（地质学专业论文）新汶盆地新生代沉积演化研究.pdf

1 j k 舀 中图 s u p e r v i s o r ：p r o f c h e ns h i y u e s c h o o lo fg e o s c i e n c e s c h i n a u n i v e r s i t yo fp e t r o l e u m ( e a s t c h i n a ) 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：至剑 日期：2 0 t i 刍：月缸日 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。 学位论支作者签名： 兰垒j 指导教师签名：二于惦 日期：扣l f 年占月4 日 日期：2 0 i l 年6 月牛日 摘要 以沉积学理论为指导，通过对野外地层剖面的观察和实测，建立了相对标准的地层 序列；通过对实测剖面的层序地层单元的划分及对比，建立该地区的层序地层格架，并 分析各层序地层单元的特征、演化规律及叠加关系；在层序格架内通过可靠的沉积相标 志分析，明确了该区的沉积相类型及沉积特征，对该区的沉积模式、沉积演化序列进行 了研究。并与其它典型断陷盆地如东营凹陷进行对比，以期对油气勘探有所启发。 研究表明新汶盆地新生代地层主要为新近系官庄组。官庄组按岩性自下而上分为三 段：下段由砖红色、灰黄色等杂色砾岩、砂岩、泥质粉砂岩组成的正粒序岩层构成；中 段主要由四个砾岩砂岩砂质泥岩一暗色泥岩组成的韵律层构成，粒度普遍较细，颜色较 深；上段为大套砖红色砾岩，砾石成分主要为普通灰岩、竹叶状灰岩、鲕粒灰岩、含燧 石条带灰岩等。 官庄组共划分为七个三级层序。其中官庄组下段划分为一个三级层序；官庄组中段 共划分五个三级层序；上段为一个三级层序。 主要可分为冲积扇相、辫状河相、湖泊相三种沉积相类型。冲积扇相主要发育在湖 盆底部和北部边界断层处。辫状河相主要分布于罗家沟附近。湖泊相主要发育于常路镇、 完庄水库等处，可细分为滨浅湖和半深湖亚相。各种相类型，由盆地边缘向湖盆中心稳 定过渡，构成了冲积扇一辫状河湖泊、冲积扇两类沉积体系。 新泰垛庄大断裂为新汶盆地的控盆断层，控制着官庄组的沉积。其活动在时空上 具有不均一性，在新泰市东部活动强度比西部更加剧烈，而且具有幕式活动的特点。 该区域新生代的演化经过三个阶段分别是：初始裂陷时期( 对应于官庄组下段) ， 发育冲积扇、辫状河相；湖盆扩张期( 对应官庄组中段) ，发育湖泊相；湖盆萎缩期( x , j - 应官庄组上段) ，发育冲积扇相。 通过对比，新汶盆地官庄组下段与东营凹陷孔店组层位相当；官庄组中段相当与沙 四段一沙二段下；官庄组上段相当于沙二段上东营组。新汶盆地在构造演化、地层序列 及沉积充填方面与东营凹陷类似，可以为济阳坳陷古近系覆盖区地层与沉积学的研究提 供借鉴，同时也可作为整个环渤海湾及其外围盆地古近系对比的有利地区。 关键词：新汶盆地，新生代，官庄组，层序地层，沉积相 s t u d yo nc e n o z o i cs e d i m e n t a r ye v o l u t i o ni nt h e x i n w e ns a g w a n gj i a n ( g e o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f c h e ns h i y u e a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h eo b s e r v a t i o na n dm e a s u r e m e n to fo u t c r o ps e c t i o n s ，b a s e do nt h et h e o r y o fs e d i m e n t o l o g y , ar e l a t i v e l ys t a n d a r dl i t h o s t r a t i g r a p h i cs e q u e n c ew a se s t a b l i s h e d o nt h e b a s i so fs e q u e n c ed i v i s i o na n dc o r r e l a t i o no fo u t c r o ps e c t i o n s ，as