南黃海盆地中部隆起上古生界沉積環(huán)境探討

蔡來星，郭興偉，徐朝暉，張曉華，李文強(qiáng)，肖國林，朱曉青,侯方輝

1.中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島 266071 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室 海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266237 3.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249

0 引言

許多國外的大型油氣田都分布在源儲(chǔ)條件較為優(yōu)越的海相地層，也正因?yàn)檫@一點(diǎn)，有些外國學(xué)者在上個(gè)世紀(jì)錯(cuò)誤地將中國認(rèn)定為貧油國。實(shí)際上，中國是一個(gè)油氣資源極為豐富的資源大國，而且海相地層十分發(fā)育，其中尤以揚(yáng)子板塊中—古生界最具代表性[1]。迄今為止，我國已在上揚(yáng)子區(qū)的四川盆地發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)、普光、龍崗、元壩、羅家寨等多個(gè)大型天然氣田或頁巖氣田[2-5]；在中揚(yáng)子區(qū)下寒武統(tǒng)水井沱組、上奧陶統(tǒng)五峰組、下志留統(tǒng)龍馬溪組等頁巖層段內(nèi)也相繼探獲多處工業(yè)油氣流[6-9]。然而，地處下?lián)P子板塊東北緣的南黃海盆地雖與中、上揚(yáng)子區(qū)具有相似的海相充填歷史[10-11]，但至今仍未取得重大突破。因此，與油氣成藏條件密切相關(guān)的沉積環(huán)境、沉積相研究業(yè)已成為南黃海油氣地質(zhì)條件研究中亟需解決的科學(xué)問題。

文獻(xiàn)調(diào)研表明，受限于第一手地質(zhì)資料的匱乏，目前關(guān)于南黃海盆地古生界沉積環(huán)境的認(rèn)識(shí)基本局限在上部石炭紀(jì)、二疊紀(jì)時(shí)期[12-13]，而少有學(xué)者針對(duì)泥盆系及下古生界開展過相關(guān)討論，同時(shí)，大部分研究、認(rèn)識(shí)只能依靠陸上蘇北盆地的露頭和區(qū)域地球物理資料，而對(duì)沉積充填方面的研究缺乏具體數(shù)據(jù)支撐[14-15]。紀(jì)友亮等[16]以野外露頭為主要資料，建立了南黃海盆地震旦紀(jì)—晚奧陶世、泥盆世和石炭紀(jì)兩坳夾一隆型的克拉通盆地層序模式、晚奧陶世末到晚志留世的前陸盆地層序模式和中、晚奧陶世、晚二疊世—中三疊世的被動(dòng)大陸邊緣盆地層序模式。祁江豪等[11]通過巖性對(duì)比，認(rèn)為南黃海盆地與上揚(yáng)子四川盆地的海相中—古生界在印支運(yùn)動(dòng)前后均為以碳酸鹽巖為主的穩(wěn)定沉積，僅在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造時(shí)間、規(guī)模上存在著一定的差異。

