山東省靈山島早白堊世萊陽(yáng)群沉積特征及演化模式

袁 靜, 謝 君, 董志芳, 單 康, 周瑤琪, 吳根杰, 俞國(guó)鼎, 鐘劍輝

(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580; 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)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 266071)

中國(guó)東部白堊紀(jì)大地構(gòu)造處于相對(duì)活躍期,也是油氣資源和金屬礦產(chǎn)形成的重要時(shí)期,長(zhǎng)期以來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。對(duì)位于華北與揚(yáng)子克拉通結(jié)合部位的山東東部近海裂陷盆地[1]白堊紀(jì)地層進(jìn)行研究有利于揭示該區(qū)沉積-構(gòu)造-巖漿演化和資源前景。靈山島位于該裂陷盆地西南部,呂洪波等[2]最早在該島發(fā)現(xiàn)早白堊世復(fù)理石沉積及滑塌褶皺層。此后,眾多學(xué)者對(duì)其地層時(shí)代[3-5]、沉積環(huán)境及構(gòu)造特征[1-2,6-9]、軟沉積物變形構(gòu)造[2,5,10-12]、有機(jī)地球化學(xué)和烴源巖特征[13]等進(jìn)行了大量的研究。目前,對(duì)于其沉積巖地層的沉積環(huán)境主要觀點(diǎn)有沖積扇[7]、河湖[8]、深海濁積扇[2,5]和陸相三角洲[8,11]等,尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。同時(shí),前人多依賴于野外地質(zhì)調(diào)查,受巖層出露限制,迄今尚未看到對(duì)靈山島巖層逐層的巖性特征定量的描述資料[14],亦未對(duì)研究區(qū)早白堊世萊陽(yáng)群沉積特征及其演化過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)、細(xì)致的刻畫(huà)。筆者通過(guò)精細(xì)觀察與描述全井巖心,對(duì)其巖石類型、沉積相類型、特征和演化開(kāi)展系統(tǒng)研究,并結(jié)合前人對(duì)靈山島露頭沉積特征的認(rèn)識(shí),總結(jié)研究區(qū)早白堊世萊陽(yáng)群沉積特征和演化過(guò)程。

1 地質(zhì)背景

早白堊世早、中期萊陽(yáng)群沉積期山東東部裂陷盆地原型盆地主要受NE至NNE向斷裂帶控制調(diào)節(jié),呈NE向區(qū)域拉伸構(gòu)造,推測(cè)其為狹長(zhǎng)的海相盆地,且水深很大,萊陽(yáng)群沉積末期該裂陷盆地受強(qiáng)度較弱的近W-E向擠壓[5]。本文中沿用此觀點(diǎn)作為區(qū)域沉積學(xué)研究背景。

靈山島(圖1)上萊陽(yáng)群主要出露于島北側(cè)的背來(lái)石剖面、西北側(cè)的船廠剖面、西南側(cè)的燈塔剖面、千層崖剖面以及東南側(cè)的釣魚(yú)臺(tái)剖面。靈山島科學(xué)鉆探工程靈科1井(圖1)完鉆井深1 352 m,針對(duì)下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)群全取心鉆探,其上地層為千層崖—燈塔—造船廠剖面的萊陽(yáng)群。鉆井揭示靈科1井萊陽(yáng)群由埋深18.6～418 m、430.4～923.1 m和979.3～1 352 m三套砂巖(偶為礫巖)和泥巖互層夾418～430.4 m、923.1～979.3 m兩大套基性侵入巖(其間尚有多套厚度較薄的基性侵入巖)組成。

圖1靈山島地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[13]修改)Fig.1 Geologic sketch map of Lingshan Island(After citation[13], modified)