e q u e n c es t r a t i g r a p h i c f r a m e w o r kf o rt h es t u d ya r e aw a se s t a b l i s h e d ，a n dt h ef e a t u r e sa n ds t a c k i n gp a t t e r n so f s t r a t i g r a p h i cu n i t sw e r ea n a l y z e d b a s e do nt h ei d e n t i f i c a t i o no ff a c i e sm a r k e r si no u t c r o p s e c t i o n s ，t h ed e p o s i t i o n a ls y s t e md i s t r i b u t i o na n de v o l u t i o ni ns e q u e n c es t r a t i g r a p h i c f r a m e w o r kw e r ed i s c u s s e d a n dc o m p a r e di t 诵t l lo t h e rt y p i c a lr i f ts a gi nw e s t e r ns h a n d o n g ， s u c ha sd o n g y i n gs a g ，i no r d e rt og e ts o m ei n s p i r a t i o nf o ro i la n dg a s e x p l o r a t i o n p r e v i o u sr e s e a r c hs h o w st h a tc e n o z o i cs t r a t ai nx i n w e ns a ga r em a i n l yg u a n z h u a n g f o r m a t i o no fp a l e o g e n e ，m i s s i n gm o s to ft h et e r t i a r ya n dq u a t e r n a r y t h eg u a n z h u a n g f o r m a t i o nc a nb ed i v i d e di n t ot h r e ep a r t so nt h eb a s i so fl i t h o l o g y t h el o w e rp a r ti so f g r a d e db e d sc o m p o s e do fb r i c kr e d ，p a l ey e l l o wt ov a r i e g a t e dc o n g l o m e r a t e s ，s a n d s t o n e sa n d m u d d ys i l t s t o n e s t h em i d d l ep a r ti sc o m p o s e do ff o u rr h y t h m i cb e d so fc o n g l o m e r a t e s a n d s t o n e - s a n d ym u d s t o n e - d a r km u d s t o n el a y e r s ，w h i c ha r em a i n l yo ff i n eg r a d ea n di n d e e pc o l o r t h eu p p e rp a r ti sc h a r a c t e r i z e db yt h i c kb r i c kr e dc o n g l o m e r a t e ，w h o s et o pi so f f a u l tc o n t a c t 、析t l lt h eo l dl a y e r s t h eg r a v e li nt h ec o n g l o m e r a t ea r em a i n l yc o m p o s e do f c o m m o nl i m e s t o n e ，b a m b o o - l i k el i m e s t o n e ，o o l i t i cl i m e s t o n e ，l i m e