渤海灣盆地古近紀(jì)古地理特征與油氣*

紀(jì)友亮 任紅燕 張世奇 馬錚濤 牛嘉玉 郭姍姍 高晨曦 劉笑語

1 中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249 2 油氣資源與探測國家重點實驗室(中國石油大學(xué)(北京))，北京 102249 3 中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266001 4 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083

渤海灣盆地是一個典型的內(nèi)陸裂谷盆地，內(nèi)部發(fā)育6個坳陷，4個隆起，54個凹陷和44個凸起，160多個洼陷(關(guān)世聰?shù)龋?984；翟光明等，1990-1993；胡見義和牛嘉玉，2001；任風(fēng)樓等2008)。沉積盆地的含油氣性與其古地理分布有密切的關(guān)系，通過研究渤海灣盆地古近系的古地理特征，不僅可以分析渤海灣盆地古近系的古地理變遷，還可以從戰(zhàn)略上預(yù)測油氣勘探領(lǐng)域。雖然各石油公司分別在其管轄的區(qū)域內(nèi)，編制了各個坳陷或凹陷的含油層系的古地理圖，對產(chǎn)油區(qū)塊和產(chǎn)油層段也編制了很精細(xì)的沉積微相圖，但目前缺少整個渤海灣盆地古近系各組段的統(tǒng)一的古地理圖。從20世紀(jì)70年代以來，中國石油遼河油田、大港油田、華北油田，中國石化勝利油田、中原油田，中海油天津分公司，分別對渤海灣盆地遼河坳陷、黃驊坳陷、冀中坳陷、東濮凹陷、濟陽坳陷、渤中坳陷古近系的沉積相做了大量的工作，并編制了每個凹陷不同組段的古地理圖(翟光明等，1990-1993)。但是在1995年前，沒有1張渤海灣盆地的統(tǒng)一的古地理圖，在國家“十五”科技攻關(guān)期間，筆者編制了渤海灣盆地孔店組、沙河街組(沙四段、沙三段、沙二段和沙一段)和東營組的統(tǒng)一古地理圖。由于種種原因，這些圖件一直沒有發(fā)表。此后，渤海灣盆地各油田又經(jīng)過了20多年的油氣勘探、開發(fā)和深入的科學(xué)研究，資料比以前更加豐富，也出現(xiàn)了很多新的認(rèn)識和新的圖件，精度比以前更高。在這20年的時間里，筆者也先后與中原油田、勝利油田、華北油田、冀東油田、中海油天津分公司開展了合作，編制了冀中坳陷、東濮凹陷、濟陽坳陷、南堡凹陷古近系各組段的新的沉積相(1)李應(yīng)暹等. 1994. 遼河盆地下第三系區(qū)域儲集層評價研究. 紀(jì)友亮等. 1995. 南堡凹陷下第三系層序地層學(xué)研究. 錢崢等. 1995. 濟陽坳陷深層沉積體系與儲集層特征. 趙建章等. 1995. 冀中坳陷饒南次凹深層勘探層序地層解釋. 喬軍等. 1996. 東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖體分布及成藏模式. 張舒亭等. 1996. 大興斷層下降盤沙三段礫巖油藏描述及勘探建設(shè).。本次編圖，筆者利用渤海灣盆地各坳陷大量的錄井、巖心、古生物、測井、地震資料以及前人的大量文獻和數(shù)據(jù)，對渤海灣盆地各坳陷古近系孔店組、沙河街組、東營組進行了全區(qū)對比和統(tǒng)層。在此基礎(chǔ)上，重新編制了渤海灣盆地古近系孔店組、沙河街組(沙四段、沙三段、沙二段和沙一段)、東營組的統(tǒng)一古地理圖。利用收集到的各凹陷的含油氣分布資料(蔣有錄等，2021)，較為詳細(xì)地分析了古地理與油氣分布的關(guān)系。

1 基本地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域構(gòu)造背景

渤海灣盆地位于華北東部，為中—新生代裂陷盆地，在地理上包括華北平原、渤海海域和下遼河平原3個區(qū)域，其西部和北部邊界分別為太行山和燕山山脈，南鄰魯西南隆起，東側(cè)為郯廬斷裂帶所限?？傮w上呈長軸1000 km左右的北北東向近菱形展布，其南、北兩端較窄，介于50～100 km之間，中部最寬，可達400 km以上，總面積約2×105￣￣km2。盆地內(nèi)新生代沉積厚度幾百至幾千米，最厚可達12 000 m，油氣資源豐富，是中國東部重要的油氣產(chǎn)區(qū)(劉鴻允，1959；陳世悅等，2016)。