2 沉積特征

據(jù)靈科1井巖心揭示,研究區(qū)早白堊世萊陽(yáng)群沉積巖地層旋回性特征較為明顯。通過(guò)對(duì)其綜合分析,結(jié)合前人對(duì)該區(qū)露頭沉積特征與區(qū)域構(gòu)造等的研究基礎(chǔ),認(rèn)為靈山島早白堊世萊陽(yáng)群自下而上發(fā)育扇三角洲—水下扇—濁積扇—三角洲沉積。三者是裂陷盆地中常見(jiàn)的沉積相類型,其沉積物特征具有一定的相似性,皆發(fā)育有重力流沉積。區(qū)別在于:扇三角洲主體發(fā)育于浪基面之上,水下部分(前緣)兼具重力流和牽引流沉積特征,單向水流和淺水波浪沉積是其典型特征。水下扇和濁積扇均發(fā)育于深水區(qū),前者發(fā)育于裂陷盆地?cái)U(kuò)張深陷期的較深水環(huán)境,系沉積物從古凸起直接入水而成,主要為洪水成因的重力流沉積;濁積扇一般發(fā)育于盆地深陷穩(wěn)定期的深水環(huán)境,物源為淺水沉積物,為突發(fā)性濁流成因。

2.1 扇三角洲

自Holmes提出扇三角洲概念以來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)扇三角洲沉積進(jìn)行了大量研究[15-20]。研究區(qū)自早白堊世起持續(xù)裂陷,盆地不斷擴(kuò)張,水體逐漸加深,受古構(gòu)造、古地貌、物源等因素控制,在裂陷早期發(fā)育扇三角洲沉積。

2.1.1 相標(biāo)志

靈科1井扇三角洲相主要發(fā)育于1 352～979.3 m深度段。沉積物粒度區(qū)間大,粒度直方圖往往為多眾數(shù)。礫巖多為雜基支撐,礫石呈棱角—次棱角狀,反映短距離搬運(yùn),近物源堆積。沉積構(gòu)造中牽引流成因者(圖2(a)、(b)、(c))和重力流成因者(圖2(d)、(e)、(g)、(f))皆著,并可見(jiàn)生物擾動(dòng)構(gòu)造和斜交于層面的生物潛穴(圖2(h)、(i));在砂礫質(zhì)泥巖中常見(jiàn)豐富的炭化植物屑(圖2(j))。泥巖顏色為深灰色、灰色,反映其沉積于淺水弱還原環(huán)境。

靈科1井巖心中僅見(jiàn)扇三角洲前緣亞相沉積,可識(shí)別出碎屑流沉積、水下辮狀河道、河道間、河口壩和席狀砂5個(gè)微相,其中碎屑流沉積微相較水下辮狀河道發(fā)育,這與研究區(qū)扇三角洲發(fā)育于裂陷盆地?cái)U(kuò)張?jiān)缙?海平面上升的沉積背景相適應(yīng)[21]。

圖2 靈山島靈科1井扇三角洲沉積典型沉積構(gòu)造Fig.2 Sedimentary structures of fan delta facies from well Lingke1 in Lingshan Island

2.1.2 前緣亞相沉積特征

(1)碎屑流沉積微相。碎屑流是在重力作用下沿斜坡向下流動(dòng)的砂、礫、黏土物質(zhì)和水的混合物高密度流體[22]。研究區(qū)碎屑流微相垂向序列多呈塊狀,偶見(jiàn)反粒序(圖2(e)),顆粒分選磨圓差,從礫巖到細(xì)砂巖均有發(fā)育,基質(zhì)含量高,可見(jiàn)礫石懸浮其中,且常見(jiàn)定向排列的泥巖撕裂屑(圖3(a)、(d))。

(2)水下辮狀河道微相。該微相是扇三角洲平原辮狀河道向水下延伸部分,兼具牽引流和重力流沉積。該微相以灰色、灰白色中粗砂巖、含礫砂巖及礫質(zhì)砂巖為主要巖石類型,礫巖較少見(jiàn),粒度分布直方圖為多眾數(shù),反映洪水期能量較強(qiáng)的不穩(wěn)定動(dòng)蕩流體入水后的快速堆積。巖石以顆粒支撐為主,顆粒圓度較好,且礫石常呈定向(疊瓦狀)排列,具明顯的河道沉積特點(diǎn)。巖層底部多發(fā)育沖刷面(圖2(d)、(e)),其上主要發(fā)育(疊覆沖刷)正遞變層理和塊狀構(gòu)造,還可見(jiàn)平行層理和交錯(cuò)層理(圖3(a)、(b)、(c)、(e))。

