震剖面资料识别不整合面，划分构造层，明确构造层垂向结构， 总结各构造层( 亚层) 地层发育特征，建立临清坳陷东部地区地层垂向格架，在此基 础上，结合各构造层( 亚层) 的横向对比以及对主要地震测线的详细解释分析( 图 1 2 ) ，明确各构造层( 亚层) 地层展布特征，然后通过对主要断裂的发育演化及组合 特征的研究以及平衡剖面的分析，探讨断层活动对地层展布特征的控制作用。 ( 1 ) 构造层的划分 本文运用地震剖面资料和声波测井曲线识别不整合面，划分构造层。在详细分析 临清坳陷东部地区n w 、n e 向近3 0 条地震剖面的基础上，选择典型剖面，依据地震 剖面上不整合的四种反射终止方式，对主要不整合面进行了识别；根据声波时差法识 别不整合面的原理，选择了特征较明显的6 口井读取泥页岩段的声波时差数值，在声 波时差对数与埋深的坐标系中，通过分析声波时差随深度变化的趋势及其异常响应， 对主要不整合面进行识别，依此对构造层进行了划分。 ( 2 ) 总结归纳各构造层( 亚层) 抛层发育特征 在建立了构造层垂向结构的基础上，详细分析各构造层( 亚层) 钻井、录井、测 井、古生物、地震等资料，结合前人研究成果，对临清坳陷东部地区各构造层( 亚层) 的地层发育特征从岩电性、生物面貌和地震相三个方面进行了总结归纳。 ( 3 ) 各构造层( 亚层) 的横向对比 在对各构造层( 亚层) 的岩性特征、生物面貌特征和地震相特征的认识总结的基 础上，结合区域不整合面的发育情况，选择多条联井剖面进行构造层的横向对比，展 现地层厚度在横向上的变化特征，绘制联井对比图，为地层展布特征的研究提供依据。 ( 4 ) 各构造层( 亚层) 残留展布特征 在地层垂向划分和横向对比的基础上，结合大量地震剖面的解释，对各构造层( 亚 层) 的分布范围以及地层厚度在横向上的变化趋势和规律进行分析，确定各构造层( 亚 层) 的展布特征，绘制各构造层( 亚层) 残留厚度等值线图。 ( 5 ) 分析断层发育及组合特征及其对地层展布的控制作用 3 第一章前言 通过对主要断层活动性的研究，分析了各期次断层的发育演化特征，结合各构造 层( 亚层) 现今展布特征以及平衡剖面的分析，探讨了断层活动对地层展布特征的控 制作用，工作流程如图1 3 。 图1 2 临清坳陷东部地区地震测线位置图 l 录井、岩芯资料l- t 构造层的划分 卜 地层格架 _ 1 各构造层地层发育特征 w l , 断层 l测井资料 展布特征活动 l桷避目博南针l对地 l俐旭蜃偎j 1 = j j 层展 古生物资料布的 断层活动性 断层发育、 控制 l _ 组合特征 地震资料构造发育剖面 图l - 3 工作流程图 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第二章临清坳陷东部地区地层垂向格架 通过对临清坳陷东部地区岩性、测井、古生物、地震等资料的综合研究，使用多 种方法识别不整合面、划分构造层，确定构造层垂向结构模式，分析各构造层( 亚层) 地层发育情况，总结岩电性、生物面貌以及地震相特征，建立地层垂向格架。 2 1 构造层的划分 构造层( 或亚层) 是指在某一构造阶段形成的地层，由于各构造阶段的构造运动 特点及格局与前、后相邻的构造阶段相比，往往存在明显差异，因此，构造层( 亚层) 通常以区域不整合面作为划分依据，划分构造层首先要识别不整合面。 2 1 1 构造层的划分方法 不整合是指地壳上升使老地层露出水面，遭受风化剥蚀，造成沉积间断，以后再 下降，继续接受沉积形成的新地层与下伏老地层之间的不连续接触关系，以不整合关 系接触的上、下两套地层的接触面称为不整合面，不整合面是代表历史记载中时间间 断的侵蚀面或无沉积面【7 1 。