s t o n ew i t hc h e r tb a n d s g u a n z a h u a n gf o r m a t i o ni nx i n w e ns a gc a nb es u b d i v i d e di n t oe i g h t3 r a - o r d e r ds e q u e n c e s ， t w oi nt h el o w e rp a r t ，f i v ei nt h em i d d l ep a r ta n do n ei nt h eu p p e rp a r t t h r e ek i n d so fs e d i m e n t a r yf a c i e sa r er e c o g n i z e di ng u a n z h u a n gf o r m a t i o ni nx i n w e n s a g ，i n c l u d i n ga l l u v i a lf a nf a c i e s ，b r a i d e dr i v e rf a c i e sa n dl a c u s t r i n ef a c i e s a l l u v i a lf a nf a c i e s i sm a i n l yd e v e l o p e db yt h en o r t h e r nb o u n d a r yf a u l t ，p r o x i m a lf a na n dd i s t a lf a ns u b f a c i e sc a n b ec l e a r l yr e c o g n i z e dt h r o u g ho u t c r o p s b r a i d e dr i v e rf a c i e si s m a i n l y d e v e l o p e di n l u o j i a g o u a n dl a c u s t r i n ef a c i e si sm a i n l yd e v e l o p e di nc h a n g l uc o u n t ya n dw a n z h u a n g n r e s e r v o i r l a c u s t r i n ef a c i e sc a nb ed i v i d e di n t os h a l l o wl a k ea n ds e m i - d e e pl a k es u b f a c i e s t h e s et h r e ef a c i e st y p e st r a n s i tg r a d u a l l yf r o mt h ee d g et ot h ec e n t e ro fx i n w e ns a g ，w h i c hi s c o n s i s t e n tw i t hw a l t h e r sl a wo ff a c i e s t h ed e p o s i t i o n a le v o l u t i o no fc e n o z o i cx i n w e ns a gc a nb ed i v i d e di n t ot h r e es t a g e s ， i n c l u d i n gi n i t i a lr i f l i n gs t a g eo ft h el a c u s t r i n eb a s i n ，e x p a n s i o ns t a g eo ft h el a c u s t r i n eb a s i n ， a n ds h r i n k i n gs t a g eo ft h el a c u s t r i n eb a s i n t w ot y p e so fd e p o s i t i o n a ls y s t e m sa r ed e v e l o p e d , w h i c ha r ea l l u v i a lf a n - b r a i d e dr i v e r l a c u s t r i n es y s t e m ，a n da l l u v i a lf a nd e p o s i t i o n a ls y s t e m