2016年10月，青島海洋地質(zhì)研究所完鉆了CSDP-2井。該井是大陸架科學(xué)鉆探計(jì)劃(CSDP)在南黃海盆地中部隆起實(shí)施的一口連續(xù)取芯井，完井深度2 843.18 m，綜合取芯率高達(dá)97.7%[17-18]。在充分利用該井所獲得的上古生界巖芯、測(cè)井、薄片及古生物化石資料的基礎(chǔ)上，對(duì)該地區(qū)上古生界的巖石學(xué)特征和沉積環(huán)境開展詳細(xì)研究，旨在補(bǔ)充露頭資料的不足，以期得到對(duì)該區(qū)晚古生代沉積環(huán)境及其演化的合理認(rèn)識(shí)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南黃海盆地位于下?lián)P子板塊東北部(圖1)，屬于多期、多類型盆地疊加的殘留盆地。自新元古代之后，南黃海盆地受到揚(yáng)子板塊、華北板塊及華夏板塊的相互作用，先后經(jīng)歷了穩(wěn)定臺(tái)盆、克拉通盆地、斷陷盆地、坳陷盆地共四個(gè)階段演化而來[19-20]。晉寧運(yùn)動(dòng)形成盆地基底之后直至寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)，南黃海盆地長期處于穩(wěn)定臺(tái)盆階段，北部蘇魯洋及南部華南洋尚未關(guān)閉；晚奧陶世至晚志留世，盆地南部的華夏板塊與揚(yáng)子板塊碰撞擠壓強(qiáng)烈，隨著華南洋的消減，盆地南緣轉(zhuǎn)化為活動(dòng)陸緣；之后的早泥盆世受到板塊碰撞的影響，盆地內(nèi)部隆起而缺失沉積。直到晚泥盆世—早三疊世，華北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞后北部蘇魯洋隨之消減，盆地進(jìn)入克拉通階段。晚三疊世以來，受到特提斯和太平洋板塊碰撞的影響，盆內(nèi)先后經(jīng)歷了斷陷階段和坳陷階段[21-23]。現(xiàn)今構(gòu)造格局為白堊紀(jì)時(shí)期形成，主體呈現(xiàn)為“兩坳夾一隆”，中部隆起帶南北兩側(cè)分別為南部坳陷和北部坳陷[24-26]。另外在北部坳陷北側(cè)和南部坳陷南側(cè)的板塊邊界處分別發(fā)育千里巖隆起和勿南沙隆起，因此，也可稱之為“三隆夾兩坳”的格局[27]。與上揚(yáng)子區(qū)及其他盆地相比，南黃海盆地中—古生界海相地層保存更為完整。目前，南黃海盆地已完鉆27口探井，但僅有7口井鉆至中生界，其中北部坳陷1口，南部坳陷5口，勿南沙隆起1口[28]；而在CSDP-2井之前，僅有CZ12-1-1井揭露了石炭系。因此，CSDP-2井是目前在勘探面積近3×104km2的南黃海盆地內(nèi)鉆遇地層時(shí)代最老、取芯最全的鉆井，自下而上依次揭示了古生界志留系、泥盆系、石炭系、二疊系和中生界三疊系(圖2)。

2 CSDP-2井上古生界地層特征

巖芯及薄片分析結(jié)果表明，南黃海盆地上古生界的沉積充填層序既包含碎屑巖也包含碳酸鹽巖，以泥巖、砂巖、灰?guī)r為主，部分發(fā)育粉砂巖、白云巖及少量角礫巖、硅質(zhì)巖和煤。本文利用巖芯和薄片資料對(duì)碎屑巖和碳酸鹽巖兩大類巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了詳細(xì)表征。

(1) 地層特征

CSDP-2井自上而下鉆穿上古生界二疊系、石炭系、泥盆系(圖2)，鉆遇地層厚度近1 500.0 m。其中，最古老的地層泥盆系僅鉆至五通群，地層厚度為337.0 m。除了下部鉆遇的一套厚36.88 m的灰白色、深灰色白云巖外，其余以砂巖、粉砂巖和泥巖為主，泥巖顏色既存在還原色調(diào)的灰色、黑色，也存在氧化色調(diào)的紫紅色、紅褐色，且含植物根莖碎屑，但未鉆遇下?lián)P子區(qū)陸域常見的紫紅色厚層石英砂礫巖。

圖1 南黃海盆地構(gòu)造分區(qū)及井位圖[18]Fig.1 Map of structural features and well locations of the South Yellow Sea Basin[18]

圖2 CSDP-2井上古生界沉積相綜合柱狀圖 Fig.2 The column section of sedimentary facies for the Upper Paleozoic in Well CSDP-2

CSDP-2井鉆遇的二疊系棲霞組、孤峰組、大隆—龍?zhí)督M地層厚度在上古生界中最大，約為884.0 m。棲霞組沉積厚度96.0 m，巖石類型主要為黑色泥巖、灰色灰?guī)r、深灰色白云巖、黑灰色灰?guī)r泥晶灰?guī)r，局部存在薄的煤層，灰?guī)r為區(qū)域上棲霞組皆有的臭灰?guī)r，且發(fā)育多種化石，如蜓類及部分有孔蟲；孤峰組殘余厚度薄，僅鉆遇12.0 m，地層以硅質(zhì)巖沉積為典型特征，多產(chǎn)腕足類、菊石等化石；大隆—龍?zhí)督M鉆遇地層最厚，為776.0 m，巖石類型以灰黑色和雜色泥巖、深灰色粉—細(xì)砂巖為主。下部龍?zhí)督M含有大量孢子化石，如Crassispora kosankei克?？撕癍h(huán)孢和Dictyotriletes muricatus尖平網(wǎng)孢，還含有很多腕足類、頭足類及蜓類化石，上部大隆組可見大量植物碎屑及菊石、腹足類化石[18]。