根據(jù)渤海灣盆地古近系的縱向和橫向分布，通常把渤海灣盆地劃分為冀中、黃驊、臨清、濟陽、渤中和下遼河—遼東灣6個坳陷，滄縣、邢(臺-)衡(水)、埕寧和內(nèi)黃4個隆起，共10個次級構(gòu)造單元。坳陷和隆起由更次一級的凸起和凹陷構(gòu)成(陳凱等，2012)(圖 1)。

新生界是渤海灣盆地沉積地層的主體，其沉積特征反映了裂谷盆地張裂—深陷—消亡的完整過程。 渤海灣盆地新生代構(gòu)造演化經(jīng)歷了古近紀(jì)裂陷沉降階段和新近紀(jì)至第四紀(jì)后裂陷階段，基本完成了一個完整的裂陷作用旋回。裂陷期發(fā)生了多幕裂陷和多幕沉降充填，可大致劃分為孔店組—沙四段、沙三段、沙二段—東營組沉積時期的3個裂陷伸展幕，不同坳陷裂陷伸展幕的劃分略有差異，漸新世末，盆地裂陷作用基本結(jié)束，進入裂后熱沉降階段直至現(xiàn)今(任風(fēng)樓等，2008；黃雷等，2009；馮有良，2005；馮有良等，2010；李三忠等，2010)。

1.2 地層發(fā)育特征

1.2.1 孔店組

孔店組的命名始于黃驊坳陷孔店凸起處，該處孔店組直接覆蓋在上古生界之上。現(xiàn)已查明渤海灣盆地內(nèi)孔店組的分布并不均勻，其中以黃驊坳陷最為發(fā)育，但分布也不連續(xù)，多集中于孔店、滄東、南皮3個凹陷中。

黃驊坳陷的孔店組從巖性上看，大體可分3段，自下而上為： 孔三段以紅色泥巖為主，夾灰綠色砂巖，尚未發(fā)現(xiàn)化石；孔二段一般為灰色砂泥巖，含五圖真星介化石，局部地帶夾基性噴發(fā)巖；孔一段是1套紅色碎屑巖，其中含有火紅美星介化石組合及大量的麻黃粉屬化石。臨清坳陷孔店組分布于東部地區(qū)，西部大部分地區(qū)缺失(僅殘存于丘縣凹陷與南宮凹陷中)，沙三段不整合于白堊系之上；遼河坳陷內(nèi)與孔店組對應(yīng)的是以玄武巖為主、夾暗紫紅色泥巖的房身泡組；渤海海域內(nèi)孔店組鉆遇井少，與陸上坳陷對比后也分為3段；濟陽和冀中坳陷孔店組分布較為普遍(孫永傳等，1989；姚益民，1995；紀(jì)友亮和張世奇，1996，1998)。

圖 1 渤海灣盆地新生代沉積區(qū)構(gòu)造輪廓簡圖Fig.1 Sketch map of tectonic outline of the Cenozoic sedimentary area in Bohai Bay Basin

圖 2 渤海灣盆地渤中凹陷古近系地層柱狀圖(據(jù)徐長貴等，2005；有修改)Fig.2 Histogram of the Paleogene stratigraphy in Bozhong sag，Bohai Bay Basin(modified from Xu et al.,2005)

表 1 渤海灣盆地地層劃分對比表Table1 Stratigraphic division and correlation in Bohai Bay Basin

1.2.2 沙四段

沙四段在渤海灣盆地各坳陷普遍發(fā)育，巖性為1套深灰色泥巖與砂巖、礫巖、鹽巖互層，沉積環(huán)境為深湖、半深湖、三角洲、扇三角洲、灘壩和生物碎屑灘。

渤海灣盆地中，沙河街組四段在濟陽坳陷、冀中坳陷內(nèi)發(fā)育較全，可分為上、中、下3個亞段。遼河坳陷在沙四段中、下亞段沉積時期處于隆起狀態(tài)，缺失該套地層，僅在西部凹陷和大民屯凹陷中發(fā)育沙四段上亞段；根據(jù)沉積旋回變化，黃驊坳陷原沙四段相當(dāng)于其他坳陷沙四中、下亞段，而其沙三5巖性段分別與其他坳陷的沙四上亞段相當(dāng)；渤海海域渤中10井鉆遇的沙四段3個巖性段對應(yīng)于其他坳陷的沙四段上、中、下3個亞段。臨清坳陷沙四上亞段對應(yīng)于其他坳陷的沙四中、上亞段(姚益民，1995；高紅燦等，2011)。