确定不整合面的标志和依据是多方面的，包括古生物地层 学标志、古风化壳标志和构造变形标志等，地下不整合主要是通过地震反射剖面、钻 井和测井资料的配合来研究。由于不整合面代表了地层沉积的间断，它通常分隔具有 不同物理性质或产状的地层，因此，界面处上、下地层的地震响应和测井响应具有差 异性，根据这一原理，本文综合运用地震和测井两种资料识别不整合面，从而划分构 造层，建立临清坳陷东部地区构造层垂向结构模式，为地层垂向格架以及构造层( 亚 层) 残留展布特征的研究打下基础。 2 1 1 1 运用地震资料识别不整合面、划分构造层 不整合面在地震剖面上会表现为地震不整一现象，因此利用地震剖面可以识别不 整合面。根据不整合的新老地层的接触关系，将不整合分为角度不整合和平行不整合， 不整合的新老地层呈角度接触的叫角度不整合，角度不整合面以上的新地层总是与下 伏不同层位相接触，在地震剖面上常可清楚的反映，强烈侵蚀面反射条件好，可连续 追踪，平行不整合可以用古生物或同位素资料来识别。 地震剖面上不整合的识别主要根据同相轴的反射终止方式来判别，反射终止的方 式可分为削蚀、顶超、上超、下超四种类型( 图2 1 ) f 8 】，本文在详细分析临清坳陷 东部地区n w 、n e 向近3 0 条地震剖面的基础上，选择典型剖面，依据以上四种反射 第* 坳目东部地e 层垂向格架 终1 卜类型对主要不整合面进行r 口甥u ( 图2 - 2 ) 瑟震 削蚀 l 部边界 匮固 上超 下部边界 下超 图2 - 1 不整合面的地震反射终止方式图( 陆克政，1 9 9 6 ) 图2 - 2 临清坳陷东部地区利用地震资料确定不整合面示意图( 以1 1 3 6 , 2 测线为例) 2 1 1 2 运用声波时差法识别不整合面、划分构造层 声波测井的一个重要观测值是声波纵波在单位厚度岩层中传播所需的时间t ，也 就是声波时差，不同地层中各种岩石的结构不同，声波的传播速度不同，因此声波时 差也不同。 声波时差法识别不整合面的基本原理在于：在泥岩沉积物的压实形变为塑性形 变，不会发生反弹的前提下，它的压实过程不受时间因素的影响，而且压实作用是不 可逆的，那么岩石密度就成为影响声波在地层中传播速度的主要因素，因此上覆地层 压力越大，压实作用增强，从而使孔隙度降低，密度增大，导致声波传播速度加快， 两点间声波抵达时差变小，这也就说明，在正常压实情况下，泥页岩声波时差与深度 在半对数坐标系中是斜率为c 的趋势线。由于不整合面代表了地层层序的间断， 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 因此不整合面处会出现地层不连续、风化层等现象，这些现象造成不整合面上、下声 波时差对数与深度的趋势线发生明显变化，出现错开、斜率不同、异常值等异常响应 ( 图2 3 ) ，因此可以根据这些异常响应识别不整合面【9 - 12 1 。 图2 - 3 声波时差法确定不整合面原理图( 周瑶琪，2 0 0 0 ) 依据这个原理，本文选择了临清坳陷东部地区特征较明显的6 口井读取泥页岩段 的声波时差数值，在声波时差对数与埋深的坐标系中，通过分析声波时差随深度变化 的趋势及其异常响应，对主要不整合面进行了识别( 图2 - 4 ) 。 5 0 0 埋 潦 ( m ) 1 0 0 0 l 声被时差( e d m ) 1 0 0 0 7 + l 氍 二。，墅二。二。 