c o m p a r e dt h et e r t i a r ys t r a t ai nx i n w e ns a gw i t l lo t h e rt y p i c a lr i f ts a gi nw e s t e r n s h a n d o n g ，i ti sf o u n dt h a tt h e i rs e d i m e n t a r ys t r u c t u r e sa n dd e v e l o p m e n tp a t t e r n sa r eo fg r e a t s i m i l a r i t y t h el o w e rp a r to fg u a n z h u a n gf o r m a t i o nw h i c hi se q u i v a l e n tt ok o n g d i a n f o r m a t i o ni nd o n g y i n gs a g ，c o r r e s p o n d st ot h ei n i t i a lr i f l i n gs t a g eo ft h el a c u s t r i n eb a s i n ；t h e m i d d l ep a r to fg u a n z h u a n gf o r m a t i o nw h i c hi se q u i v a l e n tt oe s 4 - l o w e re s 2f o r m a t i o ni n d o n g y i n gs a g ，c o r r e s p o n d st ot h ee x p a n s i o ns t a g eo ft h el a c u s t r i n eb a s i n ；a n dt h eu p p e rp a r t o fg u a n z h u a n gf o r m a t i o nw h i c hi s e q u i v a l e n tt ou p p e re s 2 - d o n g y i n gf o r m a t i o ni n d o n g y i n gs a g ，c o r r e s p o n d st o t h es h r i n k i n gs t a g eo f t h el a c u s t r i n eb a s i n a n dt h e c o r r e s p o n d i n gd e p o s i t i o ns y s t e m sa r es i m i l a r k 呵w o r d s ：x i n w e _ i ls a g ，c e n o z o i c ，g u a n z h u a n gf o r m a t i o n , s e q u e n c es t r a t i g r a p h y , s e d i m e n t a r yf a c i e s 1 1 1 l 。-r一 目录 第一章前言一1 1 1 研究目的及意义1 1 2 研究现状。l 1 2 1 沉积体系研究现状1 1 2 2 新汶盆地新生代研究现状及勘探进展2 1 3 主要研究内容4 1 4 研究思路、方法及技术路线一5 1 4 1 研究思路一5 1 4 2 研究方法。5 1 4 3 技术路线7 1 5 完成的工作量8 第二章区域地质特征。9 2 1 区域构造特征9 2 2 地层发育及分布概况1 0 第三章新汶盆地新生代地层发育特征1 3 3 1 盘古庄一骑路官庄剖面1 3 3 1 1 官庄组下段15 3 1 2 官庄组中段1 9 3 2 蒙阴完庄水库剖面2 8 3 3 蒙阴县上庄剖面3 0 3 4 常路镇五里桥村剖面3 1 第四章新泰垛庄大断裂发育特征3 4 4 1 黄土山水库断层3 4 4 2 完庄水库断层3 6 4 3 杨家河断层3 7 4 彳西西周榆山断层3 8 目录 第一章前言一1 1 1 研究目的及意义1 1 2 研究现状1 1 2 1 沉积体系研究现状1 1 2 2 新汶盆地新生代研究现状及勘探进展2 1 3 主要研究内容4 1 4 研究思路、方法及技术路线5 1 4 1 研究思路5 1 4 2 研究方法5 1 4 3 技术路线7 1 5 完成的工作量。