(2) 碎屑巖巖石學(xué)特征

上古生界的碎屑巖粒度較細(xì)，多以泥巖、粉砂巖為主，僅在泥盆系發(fā)育中—細(xì)粒砂巖，其累計(jì)厚度占到了整個(gè)地層厚度的49.0%左右，顏色以黑色、灰色和紅褐色居多；巖性上以暗色泥巖為主(圖3)，可見部分灰質(zhì)或含灰質(zhì)泥巖及少量粉砂質(zhì)泥巖，黏土礦物含量較高，多以片狀高嶺石、片絲狀伊利石和片狀綠泥石為主，內(nèi)含大量黃鐵礦晶體或集合體。

粉砂巖含量約占到整套上古生界地層的10.0%，主要分布在二疊系龍?zhí)督M，其次是大隆組。顏色同樣以灰色和深灰色為主，粒度較細(xì)，以細(xì)粒石英、長石和云母為主，顆粒定向排列特征明顯(圖3)；砂巖在上古生界比較發(fā)育，約占21.0%，其中石英砂巖主要集中在泥盆系五通群，分選較好；長石巖屑砂巖和巖屑石英砂巖主要分布在二疊系大隆組和龍?zhí)督M，分選較差，偶見海綠石顆粒，粒間常見方解石膠結(jié)和石英次生加大膠結(jié)(圖3)。

(3) 碳酸鹽巖巖石學(xué)特征

上古生界鉆遇的碳酸鹽巖以灰?guī)r為主。灰?guī)r主要分布在石炭系船山組、黃龍組及和州組，少量分布在高驪山組，其發(fā)育程度僅次于泥巖，約占到了13.0%，巖石類型主要為泥晶灰?guī)r、亮晶灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r等，生屑則主要包括腕足類、頭足類及蜓類，同時(shí)可見少量角礫狀灰?guī)r和鮞?；?guī)r(圖4)。

泥晶或粉晶白云巖的厚度與粉砂巖相當(dāng)，僅占到5.0%左右，層數(shù)少但單層厚度較大，主要集中在二疊系棲霞組，部分巖性發(fā)生溶蝕后充填了細(xì)晶白云石(圖4)。

3 沉積相類型劃分

在總結(jié)前人對(duì)揚(yáng)子板塊古生界沉積特征研究的基礎(chǔ)上，充分利用CSDP-2井上古生界1 500 m的連續(xù)取芯資料和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)南黃海中部隆起區(qū)的沉積相類型進(jìn)行了精細(xì)劃分，結(jié)果表明，研究區(qū)上古生界沉積體系可劃分為海相組和海陸過渡相組兩大類，其中，海陸過渡相組包括三角洲相和潮坪相；海相組則主要為濱岸相、碳酸鹽巖臺(tái)地和淺海陸棚相相。

3.1 海陸過渡相組

研究區(qū)泥盆系頂部、石炭系底部和二疊系大隆組、龍?zhí)督M均發(fā)育海陸過渡相組，以碎屑巖為主，包括三角洲相和潮坪相。

(1) 三角洲相

三角洲相是研究區(qū)碎屑巖發(fā)育的主要沉積相類型，以巖性較細(xì)的砂巖和泥巖為主，可見典型的漏斗形測(cè)井曲線，巖芯上發(fā)育較厚的槽狀交錯(cuò)層理，同時(shí)可見波痕、生物碎屑、生物擾動(dòng)等巖相標(biāo)志(圖5)。在1 300 m處二疊系大隆組內(nèi)發(fā)育典型的下細(xì)上粗的反韻律，為三角洲前緣亞相的河口壩微相(圖2)，再向上即變化為正韻律，組成了三角洲典型的正反復(fù)合韻律特征。而平原亞相分支河道的測(cè)井相表現(xiàn)為典型的箱形或者鐘形曲線(圖2，6)，巖性以中—細(xì)砂巖為主，略粗于下部前緣且泥巖顏色偏黃綠色和棕色(圖2)。