l莹 地 o 蠹， - 弦 _ a 一高古7 7 b 一莘参1 第二章临清坳陷东部地区地层垂向格架 c 德古2 e 德古4 l o o 声波时差( u s m ) 1 0 0 0 d 德5 井 f - 德3 井 图2 - 4 临清坳陷东部地区利用声波时差法确定不整合面示意图 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 2 1 2 临清坳陷东部地区构造层的垂向划分 临清坳陷东部地区作为华北地区的一部分，从区域不整合面的发育情况分析，其 笳地演化的幕式过程及构造层的垂向结构和华北地区具有整体一致性( 表2 1 ，图 2 5 ) 。本文通过以上对不整合面的识别以及对各种钻井、测井及地震资料的综合分析， 结合华北地区构造层的垂向结构，对临清坳陷东部地区构造层进行了垂向划分，自下 而上划分为四个构造层，分别是基底构造层、古生界构造层、中生界构造层和新生界 构造层( 图2 - 6 ) 。 表z - 1 华北东部构造层划分及地震反射特征( 据杨克绳，2 0 0 6 ，修改) 反射层 构造层地质年代 接触关系 地震反射特征地层沉积特征 第y i 亚层 q n 第一波组反射密集、稳定 大型统一 、赛烛馋照面 盆状沉积 新 、 v v w 反射窑集、稳定 退覆 生 第亚层 e d t ， 代断 构 e s ， 反射密集、稳定 陷 造 第 o z 湖 超覆 层第1 亚层 e上部反射密集 盆 e s 3 波 下部反射稀疏 沉 组- 积 第1 亚层 e s 4 - e k上部反射密集 充填超覆 差殳山触虱 下部反射稀疏 v v v v 、rw v 、 第v 亚层 k 2v v m 第 第y i 亚层 j , - k ， 中 、v v v 一 大倾角反射 生 波 密集、稳定 湖盆沉积 代 j _ 2 构 第皿亚层 组 造 层印支侵蚀面 r v v x t jv v v 第1 1 亚层 t 3 , , - ，7第 。 t ，2 四 上部弱反射，不连续 以陆盆 第1 亚层 波 下部为空白反射段 沉积为主 组 海西侵蚀面 t 第 古 第1 亚层 c ，- p 五 上部为空白反射段，以海陆交互相 生 波 下部为连续反射段 广覆性沉积为主 组 代 加里东侵蚀面 1 构 1 造 第 0 4 s 顶底有强反射波， 层 第1 亚层 - e , 一0 ” 、 内部为空白或较弱海盆广覆性沉积 波 反射段 蓟县侵蚀面t 组 掣 0 2 s 宽反射密集带 第亚层 p t ，( z ，) 第 上部为卒白反射段 基 第1 1 亚层p t ：( 乙) 七 下部为连续密集稳 定反射段 底 波 海盆沉积 构 造 组 上部为空白反射段， 层 p t ；( z ，) 中部为连续反射段， 第1 亚层 下部为弱反射段 摹鹰堡焦西一帅k v v v v 、 p t 9 第二章 临清坳陷东部地区地层垂向格架 婚瞧垂薄啦 ； 辐。 划g 蜒螋 嗵 卜- -e l o 螯警。n霹慑霉晦v匦懈辎宾好厦常噬嫂蜒凶舞箍长票秤蛊悄议鞲浆摧舞曙罐叩n匝 目嚣擎嚣鼎台壬雠 中四石油大学( 牛东) 坝t 学位论空 社j 地层 m h m 地层格榘 标志层及地震反射特征 新 生 界 构 造 塔 中 生 界 构 造 层 ”隰 古 生 界 构 造 层 绪品基崖嚣戚 癸：獭# ：祷i 女嚣l 蓝：靶 ”嚣裂? i ：l i i ： 2 嚣? ”i ；戮 2 * l # 0 ：”“+ “4 o ”8 “ t “ef e # k n r 一十t # 川n q # 十j t * k 目 t n t # 2 t 自 r t m * mf * 自m 十一t jf n 榭t t ￥十1 # r 稿辩繁馨勰2 ” 圈2 - 6 临清坳皓东部地区构造层垂向结构 2 1 2 1 基底构造层 基底构造层在本区系指太古界泰山群，为本区最老的基底岩系。 