8 第二章区域地质特征一9 2 1 区域构造特征9 2 2 地层发育及分布概况l o 第三章新汶盆地新生代地层发育特征1 3 3 1 盘古庄一骑路官庄剖面。1 3 3 1 1 官庄组下段- 1 5 3 1 2 官庄组中段1 9 3 2 蒙阴完庄水库剖面2 8 3 3 蒙阴县上庄剖面3 0 3 4 常路镇五里桥村剖面3l 第四章新泰垛庄大断裂发育特征3 4 4 1 黄土山水库断层3 4 4 2 完庄水库断层3 6 4 3 杨家河断层3 7 4 4 西西周榆山断层3 8 4 5 断裂活动强度及时空不均一性3 9 第五章新汶盆地新生代层序地层格架4 1 5 1 层序划分标志4 1 5 2 层序划分方案4 2 5 3 各层序单元的特征4 4 5 4 层序形成的控制因素4 4 第六章新汶盆地新生代沉积特征4 7 6 1 沉积相类型4 7 6 1 1 冲积扇相4 8 6 1 2 辫状河相。51 6 1 3 湖泊相5 2 6 2 沉积体系及其发育特征。5 5 6 3 盆地沉积充填序列5 8 6 4 断裂对沉积的控制作用6 0 6 5 沉积演化规律6 1 第七章对济阳坳陷地层与沉积作用研究的启示6 5 7 1 层位对比6 5 7 2 盆地的构造演化6 7 7 3 层序地层格架一6 8 7 4 沉积充填序列6 8 第八章结论及认识7 1 参考文献。7 2 攻读硕士学位期间取得的学术成果7 5 致 谢一7 6 4 5 断裂活动强度及时空不均一性3 9 第五章新汶盆地新生代层序地层格架4 1 5 1 层序划分标志4 l 5 2 层序划分方案4 2 5 3 各层序单元的特征4 4 5 4 层序形成的控制因素4 4 第六章新汶盆地新生代沉积特征4 7 6 1 沉积相类型4 7 6 1 1 冲积扇相4 8 6 1 2 辫状河相51 6 1 3 湖泊相5 2 6 2 沉积体系及其发育特征5 5 6 3 盆地沉积充填序列5 8 6 4 断裂对沉积的控制作用6 0 6 5 沉积演化规律6 1 第七章对济阳坳陷地层与沉积作用研究的启示6 5 7 1 层位对比一6 5 7 2 盆地的构造演化一6 7 7 3 层序地层格架6 8 7 4 沉积充填序列6 8 第八章结论及认识7 1 参考文献7 2 攻读硕士学位期间取得的学术成果一7 5 致 射一7 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 研究目的及意义 第一章前言 渤海湾古近系的盆地都是覆盖区，无露头发育。而新汶盆地新生代地层出露良好， 可以作为整个环渤海湾及其外围盆地古近系对比的有利地区。 过去一些部门在鲁西南区域经行地质工作，钻探一些浅井，见到程度不同的油气显 示，尤其是国家地质总局第五普查大队曾在该区发现古近系较厚暗色地层，指示了本区 具有一定的含油远景【l j 。 针对该区严峻的勘探形势，前人主要是对新汶盆地所在的鲁西南区域新生代的古生 物地层、构造等方面作过了大量的研究。 但是对新汶盆地的形成演化过程、地层分布规律、层序、沉积相、沉积体系及沉积 结构等基本地质问题还没有一个系统的认识。关键问题具体在于：l 、对控盆断层新泰 垛庄断裂控制沉积的机制研究不够详细，构造与沉积脱离，尚没形成一个很系统的研究。 2 、对该地区的新生代层序地层格架的建立还不够完善。3 、目前的地质研究主要是构造 和地层方面的，对层序、沉积相等方面的研究比较薄弱。这些问题制约了人们认识和发 现新的油气藏。因此开展新汶盆地新生代沉积演化的研究，在收集和总结前人研究成果 的基础上，通过重点剖面的野外观测与研究，统一认识新汶盆地新生代的地层展布、沉 积特征及演化规律将对该区域油气勘探战略具有重要的现实意义和理论指导作用。 1 2 研究现状 1 2 1 沉积体系研究现状 随着油气勘探的不断深入和难度的增加，对沉积体的形成背景、条件和过程的研究 变得越来越重要。在研究沉积体三维几何形态和空间配置关系的基础上逐渐产生了沉积 体系、体系域的概念和相应的研究方法【2 一。 b r o w n 和f i s h e r 于2 0 世纪6 0 年代末提出了沉积体系的概念，认为沉积体系是相关 的相、环境以及伴随的过程的组合。并于1 9 7 7 年对这一概念进行完善，声称几种有成 因联系的沉积体系在平面上和垂向上存在逐渐过渡的现象。至此，从沉积体系域概念的 提出到完善使沉积学和地层学得到了更为密切地结合，同时沉积体系域也被认为是一种 成因地层单位。 第一章前言 陆相断陷盆地沉积体系分析主要包括沉积背景分析、层序地层分析、沉积体系分析 以及演化分析几方面的内容。 