1.2.3 沙三段

沙三段在渤海灣盆地各坳陷普遍發(fā)育，巖性為1套黑色泥巖、頁巖與砂巖、礫巖、鹽巖互層，沉積環(huán)境為深湖、半深湖、三角洲、扇三角洲、湖底扇和鹽湖。濟陽坳陷、渤海海域(圖 2)、遼河坳陷中將沙三段劃分為沙三上、沙三中、沙三下3個亞段，而中原油田將臨清坳陷及其內(nèi)部主要含油氣凹陷東濮凹陷沙三段劃分為沙三1、沙三2、沙三3、沙三44個亞段。冀中坳陷沙三段被劃分為沙三1、沙三2、沙三3、沙三4、沙三5、沙三66個亞段，黃驊坳陷的沙三段也被劃分為沙三1、沙三2、沙三3、沙三4、沙三55個亞段。通過綜合對比分析，本次研究將臨清坳陷和黃驊坳陷的沙三1、冀中坳陷的沙三1和沙三2劃歸沙三上亞段；將臨清坳陷沙三2、沙三3，黃驊坳陷沙三2、沙三3和冀中坳陷沙三3、沙三4劃歸沙三中亞段；將臨清坳陷、黃驊坳陷沙三4和冀中坳陷沙三5、沙三6劃歸沙三下亞段(姚益民，1995)(表 1)。

1.2.4 沙二段

沙二段在渤海灣盆地各坳陷普遍發(fā)育，地層劃分也比較一致，劃分為沙二上亞段和沙二下亞段。巖性主要為一套紅色砂泥巖互層，沉積環(huán)境為干旱湖盆(姚益民，1995)。

1.2.5 沙一段

沙一段在渤海灣盆地各坳陷普遍發(fā)育，地層劃分也比較一致，劃分為沙一上亞段和沙一下亞段。巖性主要為暗色泥巖、砂巖、碳酸鹽巖、鹽膏巖，沉積環(huán)境以深湖和半深湖、灘壩、生物碎屑灘壩為主，沉積面積廣(姚益民，1995)。

1.2.6 東營組

東營組在渤海灣盆地各坳陷普遍發(fā)育，地層劃分也比較一致，劃分為東營組一段、二段和三段。巖性為棕紅、灰綠色泥巖與灰白色、紫紅色粉砂巖、細(xì)砂巖、礫狀砂巖互層，為河流、泛濫平原相和濱淺湖沉積。由于受華北運動Ⅱ幕的影響，其頂部遭受剝蝕，有些地區(qū)東一段幾乎剝蝕殆盡。

2 渤海灣盆地古近系古地理特征

渤海灣盆地由遼河、渤中、冀中、黃驊、濟陽、臨清等新生代以來形成的次一級坳陷構(gòu)成，這些坳陷具有相同的地質(zhì)發(fā)展歷史和地質(zhì)構(gòu)造作用，因此沉積了一套宏觀上相似的古近系沉積物，但各坳陷間因為隆起的隔斷，故各自又有獨立的水動力系統(tǒng)，發(fā)育有不同的沉積體系。

全渤海灣盆地編圖統(tǒng)層時，由于各坳陷的巖性差異較大，古生物分層精度又不高，故采用層序地層學(xué)(旋回法)進行統(tǒng)層。因?qū)有?旋回)的發(fā)育受大地構(gòu)造活動控制，故各坳陷可以統(tǒng)一。各坳陷的統(tǒng)層情況見表 1?？紤]到傳統(tǒng)習(xí)慣，圖名仍按巖性組段命名(王鴻禎等，1985；吳崇筠等，1993；牛嘉玉和譙漢生，1999；林玉祥等，2015)。

2.1 孔店組沉積時期古地理特征

孔店組是盆地發(fā)展早期的沉積。當(dāng)時盆地地勢高差大，斷裂控制的各凹陷彼此分隔獨立，氣候干熱，沉積速率大于沉降速率，粗碎屑及紅色沉積分布普遍，鹽湖沉積發(fā)育，湖相沉積范圍小。沖積扇—河流沖積平原、沖積扇—鹽湖是最重要的2種沉積體系，僅局部地區(qū)發(fā)育近岸水下扇—湖泊體系。