2 1 2 2 古生界构造层 第二章临清坳陷东部地区地层垂向格架 自早古生代丌始，临清坳陷东部所在的整个华北地区进入克拉通盆地演化阶段， 构造以整体沉降为特征，发育了寒武一奥陶系以碳酸盐岩为主的海相地层，至晚奥陶 世，受加罩东运动影响，整体抬升，奥陶系上部地层遭受剥蚀，缺失上奥陶统、志留 系、泥盆系和下石炭统地层，中石炭世开始，本区整体下沉再次接受沉积，发育石炭 一二叠系海陆交互相一陆相碎屑岩沉积。 根据盆地的构造演化过程及盆地发育特征，将古生界构造层划分为第一亚层( 寒 武奥陶系) 和第二亚层( 石炭一二叠系) 两个构造亚层，第一亚层与下伏基底构造 层平行不整合接触，第二亚层与下伏第一亚层之间也为平行不整合接触。 2 1 2 3 中生界构造层 不整合面的发育特征标志着华北东部地区中生界盆地演化经历了五个阶段，相应 的将中生界构造层划分为第一亚层( 下一中三叠统) ，第二亚层( 上三叠统) ，第三亚 层( 下一中侏罗统) ，第四亚层( 上侏罗一下白垩统) 和第五亚层( 上白垩统) 五个 构造亚层，每个构造亚层都与特定的构造演化阶段相对应。和华北东部整体构造层垂 向结构相比，临清坳陷东部地区中生界各构造亚层发育情况有所不同。 第一亚层( 下一中三叠统) 早一中三叠世时期，临清坳陷东部所在的整个华北地区，基本继承了晚海西期以 来的构造格局和沉积特点，地势北西高、东南低，为一南陡北缓、呈北西西向展布的 大型内陆沉积盆地【1 3 彤】，下一中三叠统原始沉积厚度约为2 0 0 0 , - - 一2 5 0 0 m ，就临清坳陷 东部地区而言，由于后期剥蚀所致，仅南部部分地区残留有下一中三叠统，与下伏古 生界平行不整合接触。 第二亚层( 上三叠统) 晚三叠世时期为印支构造运动阶段，扬子板块与华北板块先东后西的“剪刀”式 碰撞【1 6 】，造成了华北板块“东剥西沉”的构造格局，使得华北东部整体抬升剥蚀，同 时也在板块内部形成了北西西或近东西向的褶皱和逆推断层，临清坳陷东部地区作为 整个华北东部盆地的一部分，该时期与华北东部盆地具有相同的构造演化背景，处于 整体抬升剥蚀状态，缺失上三叠统。 第三亚层( 下一中侏罗统) 早一中侏罗世为早燕山旋回期，扬子板块与华北板块的碰撞挤压开始逐渐减弱， 而西太平洋区板块开始活动，中国东部进入由古亚洲域向滨太平洋构造域演化的过渡 阶段，就临清坳陷东部地区而言，该时期整体表现为一大型内陆盆地，下一中侏罗统 1 2 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 普遍发育，与下伏下一中三叠统角度不整合接触。 第四亚层( 上侏罗一下白垩统) 进入晚侏罗世，太平洋板块活动取代了扬子板块、西伯利亚板块活动对华北地区 构造演化的控制地位，华北地区东西成带、南北分块的滨太平洋构造域已基本形成 1 7 , 1 8 】。伴随着郯庐断裂带大规模左旋走滑活动的开始，兰聊断裂也开始活动；该时期 也是中国东部岩石圈减薄的峰期，同时可能出现地幔柱活动，伴随着软流圈的隆升。 在上述两种机制的联合作用下，中国东部进入大规模的裂陷或断陷盆地发育阶段，沉 积了较厚的上侏罗一下白垩统，并伴有强烈的火山活动【19 1 。就临清坳陷东部地区而言， 该时期表现为受兰聊断裂控制的n e 向的大型初始裂陷盆地，坳陷内普遍发育上侏罗 一下白垩统，与下伏下一中侏罗统角度不整合接触。 第五亚层( 上白垩统) 晚白垩世时期，受太平洋板块俯冲作用的影响，郯庐断裂带以西的华北广大地区 整体处于隆升剥蚀状态，仅在河南信阳盆地及冀中、临清西部丘县凹陷、黄骅坳陷的 少数低洼地区接受沉积，而临清坳陷东部地区整体处于隆升剥蚀状态，缺失上白垩统。 