(3)水下辮狀河道間微相。該微相主要由綠灰色、灰色塊狀或具水平層理的砂質(zhì)黏土巖夾薄層或透鏡狀砂巖組成,有時(shí)為富含碳屑的砂礫質(zhì)泥巖((圖2(j)),砂巖可見(jiàn)(反/正)遞變層理。由于水下辮狀河道改道頻繁,該微相沉積物易被沖刷侵蝕(圖3(a)、(b)、(c)、(e))。

圖3 靈山島靈科1井扇三角洲前緣各微相沉積特征剖面Fig.3 Typical sedimentary characteristic profiles of microfacies of fan delta front from well Lingke1 in Lingshan Island

(4)河口壩微相。該微相位于水下辮狀河道前端,主要由厚層或塊狀粉(細(xì))砂巖構(gòu)成,雜基含量低,顆粒分選好,粒度概率累積曲線為三段式或具兩個(gè)跳躍次總體的兩段式,單層厚度多大于1 m,在巖性剖面表現(xiàn)為反—正復(fù)合韻律(圖2(g))或均質(zhì)韻律,層內(nèi)可見(jiàn)清晰的砂紋層理、平行層理和塊狀層理。由于沉積物受單向水流和波浪的雙重影響,常見(jiàn)浪成砂紋層理(圖2(b)、(c))。靈科1井自下而上河口壩單層厚度增大,出現(xiàn)頻率增多(圖3(e)),反映了裂陷盆地逐漸擴(kuò)張,水體逐漸加深的沉積背景。

(5)席狀砂微相。該微相位于扇三角洲前緣亞相的最前端,在靈科1井不甚發(fā)育。該微相沉積物粒度較河口壩細(xì),主要為粉(細(xì))砂巖夾薄層黏土巖或與之互層。其中,粉(細(xì))砂巖單層厚度較小,通常低于1或0.5 m,多發(fā)育浪成砂紋層理、波狀復(fù)合層理、平行層理,生物擾動(dòng)和生物潛穴發(fā)育(圖2(h)、(i)),總體呈反韻律或均質(zhì)韻律(圖3(c))。

2.1.3 垂向沉積序列

靈科1井1 352～979.3 m深度段早白堊世萊陽(yáng)群扇三角洲沉積為退積序列,自下而上可分為3個(gè)次級(jí)旋回,分別為1 352～1 224 m、1 224～1 086.4 m和1 086.4～979.3 m(圖4)。每個(gè)次級(jí)旋回早期多為大套碎屑流砂礫巖或礫巖、水下辮狀河道及河道間砂巖、泥巖,晚期多以正常淺水砂巖、泥巖的廣泛發(fā)育為特征。總體而言,各旋回自下而上沉積物粒度變細(xì),碎屑流沉積減少,而河口壩發(fā)育程度增強(qiáng),反映了物源漸遠(yuǎn)、盆地?cái)U(kuò)張的沉積背景。

2.2 水下扇

研究區(qū)水下扇是碎屑物質(zhì)直接從短軸方向進(jìn)入裂陷盆地,且主要沉積于(半)深水環(huán)境的扇形砂礫巖體,與深水暗色泥巖呈互層分布。扇體類似于斷陷湖盆的近岸水下扇,以典型的重力流沉積為主,無(wú)水上暴露標(biāo)志。隨著盆地范圍擴(kuò)大,扇體不斷后退,且始終沿盆地邊緣緊鄰山麓分布。

圖4 山東東部近海裂陷盆地靈科1井下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)群垂向沉積序列Fig.4 Vertical sedimentary sequence of Laiyang Group of Cretaceous from well Lingke1 in Lingshan Island in rift basin of eastern Shandong Province