(2) 潮坪相

除了三角洲相和濱岸相兩種海陸過渡相以外，研究區(qū)泥盆系五通群下部和二疊系中部還發(fā)育碎屑巖潮坪相，亞相包括潮上帶、潮間帶和潮下帶。潮上帶發(fā)育具有氧化色調(diào)的雜色泥巖，如五通群下部2 200～2 250 m處的紅色泥巖(圖2)，反映了暴露氧化的沉積環(huán)境。在潮下帶—潮間帶的潮汐通道內(nèi)，因潮流作用強(qiáng)、能量高，沉積物以砂為主并形成水下砂壩，可見低角度雙向交錯(cuò)層理(圖5)。在潮間帶—潮上帶，從海向陸由較純的砂質(zhì)沉積過渡為泥質(zhì)沉積，從而形成了砂泥混合坪，并間或發(fā)育潮間—潮上帶的泥炭沉積和煤層(圖5)。與此相符的是，潮坪相在相鄰的蘇北盆地也有發(fā)育，如南京地區(qū)二疊系龍?zhí)督M露頭[16]。

圖3 CSDP-2井上古生界碎屑巖巖石學(xué)特征a.泥巖，二疊系大隆組，993.5 m，單偏光，可見鱗片狀顆粒，偶見黃鐵礦晶體；b.泥巖，二疊系龍?zhí)督M，1 273.3 m，單偏光，見黃鐵礦團(tuán)粒；c.泥巖，二疊系大隆組，1 158.4 m，掃描電鏡照片，片絲狀伊利石；d.泥巖，二疊系大隆組，1 175.8 m，掃描電鏡照片，片狀綠泥石；e.粉砂巖，二疊系龍?zhí)督M，1 307.9 m，單偏光，大量片狀云母呈定向排列，膠結(jié)物主要為泥質(zhì)、微晶方解石和鐵白云石；f.粉砂巖，二疊系龍?zhí)督M，1 293.3 m，單偏光，顆粒定向明顯，水平層理發(fā)育；g.石英砂巖，石炭系和州組，1 945.4 m，正交偏光，中粒，分選較好，膠結(jié)物主要為微晶方解石，部分石英可見次生加大；h.長石巖屑砂巖，二疊系龍?zhí)督M，1 581.6 m，正交偏光，中粒，分選差，見少量褐色的泥質(zhì)和褐黑色的瀝青質(zhì)充填于粒間孔隙；i.長石巖屑砂巖，二疊系龍?zhí)督M，1 544.7 m，單偏光，中粒，分選較好，巖屑多為酸性噴出巖；j.巖屑石英砂巖，石炭系和州組，1 933.4 m，正交偏光，中粒，分選較差，石英圓度較高；k.長石砂巖，二疊系大隆組，880.1 m，單偏光，中粒，分選較好，磨圓較好，方解石膠結(jié)強(qiáng)烈；l.長石巖屑砂巖，二疊系大隆組，874.9 m，單偏光，中粒，分選、磨圓較好，方解石膠結(jié)強(qiáng)烈，可見石英次生加大邊Fig.3 Petrological characteristics of clastic rock in the Upper Paleozoic for Well CSDP-2

3.2 海相組

(1) 濱岸相

濱岸相發(fā)育在河流作用弱、無三角洲形成的海岸地區(qū)，水體深度位于浪基面之上。研究區(qū)的濱岸相為無障壁型濱岸，海水循環(huán)良好，主要發(fā)育寬而厚的砂質(zhì)灘壩。例如二疊系棲霞組和泥盆系五通群(圖2)，巖性以中等粒度且成熟度較高的石英砂巖為主，自下而上由臨濱到前濱形成下細(xì)上粗的反韻律，測(cè)井曲線為漏斗形(圖6)，反映了海平面下降的一種變化趨勢(shì)。該類型的砂巖分選較好、層系平直，常見低角度相交的板狀交錯(cuò)層理和雙向水流成因的沖洗交錯(cuò)層理(圖5)。

圖4 CSDP-2井上古生界碳酸鹽巖巖石學(xué)特征a.生物碎屑灰?guī)r，石炭系船山組，1 724.5 m，生物碎屑顆粒發(fā)育，見清晰的腕足類化石，生物化石體腔充填泥灰質(zhì)，生物化石碎片內(nèi)充填泥灰質(zhì)；b.生屑灰?guī)r，石炭系船山組，1 735.7 m，生物碎屑之間發(fā)育亮晶膠結(jié)物；c.細(xì)晶白云巖，志留系，2 672.4 m，結(jié)構(gòu)致密，白云石晶體呈細(xì)晶結(jié)構(gòu)，溶孔中充填次生白云石晶體；d.泥晶灰?guī)r，石炭系船山組，1 728.1 m，見大量泥晶方解石晶體，且泥晶方解石間充填細(xì)晶方解石；e.生屑泥晶灰?guī)r，石炭系船山組，1 734.7 m，巖石由方解石泥晶組成，可見少量生物化石碎片；f.生屑泥晶灰?guī)r，石炭系和州組，1 945.4 m，生物化石的圈層結(jié)構(gòu)，其間充填泥晶方解石Fig.4 Petrological characteristics of carbonate rock in the Upper Paleozoic for Well CSDP-2