综上所述，临清坳陷东部地区中生界构造层仅发育三个构造亚层，分别是第一亚 层( 下一中三叠统) ，第三亚层( 下一中侏罗统) ，第四亚层( 上侏罗一下白垩统) ， 而第二亚层( 上三叠统) 和第五亚层( 上白垩统) 在本区缺失( 图2 - 6 ) 。 2 1 2 4 新生界构造层 进入新生代古近纪，由于太平洋板块向中国大陆的俯冲，渤海湾盆地发生了地幔 热柱( 亚热柱) 的再次上涌，引起了浅部地壳的大规模裂陷作用，整个渤海湾盆地进 入大规模的断陷盆地发育阶段【2 0 1 。就临清坳陷东部地区而言，古近纪断层数量多、活 动强烈，以断陷盆地发育为主，新近纪一第四纪时期，断层活动基本停止，盆地演化 进入区域性坳陷沉降阶段。 依据断层活动的强弱程度，将新生界构造层划分为第一亚层( 孔店组一沙四段) ， 第二亚层( 沙三一沙二段) ，第三亚层( 沙一段一东营组) 和第四亚层( 新近系一第 四系) 四个构造亚层，各构造亚层与其下伏地层均为角度不整合接触。 2 2 各构造层地层发育特征 在建立了构造层垂向结构的基础上，综合分析岩性、测井、古生物、地震等各种 资料，结合前人研究成果，对各构造层( 亚层) 的地层发育特征从岩电性、生物面貌 1 3 第r 二章临清坳陷东部地区地层垂向格架 和地震相三个方面进行了总结归纳，为地层横向对比及展布特征的研究提供依据。 岩石本身客观存在着许多不同的特征和据此引申出的各种不同的属性，本文在对 临清坳陷东部地区的岩性、岩相以及测井响应分析研究的基础上，将各构造层( 亚层) 的岩性以及自然电位曲线、自然伽马曲线等测井曲线的显著特征以及变化规律进行了 详细的描述。 临清坳陷东部地区发育有丰富的孢粉、介形虫、牙形石及轮藻等生物化石，本文 在对各类生物化石垂向和横向分布特征进行研究的基础上，将各构造层( 亚层) 的生 物面貌特征进行了总结和统计，结果表明，不同时期的生物面貌存在明显的差异。由 于某一生物从一个地方迁移到另一地方所需的时间相对于地质时间跨度来说较小，因 此在不考虑生物迁移所带来的穿时性的情况下，生物面貌的相似性可以作为年代地层 横向对比的依据。 地震相是一个可以在区域内圈定的、由地震反射层组成的三维单元，其地震反射 结构、振幅、连续性和层速度等要素，与邻近相单元不同。也就是说地震相是反映地 震发射参数所限定的三维空间中的地震反射单元，它是特定沉积相或成因地层单元的 地震响应。因此，对各构造层地震相特征的总结归纳可以为地层单元的划分以及沉积 相的研究提供依据。 2 2 1 基底构造层 岩性主要为片麻岩，其次为闪长角闪岩、角闪岩，局部为黑云母石英片岩及黑云 斜长变粒岩。 2 2 2 古生界构造层 华北地区受加里东运动的影响，古生界构造层缺失上奥陶统、志留系、泥盆系和 下石炭统地层，仅发育寒武系、下一中奥陶统、中一上石炭统和二叠系。 就临清坳陷东部地区而言，它作为整个华北地区的一部分，除区域性缺失的地层 以外，吉生界地层保存基本完整，只有各断块高部位( 高堂凸起北部、土桥潜山局部) 遭受剥蚀，可分为第一亚层( 寒武一奥陶系) 和第二亚层( 石炭一二叠系) 两个构造 亚层。寒武一奥陶系为陆表海相沉积，残留厚度约1 2 0 0 m ，与下伏太古界不整合接触， 主要为一套碳酸盐岩建造，夹有泥页岩和膏岩，其中中奥陶统的下马家沟组上段、上 马家沟组上段、峰峰组上段灰色泥晶灰岩发育，是本构造亚层主要的烃源岩系【2 1 】：石 炭一二叠系主要为一套以海退为主的海陆过渡相一陆相为主的含煤系碎屑岩沉积，残 1 4 中国石油大学( 华东) 硕七学位论文 留厚度约8 0 0 m ，煤主要发育在太原组和山西组，本溪组以薄煤线为主，煤层累积厚 度1 5 - - - 2 0 m ，是本区的主要气源岩，暗色泥岩累积厚1 0 0 1 5 0 m 1 2 2 2 3 1 ，灰岩也比较 发育，主要赋存于本溪组和太原组，累积厚1 0 2 4 m ，内含丰富的有机质，是煤成气 源岩的重要组成部分。