沉积体系分析是研究的核心内容，首先应开展沉积体系的岩性和相分析，推断沉积 体的形成过程；其次是研究沉积体系的内部构成；第三是分析沉积体系的空间配置关系 和垂向沉积序列。 演化分析其实质是按照发展阶段分期、分层次地对沉积体系进行研究，主要是用来 恢复盆地的发展史1 6 。 1 2 2 新汶盆地新生代研究现状及勘探进展 很多学者从构造、沉积以及地层等方面对该区作过细致的研究。 在构造方面，主要是关于区域应力如何对断层活动以及盆地的形成产生影响。如王 振兰，王金泽等在2 0 0 8 年认为箕状断陷是济阳坳陷和鲁西隆起最主要的构造样式，并 且两者形成的时代一致【_ 。李临华( 2 0 0 9 ) 认为该区古近系沉积相以湖湘为主，河流相 为辅，且盆岭相间的构造格局和北断南超的箕状断陷盆地结构可能形成于中生代【引。李 万程( 1 9 9 8 ) 认为鲁西旋卷构造造就了包括新泰垛庄断裂在内的自北向南的弧形断裂 系【9 】。肖柄建，刘广哲( 2 0 0 2 ) 认为古近纪初期，受太平洋板块向亚洲大陆下俯冲的影 响，盆地处于坳陷裂陷阶段，相应形成山间类磨拉石建造；古近纪末期，盆地整体抬 升遭受剥蚀【1 0 1 。宋明春，李洪奎( 2 0 0 1 ) 认为燕山期太平洋板块的向西俯冲形成了郯庐 断裂带，并伴生鲁西n w 向和鲁东n e 向次级断裂【l 。宋奠南( 2 0 0 1 ) 认为造成鲁西断 陷盆地演化的原动力是以沂沭断裂带为代表的n n e 向的左行扭动构造应力场【1 2 1 。李海 玉，周东玲( 1 9 9 8 ) 认为该区从北往南为依次滑脱构造，类似多米洛骨牌【1 3 1 ( 图1 1 ) 。 侯贵廷，钱祥麟，宋新民等( 1 9 9 8 ) 认为渤海湾地区一系列盆地属右行走滑断裂控制的 拉分盆地【1 4 。1 5 1 。郑柏平( 2 0 0 8 ) 从新汶煤田的红层赋存特征探讨断裂活动规律，认为该 区早期发育北西向断层，后期发育北东北北东向断层，且断裂活动从东至西逐渐推迟 1 1 6 】。金振奎，刘泽容( 1 9 9 9 ) 认为鲁西环状一放射状断裂体系是鲁西地块呈穹隆状拱升 形成的，与郯庐断裂的活动有关【1 7 1 。王炳山，王西恩( 2 0 0 0 ) 认为鲁西中新生代受到大 规模的伸展作用，才发育由北向南的断陷盆地群【1 8 】。 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 n 图1 - 1 新汶矿区多层次滑脱构造( 据李海玉、周东玲) 沉积方面，主要是关于沉积相及沉积特征方面的。如杨伟，朱文斌，郭随平等( 2 0 0 8 ) 认为该区新生代盆地在物源供给方面与隆起区属盆山耦合关系【1 9 】。燕守勋在1 9 9 4 年认 为该区古近纪为形成于孤立断陷盆地中的山麓冲积沉积和湖盆沉积【2 们。李守军、郑德顺 等在2 0 0 3 年认为新汶盆地古近纪沉积开始于晚古新世，并与早始新世末期结束；该区 古近系的常路组以滨浅湖沉积为主；朱家沟组以山麓冲积砾岩沉积为主【2 1 1 。路素永 ( 2 0 0 5 ) 认为该区官庄组和侏罗系地层分别为新老红层沉积【2 2 1 。 对鲁西新生代地层的研究始于2 0 世纪2 0 年代。在1 9 2 3 年，谭锡畴将新泰官庄附 近的一套红色砂岩命名为官庄系( 亦称红色松砂岩层) ，他认为官庄系可分上部红色砂 砾岩段、中部浅灰绿色泥岩及灰岩段、下部红色砂岩及砾岩段三部分。1 9 5 9 1 9 6 1 年在 鲁西进行l ：2 0 万区测时，北京地质学院将官庄系改名为官庄组，时代大概为始新世 渐新世。1 9 6 2 年地质部石油地质局综合研究队对该区中新生界进行了关于生物地层的 专题研究。1 9 7 4 年华东石油学院在本区进行石油地质综合研究工作，认为本区古近系 为官庄组，分布于蒙阴等地，而且官庄组岩性三分特征明显，并对官庄组地层进行了野 外剖面实测。1 9 9 4 年迟陪星等根据前人的方案修订，将谭氏所称“官庄系中、下部 称为常路组，为一套红色砂岩、泥岩、砾岩及杂色砂泥岩沉积；上部为朱家沟组，相当 于官庄组第三段，为一套灰褐、灰红色灰质砾岩夹少量紫红色砂岩、泥岩沉积【2 3 。2 4 】，且 朱家沟组砾岩覆于常路组之上，在新汶直接不整合于基底岩系之上【2 5 1 。现在该方案已在 山东省内推广使用( 表1 1 ) 。另外，曲日涛，杨景林，王启飞等在2 0 0 6 年认为官庄群在 时代划分上常路组属中、上古新统而朱家沟组为下始新统f 2 6 】。