圖5 CSDP-2井上古生界沉積構(gòu)造特征a.雙向交錯(cuò)層理細(xì)砂巖，1 935.5 m，石炭系和州組；b.水平層理灰?guī)r，1 741.5 m，石炭系船山組；c.槽狀交錯(cuò)層理細(xì)砂巖，1 350.4 m，二疊系龍?zhí)督M；d.潮汐層理，1 524.2 m，二疊系龍?zhí)督M；e.鳥眼構(gòu)造含顆粒泥晶灰?guī)r，1 705.12 m，二疊系棲霞組；f.砂屑灰?guī)r，1 774 m，石炭系船山組；g.角礫灰?guī)r，1 927.5 m，石炭系和州組；h.生屑灰?guī)r，1 742.3 m，石炭系船山組Fig.5 Sedimentary structural characteristics of the Upper Paleozoic for Well CSDP-2

圖6 CSDP-2井碎屑巖儲(chǔ)層自然伽馬曲線形態(tài)類型a.箱形曲線，泥盆系五通群三角洲平原分支河道砂巖；b.鐘形曲線，二疊系龍?zhí)督M三角洲前緣水下分流河道砂巖；c.鋸齒形曲線，泥盆系五通群三角洲平原泛濫平原砂泥巖；d.漏斗形曲線，二疊系棲霞組灘壩砂巖；e.平直曲線，志留系淺海陸棚相泥巖Fig.6 Well log patterns of GR for clastic rock in Well CSDP-2

(2) 碳酸鹽巖臺(tái)地相

本區(qū)的碳酸鹽巖層段分布在石炭系船山組、黃龍組、和州組和高驪山組，以及二疊系大隆組、棲霞組的部分層段(圖2)。不同層段的沉積環(huán)境主要為開闊臺(tái)地—局限臺(tái)地，巖性以泥晶灰?guī)r為主，顆?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及白云巖為輔，具體包括潮坪、潟湖和臺(tái)內(nèi)灘三類沉積亞相。

① 潮坪

此處的潮坪指的是碳酸鹽巖潮坪，為碳酸鹽巖臺(tái)地比較靠近陸地的部分，主要發(fā)育在石炭系和州組與高驪山組(圖2)，巖性包括灰色、紫紅色灰?guī)r、凝塊灰?guī)r和鮞?；?guī)r，反映水體較淺的沉積環(huán)境；另外，本區(qū)還見到了細(xì)晶白云巖和鳥眼構(gòu)造灰?guī)r(圖5)，表明當(dāng)時(shí)的環(huán)境內(nèi)鹽度相對(duì)較高，應(yīng)存在蒸發(fā)作用[29]。

② 潟湖

潟湖沉積是碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)分布較廣和厚度較大的亞相類型，巖性主要以細(xì)粒的暗色泥晶灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，反映水體較安靜；另外，偶爾的陸源碎屑注入也可形成泥巖、灰質(zhì)泥巖沉積。研究區(qū)總體以灰質(zhì)潟湖為主而非蒸發(fā)環(huán)境下的咸化潟湖(圖2，4)，因此可見到大量廣鹽性生屑灰?guī)r和泥灰?guī)r，但白云巖和膏鹽巖不發(fā)育(圖4)。

③ 顆粒灘

臺(tái)地內(nèi)和臺(tái)地邊緣機(jī)械搬運(yùn)作用較強(qiáng)的環(huán)境中，會(huì)形成粒度較粗的顆?；?guī)r，顆粒類型包括內(nèi)碎屑、鮞粒、藻粒、生屑等，例如本區(qū)石炭系發(fā)育單層厚度超過3 m的生物碎屑灰?guī)r(圖2，4，5)。生屑既包括珊瑚、腕足類、腹足類等個(gè)體較大的生物、也包括層孔蟲等浮游生物，而顆粒既有礫屑也有砂屑(圖5)。