2.2.1 相標(biāo)志

靈科1井水下扇相發(fā)育于430.4～923.1 m深度段內(nèi),泥巖均為黑色、灰黑色,反映深水還原環(huán)境。雜基支撐中細(xì)礫巖為其常見(jiàn)粗碎屑沉積,分選和磨圓較差,礫石無(wú)定向排列(圖5(a)、(b)),塊狀層理是其主要沉積構(gòu)造。遞變層理發(fā)育,主要為正粒序(圖5(c)),出現(xiàn)在細(xì)礫巖中或細(xì)礫巖向砂巖過(guò)渡巖層中,屬于濁流沉積后期動(dòng)力逐漸減弱的產(chǎn)物。砂級(jí)沉積物粒度分布區(qū)間較大,反映其分選中等到較差。沖刷面在水道沉積物底部較為發(fā)育(圖5(a)、(d))。受裂陷鼎盛期強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)、快速沉積和差異性重力作用的影響,多見(jiàn)多種同沉積變形構(gòu)造(圖5(d)、(e)、(f)、(g)、(h))。其中細(xì)砂級(jí)以上粒度樣品多為雙峰(如111.90 m和122.15 m處),能夠反映淺水沉積物二次搬運(yùn)快速沉積的特征。

圖5 靈山島靈科1井水下扇沉積典型沉積構(gòu)造Fig.5 Sedimentary structures of nearshore subaqueous fanfacies from well Lingke1 in Lingshan Island

2.2.2 內(nèi)扇亞相沉積特征

內(nèi)扇亞相位于水下扇根部,一般發(fā)育一條或幾條主要水道,單層厚度較大,向下呈喇叭狀,是山洪暴發(fā)和高能環(huán)境下的快速沉積物,可劃分為主溝道和斜坡腳兩個(gè)微相。

(1)主溝道微相。該微相以礫質(zhì)碎屑流沉積為主,巖性粒度較粗,主要由雜基支撐的礫巖、含礫砂巖夾薄層泥巖組成,礫石成分復(fù)雜,層理不發(fā)育,底部常見(jiàn)巖性突變,粒度概率累積曲線以簡(jiǎn)單一段式、上拱弧形為特征。巖心上表現(xiàn)為多個(gè)厚層的均質(zhì)韻律疊置(圖6(a))。

(2)斜坡腳微相。內(nèi)扇亞相發(fā)育于斜坡帶,地形傾角大,搬運(yùn)距離短。在斜坡腳處由于坡度驟減,快速搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)前緣極易發(fā)生滑塌,因此斜坡角微相常見(jiàn)滑塌變形構(gòu)造以及雜亂分布的泥質(zhì)撕裂屑,多為砂泥混雜的滑塌巖(圖6(c))。

圖6 靈山島靈科1井水下扇各微相沉積特征剖面Fig.6 Typical sedimentary characteristic profiles of microfacies of nearshore subaqueous fan from well Lingke1 in Lingshan Island

2.2.3 中扇亞相沉積特征

中扇亞相位于內(nèi)扇亞相前方,為水下扇的主體。沉積物搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)而具備一定的分選性,結(jié)構(gòu)成熟度提高,粒度較內(nèi)扇亞相的細(xì),泥質(zhì)夾層增多,顯示為多個(gè)水道疊置,可分為辮狀溝道、溝道間和溝道前緣3個(gè)微相。

(1)辮狀溝道微相。該微相由一系列分流辮狀溝道組成,上接內(nèi)扇主溝道,是中扇亞相的主要沉積微相。其主要為碎屑流和濁流沉積,粒度概率累積曲線型式多樣,單層砂體的中下部以“近似上拱弧形”為主,上部以反映濁流搬運(yùn)沉積特征的一段式以及向牽引流過(guò)渡的具遞變懸浮次總體的曲線為特征。以厚層灰色、灰白色含礫砂巖、中粗砂巖為主,底部發(fā)育沖刷面,多期溝道垂向疊置組成疊覆沖刷構(gòu)造,常見(jiàn)正遞變層理,也見(jiàn)塊狀構(gòu)造。近物源端見(jiàn)碎屑流成因的雜基支撐礫巖,多呈塊狀,偶見(jiàn)反粒序(圖5(a)、(b)、(d),圖6(a)、(b)、(d))。