圖 3 渤海灣盆地古近紀(jì)孔店組沉積時期古地理Fig.3 Palaeogeography of the Paleogene Kongdian Formation sedimentary age in Bohai Bay Basin

2.1.1 遼河坳陷古地理展布特征

以厚層的玄武巖為主，夾碎屑巖沉積，在西部凹陷東側(cè)、大民屯凹陷東側(cè)靠臺安—大洼斷裂一帶發(fā)育較局限的湖泊相沉積，在西部凹陷和大民屯凹陷西側(cè)發(fā)育有沖積扇—河流沖積平原沉積體系(圖 3)。

2.1.2 渤海海域古地理展布特征

孔店組沉積范圍較小，為彼此分隔的單斷沉積凹陷。各凹陷以濱淺湖亞相沉積為主。孔店組僅有少數(shù)井鉆遇，鉆井位置在凸起區(qū)，揭示主要為沖積扇和洪泛平原、濱淺湖沉積，如在渤中34-2-1井等井區(qū)發(fā)育有沖積扇—沖積平原體系。推測存在膏鹽巖和泥質(zhì)巖發(fā)育的半深湖區(qū)，位于沙壘田與石臼坨凸起之間及渤南凸起與渤東低凸起之間的區(qū)域(董艷蕾等，2007)。

2.1.3 黃驊坳陷古地理展布特征

黃驊坳陷孔店組沉積相的宏觀展布具以下5個特點： (1)孔店組沉積主要分布于坳陷的南部地區(qū)，表現(xiàn)為一自成系統(tǒng)的內(nèi)陸閉流凹陷沉積，以沖積扇—河流沖積平原—湖泊體系為主；(2)滄東凹陷為主要沉積、沉降中心，以油頁巖、暗色膏泥巖為主，向外側(cè)變?yōu)榧t色砂泥巖沉積。各類砂巖、礫巖巖相以滄東凹陷為中心呈近半環(huán)帶狀展布。(3)沖積扇相呈舌狀沿盆地邊坡分布。沖積扇體一般在凹陷的東側(cè)規(guī)模大，分布連續(xù)，沉積物粒度較粗；南北側(cè)沖積扇體規(guī)模相對較小，分布亦不連續(xù)，沉積物粒度較細(xì)。(4)膏泥巖和泥膏鹽沉積區(qū)，早期零星分布，晚期集中分布于滄東凹陷和徐楊橋西南側(cè)。它們和沖積扇相之間為廣闊的沖積平原相沉積。(5)在燈明寺和望海寺發(fā)育有火山巖(馮文杰等，2018)。

2.1.4 冀中坳陷古地理展布特征

北部受太行山東麓深斷裂帶北段的大興斷裂控制而發(fā)育有近岸水下扇和湖泊沉積體系。湖區(qū)面積有1200 km2，較深湖區(qū)位于西部深斷裂一側(cè)，濱淺湖區(qū)位于東部緩坡帶，巖性由紅色、綠色及灰色泥巖夾細(xì)砂巖組成，局部地區(qū)發(fā)育礫石灘。近岸水下扇主要分布于大興斷層下降盤，平行于斷層呈帶狀分布(圖 3，圖 4)，水下扇的礫石成分為古生代灰?guī)r及中生代噴出巖。

由于受太行山東麓斷裂帶中、南段及坳陷周邊老山、坳陷內(nèi)部剝蝕山地的控制，冀中坳陷中部、南部廣泛分布有沖積扇—河流沖積平原體系。巖性由雜色砂礫巖和紅色泥巖組成。砂礫巖厚度占剖面厚度的40%～90%，成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度極低。平面形態(tài)呈扇狀或扇裙?fàn)睢＝鼣嗔褞Щ蛏角暗纳雀糠?，砂礫巖占地層厚度的90%以上，礫石大小懸殊，雜亂堆積，略顯正韻律。沖積平原部分由砂礫巖與紅色泥巖，或紅色泥巖夾砂礫巖組成(杜威等，2020)。