本文从岩电性、古生物、地震相三方面总结各构造亚层地层发 育特征，并构建了地层垂向格架( 附图2 1 ) 。 2 2 2 1 岩电性特征 ( 1 ) 第一亚层( 寒武一奥陶系) 对于整个华北地区下古生界研究起奠基作用的是2 0 世纪2 0 年代至3 0 年代孙云 铸和葛利普在河北唐山地区的研究，他们建立了寒武系长山组和风山组以及奥陶系冶 里组和马家沟组，并对比了亮甲山组。在这期间他们还建立了华北地区的寒武一奥陶 系的化石带。5 0 年代以后，本区寒武一奥陶系研究取得重要进展，1 9 5 3 年卢衍豪、 董南庭等人对山东寒武系标准剖面重新观察，正确划分各组并建立了化石带，又将前 人定的馒头组一分为三：馒头组、毛庄组和徐庄组，上述划分标准延用至今。 寒武系：广泛分布于全区，目前已有多口探井钻遇，其中聊古1 、堂古4 等井揭 露寒武系地层较完整( 图2 7 ) 。自下而上可分为下统馒头组，中统毛庄组、徐庄组、 张夏组，上统崮山组、长山组和风山组【2 4 1 ，岩性以灰色灰岩、白云岩及红色页岩为主。 这里需要说明的是，过去对于下、中寒武统分界存在两种意见，一是将毛庄组置 于下寒武统，一是将毛庄组置于中寒武统。前者强调毛庄组中r e d i l i c h i a 的存在，后 者强调毛庄组中褶颊虫科p t y c h o p o r i i d a e 的大量出现。这一认识分歧也影响到本区寒 武系地层的划分，本论文依据目前比较普遍的认识，将上、中寒武统的分界置于毛庄 组与馒头组之间。 馒头组( l m ) ：本区馒头组主要分布于莘县凹陷、堂邑凸起等地区，目前已有 聊吉1 、堂古4 、堂古1 等多口井钻遇本组，厚3 5 - - - 9 3 m 。基本岩性为棕红色页岩夹 灰色泥质灰岩、泥质白云岩，不同剖面上页岩、灰岩之比有所不同。由于泥、页岩与 碳酸盐岩的相互交替，使本组自然伽马曲线呈现大规模起伏，泥、页岩对应于自然伽 马高值，灰岩、白云岩对应于自然伽马低值。 毛庄组( 2 r n ) ：分布范围与馒头组一致，厚4 6 7 1 m ，岩性以紫褐色页岩为主， 夹浅灰色灰岩、泥质灰岩，从南到北，页岩与碳酸盐岩之比有增大趋势，一般从下往 上包括两个岩性旋回，下部为页岩集中段，表现为低平的电阻率和高自然伽马，上部 为碳酸盐岩集中段，电阻率曲线表现为刺刀状起伏，自然伽马值相对较低。总体来讲， 1 5 * $ 临请坳带采口地b “垂自格女 本组底部与f 伏地层界线处自然伽马值高出一个台阶，与f 伏地层整合接触。 徐庄组( 2 x ) ：分布于莘县凹陷、章邑凸起等地区，厚4 8 1 0 2 m ，岩性主要为 扶紫、灰绿、栋褐色页岩夹扶色页岩、泥质从岩。中一下部为丈套页岩，自然伽马曲 线呈块状高值，中偏上都为厚度不大的舨岩集中段，自然伽马曲线对应于低值。白于 中一下部页岩发育段厚度大于顶部泥质扶岩发育段，使本组自然伽马曲线整体上呈不 对称马鞍形，成为地层划分对比的标志，本组与下伏毛庄组整合接触。 张夏组( 2 z h ) ：本区广泛分布，厚度较稳定，约1 6 0 2 0 0 m ，与下伏地层整合 接触，岩性以厚层状鲕粒灰岩为主，夹白云岩、白云质灰岩，自然伽马曲线为大套低 平段，深侧向曲线以平缓高值为主。由于其岩、电性特征显著，易于与上、下地层区 别，横向对比关系比较好，因此，本组整体上可作为一个地层划分对比的标志层，称