(2)辮狀溝道間微相。該微相由流體溢出辮狀溝道后在溝間沉積形成,其發(fā)育程度與辮狀溝道微相此消彼長(zhǎng)。靈科1井中該微相以灰白色、白色塊狀層理、正遞變層理細(xì)砂巖與黑色、灰黑色水平層理粉砂質(zhì)頁(yè)巖及頁(yè)巖夾互層構(gòu)成,常伴有變形構(gòu)造(圖5(e)、(g)、(h),圖6(a)、(b)、(d))。

(3)溝道前緣微相。該微相位于辮狀溝道微相前端,類似于扇三角洲前緣河口壩微相,系碎屑物質(zhì)向前流出辮狀溝道后沉積而成。其沉積物為中粗砂巖夾薄層泥巖或與之互層,粒度概率累積曲線以一段式為主,砂巖具Tbc序或塊狀層理,單層厚度小于0.5 m(圖5(f))。局部見(jiàn)球枕、重荷模等變形構(gòu)造(圖6(b))。

2.2.4 外扇亞相沉積特征

外扇亞相位于水下扇最前端,平面上與深水相相鄰。靈科1井中該亞相主要由多段厚度較大的暗色泥巖組成,偶夾層理(圖6(e))泥質(zhì)粉砂巖、粉(細(xì))砂巖、含礫砂泥巖,并與深水暗色頁(yè)巖互層。

2.2.5 垂向沉積序列

靈科1井923.1～430.4 m深度段水下扇相總體表現(xiàn)為向上變細(xì)的退積型沉積序列,頂部略有進(jìn)積特征。具體來(lái)說(shuō),由下至上細(xì)分為4個(gè)次級(jí)旋回,分別是923.1～758.4 m、758.4～659.8 m、659.8～590 m和590～430.4 m(圖4)。前3個(gè)次級(jí)旋回為退積序列,均是從厚層塊狀礫巖、塊狀砂巖開(kāi)始逐漸變?yōu)樯澳嗷?、砂泥混雜,最終變?yōu)樯钏鄮r沉積,為沉積物粒度向上變細(xì),單層厚度變薄的多個(gè)正韻律疊置;頂部進(jìn)積旋回則表現(xiàn)為反韻律;此垂向系列反映裂陷盆地從擴(kuò)張期開(kāi)始轉(zhuǎn)為深陷期的演化過(guò)程。

2.3 濁積扇

濁積扇為裂陷盆地深陷期由沉積于淺水區(qū)的三角洲類或?yàn)纬练e物受地震、火山活動(dòng)等突發(fā)性事件觸發(fā)而發(fā)生滑塌,大量碎屑物質(zhì)在深水區(qū)快速堆積形成的砂(礫)巖體。其沉積物以褶皺變形、塊狀層理、富含深水再搬運(yùn)沉積物以及經(jīng)典鮑馬序列為特征[23],反映了淺水沉積物在重力作用下向前方和坡下滑動(dòng)、滑塌、經(jīng)碎屑流化轉(zhuǎn)化為濁流[24]的再沉積過(guò)程?；薨櫴窃陟`山島露頭發(fā)現(xiàn)的最主要的同沉積變形構(gòu)造,其排列方向揭示了其物源來(lái)自南東方向[2],反映出NE-SW向裂陷盆地近源淺水沉積物失穩(wěn)滑塌的成因特征。萊陽(yáng)群沉積時(shí)期研究區(qū)所屬的近海裂陷盆地原型盆地的南東邊界斷裂由一系列向北西傾的多米諾式正斷層構(gòu)成[5],為濁積扇的發(fā)育提供了必要的古構(gòu)造和古地貌背景。