(3) 淺海陸棚相

淺海陸棚相位于浪基面以下，水體比浪基面以上更為安靜，只有大的風(fēng)暴可以影響和改造沉積物，水體鹽度正常，為半還原—半氧化環(huán)境。本區(qū)淺海陸棚相發(fā)育中薄層灰?guī)r、泥巖和粉砂巖及風(fēng)暴成因的礫狀灰?guī)r。該沉積相主要發(fā)育在二疊系龍?zhí)督M、石炭系高驪山組(圖2)，巖性以灰黑色泥巖夾薄層泥晶灰?guī)r為主，偶爾夾陸棚粉砂巖、頁巖及硅質(zhì)巖；沉積構(gòu)造主要發(fā)育平行層理，反映較弱的水動(dòng)力；測(cè)井曲線平直并發(fā)育小鋸齒[30]，整體以高伽馬、低電阻為特征(圖6)。淺海陸棚的暗色頁巖往往與海泛面有關(guān)，是一套沉積速率較低的緩慢沉積段，這種緩慢沉積的頁巖在相鄰的蘇北盆地高驪山組也有發(fā)育。

3.3 CSDP-2井沉積體系

CSDP-2井上古生界二疊系大隆組和龍?zhí)督M主要發(fā)育三角洲相和淺海陸棚相，巖性以中—細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖為主，測(cè)井曲線既有正韻律的鐘形曲線，也有反韻律的漏斗形曲線，還可見平直的低幅度鋸齒曲線；底部孤峰組和棲霞組發(fā)育暗色泥巖及部分泥晶灰?guī)r和泥晶云巖，云巖中多見鳥眼構(gòu)造，主要為淺海陸棚相和潮坪相沉積。石炭系主要為各種碳酸鹽巖建造，包括船山組、黃龍組、和州組和高驪山組的生屑灰?guī)r和泥晶灰?guī)r，多為碳酸鹽巖臺(tái)地的潟湖、顆粒灘亞相，僅在高驪山組下部發(fā)育少量三角洲相的碎屑巖。泥盆系五通群均為碎屑巖沉積，穩(wěn)定的石英砂巖和紫紅色泥巖并存，其中下部為碎屑巖潮坪相，上部為三角洲相。

整體來看，該井上古生界巖性復(fù)雜，既有碎屑巖，又有碳酸鹽巖，但少見蒸發(fā)巖；其中，碎屑巖粒度偏細(xì)，多以深色泥巖和粉—細(xì)砂巖為主，屬于淺海—潮坪相碎屑巖沉積體系、三角洲沉積體系；碳酸鹽巖以泥晶灰?guī)r和生屑灰?guī)r為主，發(fā)育潮坪—潟湖—顆粒灘沉積體系。

4 沉積環(huán)境演化

為了闡明南黃海盆地中部隆起區(qū)晚古生代沉積演化的完整性，本文基于整個(gè)揚(yáng)子地臺(tái)區(qū)域構(gòu)造演化及鄰區(qū)蘇北盆地晚古生代沉積環(huán)境演變的特征，認(rèn)為研究區(qū)自下而上經(jīng)歷了由海相沉積體系向海陸過渡相沉積體系逐漸演化的過程：下部志留紀(jì)—泥盆紀(jì)為一個(gè)完整的海侵—海退演化過程；石炭紀(jì)—二疊紀(jì)為另一個(gè)完整的海侵—海退演化過程(圖2)。

(1) 志留紀(jì)階段

受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，揚(yáng)子板塊與古華夏板塊在這個(gè)時(shí)期發(fā)生了第二次碰撞[31]，在下?lián)P子地區(qū)西南部形成前陸盆地。南黃海盆地為一個(gè)被動(dòng)大陸邊緣盆地，向西南方向發(fā)育蘇魯洋，整個(gè)盆地發(fā)育了淺海陸棚相黑色頁巖(圖7)，而西鄰的蘇北盆地還發(fā)育深水藻類硅質(zhì)巖[16]。CSDP-2井位于盆地中部，此時(shí)主要發(fā)育厚層暗色泥巖；伴隨著陸源碎屑供給的增加，也可見厚層濱岸石英砂巖。到晚志留紀(jì)加里東運(yùn)動(dòng)末期，下?lián)P子區(qū)抬升導(dǎo)致研究區(qū)遭受剝蝕[18]，早古生代末次海侵事件結(jié)束。