朱大岗，孟宪刚，邵兆刚 等( 2 0 0 8 ) 通过实测地层剖面重新对鲁西地区古近系地层进行了划分，认为常路组和朱 家沟组属始新世【2 。 3 第一章前言 表1 - 1 古近系官庄群划分沿革表( 据山东省区域地质志) 谭锡砖 l | i 永苔地质掰，第一 山东省k 域地 徐宝政 山尔省区域 遐 煤炭埘 北京地质学皖 石油勘探 华东也油学g ；培 1 9 2 3l2 1 队 1 9 6 l 人队 肚利油f h 瑶表编与组 1 9 8 5 地质志 兰星 l9 7 5 l9 7 81 9 9 l 等 9 5 91 9 6 l 案鑫 硪 鑫案孽鑫 甲 藿刖鲁曲 囊器 艰 蘩 寨 平 鲁曲 阴 立 兄| 立舰，立邑阴在i j 二 平邑 阴安 邑 j ： 大 汶汶 段 一 大 j 汶 u 汶，l ，段 大 _ 汶 竹 l l 霄 维 汶 胄几 中 牟 l 组 生庄壬h 系 e 一： 细 2 波下段 l li 组 组 l ，：e 3 一e ： 秃尾扇组 1 段 e ：，3 e 3 e 2 ，未宋沟细 上l x 砾岩层 上 ez 下 一 _ 官 。矗订亩亩 官 官 序中l 上 吐 未家沟组 店 中段 ll 中 庄 上 最钉l纽 宵 缩嚷 纽 缀 一常 e 2一 e ：f 1 一e ! 一 j i 官序组 f ：f ，t2 2 一e 3审 路 统 雕 却l e 2 f 段下 b2 f 下 一 官常路纽官 亩 睦 中 庵庄一 系 细编 e e 2e 3 一e 。 大汶 上渐燕 e 3 一e 1 u 鲋 卞 发岩段 卞 e ： 桥桥 组 一 编 中牛界 e 2 下部泥 e 2 宙 灰岩段 庄 _ 蓟 下 e 王氏组 同城纽 k 2 e 1 而对于本区的矿产资源勘查则是从5 0 年代开始，5 0 6 0 年代一些找矿部门钻探不少 浅井，见到程度不同的油气显示。1 9 7 7 1 9 7 8 年间，地质部第五普查大队在该区钻了鲁 l 、鲁2 、鲁3 孔，发现古近系有巨厚的暗色地层，揭露了本区的含油气远景，但都没 有下套管试油。1 9 7 1 1 9 7 6 和1 9 7 8 1 9 8 0 年，地质部第五普查大队和胜利油田分别在该一 区共做了3 1 3 6 1 公里的地震测线【2 引，但都没有什么大的突破。 赵澄林教授也曾对该区作过细致的研究，认为官庄组中段可能为一套生油层，为暗 色泥岩，其有机碳0 2 4 ，铁还原系数0 2 6 0 5 ，氯仿沥青“a ”0 0 1 2 ，官庄组中、下 段的砂砾岩分选好，胶结疏松，储集性能好。并且他还总结出两套生储盖组合，分别是 官庄组中段自生、自储、自盖的组合和古近系生，新近系储、盖的组合。 1 3 主要研究内容 在收集和总结前人研究成果基础上，根据野外观察及实测资料，整体认识新汶盆地 新生代的沉积学特征，为该区油气勘探部署提供一个基本的支撑。主要研究内容有：1 、 新汶盆地新生代的地层发育特征2 、新生代层序地层格架的研究3 、控盆断层新泰垛庄 断裂的特征及其对沉积的控制作用4 、新生代的沉积及演化特征5 、对济阳坳陷地层和 沉积作用研究的启示。 4 1 4 研究思路、方 1 4 1 研究思路 本论文是以沉积 依据实测剖面的层序 层单元的演化规律及 积相类型及沉积特征 借鉴作用。 1 4 2 研究方法 1 、明确构造和地貌对沉积的控制作用 尤其是控盆断层的形态、性质及其活动规律对沉积的控制作用。通过前人的研究， 认为该区域是一套盆山耦合系统。沉积的控制因素主要是构造和古地貌。 ( 1 ) 构造对沉积的控制作用 对沉积盆地类型的控制 沉积盆地是地壳构造变形的产物，不同的大地构造背景下，可形成不同类型的盆地； 因此，大地构造背景对沉积盆地及沉积作用起着绝对的控制作用 构造对岩相和沉积厚度的控制 岩相和沉积厚度的变化与地壳的隆起与坳陷密切相关，因此常常根据地层的相变来 判断地壳的升降。一般说来，盆地下降幅度与岩相并没有直接关系，但与沉积厚度有关。 沉积厚度则受湖盆下沉速度以及持续时间影响。主要表现在以下几个方面：当下降速度 等于沉积速度时岩相稳定，岩性比较均一，为补偿盆地；当下降速度大于沉积速度，沉 积盆地面积不断扩大，形成湖进序列，为未补偿盆地；而当下降速度小于沉积速度，沉 积盆地逐渐被填平，剖面上出现湖退序列。 ( 2 ) 古地貌对沉积的控制作用 主要用物源分析的方法对其进行反演分析，因为物源区往往是古地形的高部位。但 是应该注意有时物源有好几个，这时就应该对比其大小。本论文对古物源的研究主要是 结合岩性、成分、沉积体形态、粒度、沉积构造( 波痕、交错层等) 、古流向等资料， 综合判断分析物源区。