2.3.1 相標(biāo)志

靈科1井中濁積扇相主要發(fā)育于418 m以上深度段,以細(xì)砂巖和粉砂巖為主,夾于(半)深水暗色泥巖中,較扇三角洲和水下扇粒度細(xì),反映其淺水物源相沉積物粒度較細(xì)。其中細(xì)砂級(jí)以上粒度樣品多為雙峰(如111.90 m和122.15 m),能夠反映淺水沉積物二次搬運(yùn)快速沉積的特征。該沉積相中以反映深水沉積環(huán)境及突發(fā)性濁流成因的沉積構(gòu)造為主(圖7(a)～(g))及包卷層理、液化砂巖脈等;也發(fā)育如平行層理(圖7(h))、波狀層理(圖7(d))等反映濁流晚期向牽引流轉(zhuǎn)化過(guò)程中形成的層理構(gòu)造;黑色頁(yè)巖層面上可見(jiàn)呈規(guī)則圖案狀的生物遺跡(耕作跡)(圖7(i));無(wú)淺水環(huán)境及暴露水面的沉積構(gòu)造。

圖7 靈山島靈科1井濁積扇沉積典型沉積構(gòu)造Fig.7 Sedimentary structures of turbidite fan facies from well Lingke1 in Lingshan Island

綜合考慮沉積物的沉積特征、形成過(guò)程及沉積機(jī)制等因素,將靈山島萊陽(yáng)群濁積扇沉積相分為滑塌沉積、近端、中端、遠(yuǎn)端4個(gè)亞相。

2.3.2 各亞相沉積特征

(1)滑塌沉積。靈科1井中濁積扇滑塌(包括滑動(dòng))沉積較復(fù)雜,滑塌構(gòu)造及砂泥巖性混雜是其典型特征(圖7(f)、(g),圖8(a)、(b)、(d)),滑動(dòng)沉積物的沉積構(gòu)造和粒度特征繼承物源相特征[20]。

(2)近端亞相。近端亞相垂向上與滑塌沉積疊置。巖性以含礫砂巖、中粗砂巖、中細(xì)砂巖為主,粒度概率累積曲線以上拱弧形為主,一段式為次,反映其成因流體主要為砂質(zhì)碎屑流,其次為濁流。其中,砂質(zhì)碎屑流沉積底部具滑動(dòng)剪切面,上部含有近平行于層面的泥屑(圖7(a)),濁流沉積則主要發(fā)育中薄層Ta、Tab及Tc序列(圖7(a)、(d),圖8)。水槽實(shí)驗(yàn)已證實(shí),在同一期重力流中,濁流主要分布于流體的頂部與前端,砂質(zhì)碎屑流分布在流體底部[25],以此可以解釋近端亞相以砂質(zhì)碎屑流沉積為主,濁流沉積為輔的現(xiàn)象。

圖8 靈山島靈科1井濁積扇相各微相沉積特征剖面Fig.8 Typical sedimentary characteristic profiles of microfacies of turbidite fan from well Lingke1 in Lingshan Island

(3)中端亞相。中端亞相是濁積扇沉積的主體,厚度通常較大。此時(shí),碎屑流逐漸向濁流轉(zhuǎn)化(圖7(b)),因此該亞相以濁流沉積為主,其次為砂質(zhì)碎屑流沉積。砂巖發(fā)育,其泥巖夾層較近端亞相增多。易見(jiàn)Ta、Tab、Tabc(頻繁)疊覆和塊狀層理,另可見(jiàn)平行層理、水平層理及各種底模構(gòu)造(圖7(c)、(h),圖8(b)、(c))。

(4)遠(yuǎn)端亞相。遠(yuǎn)端亞相位于中端亞相外緣,地處地形平坦、水體寧?kù)o、沉積作用緩慢的深水平原,系深水泥質(zhì)沉積周期性地被濁流沉積間斷所致,多發(fā)育橫向上厚度較為穩(wěn)定的黏土巖,偶夾薄層(厚度一般小于0.1 m)正遞變粉砂巖層(圖7(d),圖8(b)),粒度概率累積曲線以粒度較細(xì)的一段式為特點(diǎn)。深水黑色頁(yè)巖層面上可見(jiàn)耕作跡(圖7(i))。