(2) 泥盆紀(jì)階段

泥盆紀(jì)早期，華夏板塊與揚(yáng)子板塊南緣碰撞，研究區(qū)繼續(xù)抬升遭受剝蝕，因此未接受中、下泥盆統(tǒng)的沉積[18]。晚泥盆世，北部蘇魯洋逐漸關(guān)閉，南黃海盆地西南部的蘇北盆地北緣形成蘇魯褶皺帶，盆地再次沉降接受沉積，上泥盆統(tǒng)碎屑巖直接覆蓋在志留系之上，至此進(jìn)入克拉通盆地階段[18]。CSDP-2井所鉆遇的碎屑巖亦表明，南黃海盆地已由剝蝕階段轉(zhuǎn)入沉積階段且發(fā)育海陸過渡相沉積體系，例如泥盆紀(jì)五通群—石炭紀(jì)高驪山組發(fā)育濱岸、三角洲、潮坪等沉積相類型，形成了淺?！逼汉Ｏ喑练e體系。

圖7 南黃海盆地上古生界沉積體系演化圖Fig.7 Sedimentary system evolution of the Upper Paleozoic for Well CSDP-2

(3) 石炭紀(jì)階段

石炭紀(jì)盆地依舊處于克拉通階段，但隨著海平面逐漸升高，海水不斷侵入，陸源沉積物的輸入逐漸減少。因此，和州組至黃龍組、船山組時(shí)期，南黃海中央隆起區(qū)基本處于開闊碳酸鹽巖臺(tái)地沉積環(huán)境，區(qū)內(nèi)海水通暢且生命活動(dòng)較強(qiáng)，發(fā)育厚層的生物碎屑灘。相對(duì)于此，陸上蘇北盆地不但發(fā)育顆粒灘相的生屑灰?guī)r、潟湖相的泥晶灰?guī)r和潮坪相的鳥眼構(gòu)造灰?guī)r，局部還可見局限臺(tái)地相的白云巖沉積[32]，可見這一沉積體系穩(wěn)定延展，而海侵方向是由南黃海向西逐漸擴(kuò)大的。

(4) 二疊紀(jì)階段

早二疊世，研究區(qū)繼承了石炭紀(jì)的古地貌和古地理格局，只是陸源碎屑供給有所增加，碳酸鹽巖發(fā)育變?nèi)?，基本以淺海碎屑巖沉積為主。孤峰組沉積時(shí)期，海侵達(dá)到高潮[11]，形成了淺水陸棚沉積；到晚二疊世大隆組晚期逐漸海退，研究區(qū)再次演變?yōu)槿侵蕹练e體系(圖2，7)并可能延伸至南側(cè)的南部凹陷內(nèi)[13]。

5 結(jié)論

(1) CSDP-2井上古生界取芯資料分析結(jié)果表明，南黃海盆地中部隆起區(qū)上古生界自上而下依次鉆遇了三疊系青龍組、二疊系、石炭系、泥盆系，沉積建造既包含碎屑巖也包含碳酸鹽巖，巖性多以泥巖、粉—細(xì)砂巖和灰?guī)r為主，同時(shí)還可見白云巖及少量的角礫巖、硅質(zhì)巖和煤。

(2) 南黃海盆地上古生界包括海相組和海陸過渡相組兩大類沉積體系，其中，海陸過渡相組包括三角洲相、濱岸相和潮坪相；海相組主要為淺海陸棚相和碳酸鹽巖臺(tái)地相。

(3) 南黃海盆地中部隆起區(qū)晚古生代經(jīng)歷了由海相向海陸過渡相演變的沉積充填過程，包含兩套海侵—海退沉積旋回。志留紀(jì)—泥盆紀(jì)，南黃海盆地從被動(dòng)大陸邊緣盆地向克拉通坳陷盆地轉(zhuǎn)化，中部隆起區(qū)發(fā)育淺海相—海岸帶潮坪沉積體系，為一個(gè)海退旋回；石炭紀(jì)開始海侵，沉積體系隨之演化為碳酸鹽巖潮坪—潟湖—顆粒灘沉積體系；二疊紀(jì)早期海侵最強(qiáng)，之后逐漸海退，形成了三角洲沉積體系。