主要方法包括：根据沉积物的分布规律：一般情况下，从岸线 的浅水到深水，沉积物粒度呈有规律的分布。根据地层的厚度变化：根据沉降补偿原 理，以地层厚度( 如果为残余厚度，则要进行恢复) 变化反映湖底沉降幅度和古地形的基 5 第一章前言 本轮廓，以黑色泥岩厚度百分比变化反映水体的相对深度，也间接地表示古地形起伏。 根据地层的接触关系：古地形低凹处，多为深水区，一般为连续沉积，地层间为整合 接触：古地形隆起部位一般水体较浅，常处于波基面以上，易受冲刷致使地层间出现冲 刷面或沉积相不连续。 2 、进行湖盆沉积旋回分析及沉积界面等时性分析，建立等时地层格架 以生物地层学为理论指导，以目前国际通用的地层划分对比方案为依据，以野外实 测剖面资料为着手点，对全区的复杂、繁多的岩石地层单位进行等时划分、对比，建立 等时地层格架。 ( 1 ) 沉积旋回分析 不同阶段或同一阶段的不同沉积环境其沉积旋回特征有明显差别，呈现出不同的沉 积旋回类型。正确判断不同环境的旋回类型及其间的关系，才能正确实现湖盆沉积的等 时性对比。 主要的沉积旋回类型包括：深水、浅水至水上交替沉积旋回类型，该旋回主要发 育河湖过渡带深水沉积旋回类型，发育于斜坡带下部和湖盆中部浅水与水上交替沉 积旋回类型，主要发育于斜坡中上部，主要由三角洲和河流沉积物组成浅水沉积旋回 类型，位于非三角洲沉积的沿岸区和水下隆起区水上沉积旋回类型，由分布于湖泊和 物源区之间的冲积扇和河流沉积组成。这种旋回在本区新生代占有较大比重。 ( 2 ) 对湖盆沉积等时性进行判别 其技术方法要点包括：以沉积旋回划分为基础，由标志层作控制根据野外露头 判别地层接触关系由等时沉积界面限定的沉积剖面相序应符合湖盆沉积的相变规律 建立的地层格架要合理反映构造和油气水关系。 3 、进行层序地层分析 从断陷湖盆的地质特征出发，运用野外露头资料，对盆地进行层序划分。具体思路 如下： ( 1 ) 解释沉积环境 根据露头、岩心和古生物等资料所蕴含的信息与沉积学原理，解释沉积环境。各类 沉积体系具有各自不同的岩性、沉积构造及沉积序列。因此，可以根据露头资料把他们 识别出来。 ( 2 ) 标出可能的最大洪泛面与凝缩层段 选择地层发育相对完全、沉积连续、化石丰富的典型剖面，观察纵向上沉积相序和 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 横向上沉积组合的变化，识别水体变深，然后再向上变浅的特点，标出可能的最大洪泛 面。 ( 3 ) 识别最大水退之上的水进面( 第一个洪泛面) 在野外露头和岩心中，水进面易于辨认。因为水进面之下的最大水退的沉积，常为 河流相洪泛平原等，而水进面之上为水进期沉积，常为湖相等，所以水进面上下的沉积 特征各异，因而易于识别。 ( 4 ) 解释可能的沉积层序边界 断陷湖盆边缘多为陡坡型，其层序发育特征与海洋盆地受控于陆架坡折带不完全相 同。在内陆湖泊型地层层序中，界面的底冲刷、下切谷和底砾岩更为明显。i 级层序界 面常有两种，一种是湖底扇的底侵蚀面，另一种是砂质或砂砾质河道及湖滨砂体的底冲 刷面。前者出现在裂陷活动强烈的中深湖阶段，后者出现在冲积体系发育的快速充填 阶段，并且向湖泊中心出现与下伏层序整合接触的砂质或粉砂质湖泊相低位体系域。在 野外露头和岩心中，一般层序边界位于水进面之下的块状砂岩底部。 4 、进行沉积演化研究 先根据野外沉积相标志，主要是一些层理类沉积构造，判断出主要的沉积相类型。 再据此分析每个层序单元内的沉积体系和沉积充填序列，得出整个剖面的沉积演化过 程。 1 4 3 技术路线 图l - 2 新汶盆地新生代沉积演化研究技术路线图 7 第一章前言 1 5 完成的工作量 针对课题的任务要求，确立了课题研究开展的研究思路和技术路线，以此为指导， 主要完成了如下一些具体的工作： 1 、野外踏勘路线七条：具体是：( 1 ) 蒙阴张庄水库路线；( 2 ) 蒙阴黄土山路线； ( 3 ) 常路镇五里桥路线；( 4 ) 新泰大辛庄岙阳东山青云山路线；( 5 ) 新泰市陈粮庄 大官庄管家哇路线；( 6 ) 新泰西西周路线：( 7 ) 新泰榆山路线； 2 、实测地层剖面3 条，分别是：( 1 ) 常路镇盘古庄骑路官庄剖面；( 2 ) 蒙阴完庄 水库剖面；( 3 ) 蒙阴上庄剖面； 3 、采集岩石样品4 0 块，其中砂岩3 0 块，暗色泥岩2 块，筛积砾岩及其它8 块， 并且磨制了相应的岩石薄片； 4 、