2.3.3 垂向沉積序列

靈科1井中418 m以上深度段的濁積扇相總體表現(xiàn)為退積到加積的沉積序列,可細(xì)分為4個(gè)次級(jí)旋回(圖4)。第一、二個(gè)旋回(418～315.5 m,315.5～217.3 m)表現(xiàn)為扇體退積序列,第三、四個(gè)旋回(217.3～67.1 m,67.1～18.6 m)則表現(xiàn)為加積序列,反映研究區(qū)濁積扇發(fā)育于裂陷盆地?cái)U(kuò)張末期到深陷穩(wěn)定期,因此與一般的濁積扇垂向剖面總體呈水退式反旋回[35]有所不同。其中,退積旋回以滑塌和近端沉積開(kāi)始,以遠(yuǎn)端沉積結(jié)束;加積序列則主要為中端沉積,兼具砂質(zhì)碎屑流沉積和濁流沉積。

3 沉積演化和沉積充填模式

綜上所述,通過(guò)對(duì)靈科1井的精細(xì)分析,結(jié)合前人對(duì)山東東部晚中生代近海裂陷盆地構(gòu)造演化歷史[6]和對(duì)靈山島露頭萊陽(yáng)群沉積環(huán)境的研究成果[10,13,16],梳理出靈山島早白堊世萊陽(yáng)群垂向沉積序列(圖4)。

早白堊世早、中期(萊陽(yáng)群沉積期135～126 Ma)是該裂陷盆地?cái)嘞葑饔秒A段[6],斷陷早期盆地水體尚淺,主要發(fā)育扇三角洲沉積,其中靈科1井1 352～979.3 m段為扇三角洲前緣亞相。之后裂陷盆地不斷擴(kuò)張進(jìn)入擴(kuò)張深陷期,來(lái)自物源區(qū)的碎屑物質(zhì)隨洪水直接進(jìn)入(半)深水區(qū)形成水下扇,對(duì)應(yīng)于靈科1井923.1～430.4 m段,以發(fā)育水下扇中扇和外扇亞相為主。晚期近海盆地構(gòu)造活動(dòng)逐漸穩(wěn)定,研究區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定深陷期,于418～18.6 m深度段發(fā)育濁積扇,見(jiàn)滑塌沉積、近端、中端和遠(yuǎn)端4個(gè)亞相,且由退積轉(zhuǎn)為加積,并與靈山島地面露頭的三角洲沉積相接,是萊陽(yáng)期與青山期之間輕微的構(gòu)造反轉(zhuǎn)[6]在沉積序列上的響應(yīng)。

綜上所述,總結(jié)出山東東部近海裂陷盆地早白堊世萊陽(yáng)群沉積充填演化模式(圖9):由裂陷早期的扇三角洲退積序列開(kāi)始(圖9(a)),經(jīng)裂陷擴(kuò)張深陷期的水下扇退積—進(jìn)積序列(圖9(b))和裂陷穩(wěn)定深陷期的濁積扇退積—加積序列(圖9(c))至抬升萎縮期的三角洲進(jìn)積序列(圖9(d))結(jié)束,構(gòu)成一個(gè)完整的裂陷盆地沉積充填序列。

圖9 山東東部近海裂陷盆地下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)群沉積演化模式Fig.9 Sedimentary evolution model of Early Cretaceous Laiyang Group in offshore rifting basin of eastern Shandong Province

4 結(jié) 論

(1)山東東部近海裂陷盆地西南部靈山島早白堊世萊陽(yáng)群沉積地層自下而上發(fā)育扇三角洲—水下扇—濁積扇—三角洲相,構(gòu)成完整的裂陷盆地沉積充填序列。

(2)裂陷盆地發(fā)育早期,研究區(qū)發(fā)育扇三角洲相退積序列,靈科1井僅見(jiàn)扇三角洲前緣亞相。裂陷盆地?cái)U(kuò)張深陷期,研究區(qū)發(fā)育水下扇相退積—進(jìn)積序列,以中扇和外扇亞相為主。裂陷盆地穩(wěn)定深陷期,研究區(qū)發(fā)育濁積扇相退積—加積序列,包括滑塌沉積、近端、中端、遠(yuǎn)端4個(gè)亞相。盆地抬升萎縮期則發(fā)育三角洲相。