坳陷南部發(fā)育有沖(坡)積扇—鹽湖沉積體系，與黃驊坳陷孔店組相似，礫巖一般不具層理，礫石直徑3～6 cm，成分為燧石、石英巖、灰?guī)r及火山巖等。

2.1.5 濟陽坳陷古地理展布特征

孔店組沉積時期，在東營凹陷和惠民凹陷中部發(fā)育有較局限的濱淺湖亞相沉積，在東營凹陷和沾化凹陷中分布有零星的鹽巖、膏巖相沉積。其余部分沉積有廣泛發(fā)育的沖積扇—河流—沖積平原(或洪水—漫湖)沉積體系(年濤，2019；年濤等，2021)(圖 3)。

2.1.6 臨清坳陷古地理展布特征

東濮凹陷、冠縣凹陷以及德川凹陷、莘縣凹陷邊緣地區(qū)主要發(fā)育有沖積扇—河流沖積平原沉積體系，而德川凹陷和莘縣凹陷中部則發(fā)育有濱淺湖亞相沉積，莘縣凹陷西南部發(fā)育有近岸水下扇沉積(紀(jì)友亮等，2005)。

圖 5 渤海灣盆地古近紀(jì)沙四段沉積時期古地理Fig.5 Palaeogeography of the Member 4 of Paleogene Shahejie Formation sedimentary age in Bohai Bay Basin

2.2 沙四段沉積時期古地理特征

沙四段沉積早期地勢高差較大，氣候干燥，渤海灣盆地湖區(qū)范圍仍逐漸擴大，水體由淺變深，且逐漸穩(wěn)定，早期普遍形成紅色砂泥質(zhì)沉積，因此主要發(fā)育與孔店組一致的沖積扇—河流沖積平原—湖泊沉積體系(圖 5)；沙四段沉積中晚期，由于斷裂活動有所增強，湖泊面積擴大，水體加深，主要為近岸水下扇—扇三角洲—灘壩—湖泊體系和沖積扇—鹽湖沉積體系，在淺水地帶發(fā)育廣泛的碳酸鹽巖沉積和生物礁。后期湖盆萎縮，形成以沖積扇—河流沖積平原為主的沉積體系，并在頂部遭受剝蝕，形成層序邊界。盆地北部的遼河坳陷由于處于相對隆起狀態(tài)，故缺失了沙四段下部的沉積。

2.2.1 遼河坳陷古地理展布特征

該階段的構(gòu)造運動在遼河坳陷很不均衡，大民屯凹陷和西部凹陷斷裂及擴張較為明顯，而東部凹陷斷裂活動微弱，基本上沒有接受沉積。

1)大民屯凹陷。沙四段上部沉積時期凹陷古地貌形態(tài)呈西高東低、南高北低的特征。在凹陷北部和東部的大部分地區(qū)發(fā)育湖泊相沉積，以暗色泥巖沉積為主，局部發(fā)育有濁積巖(靜74井)，該濁積巖面積不大，呈孤立的透鏡體，夾持在暗色泥巖中。凹陷西部南端局部發(fā)育有粗碎屑的礫巖、砂礫巖及紅色、雜色泥巖順斜坡而下堆集而成的沖積扇沉積體系。

2)西部凹陷。由于構(gòu)造活動和古地貌形態(tài)的分割，凹陷的沉積環(huán)境南北差異很大，大致以凹陷中部的曙光潛山和興隆臺古隆起一線為界，形成南北2種環(huán)境。北部地區(qū)為無明顯水流注入的半封閉湖灣區(qū)，發(fā)育了濱淺湖亞相沉積。封閉的環(huán)境造成該區(qū)的水體具有高礦化度的特征，碳酸鹽巖沉積物相對發(fā)育，主要為云質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖和鮞?；?guī)r，此外還有暗色泥巖夾薄層粉砂巖?？偤穸纫话銥?00～150 m，其中鮞粒灰?guī)r局部集中，成為儲集層。該區(qū)域以湖相沉積為主，僅在北端的牛心坨形成小范圍扇三角洲沉積。南部地區(qū)物源來自西部山地，因此，沿西側(cè)一帶砂巖偏多，為扇三角洲沉積。由北至南分別發(fā)育了曙光、齊家—歡喜嶺扇三角洲，橫向上連為一體呈帶狀。東側(cè)主要為濱淺湖相沉積，局部發(fā)育有灘壩相砂體。

2.2.2 渤海海域古地理展布特征

渤海海域鉆遇沙四段的井較少。根據(jù)已有鉆井資料分析，本段地層分布較為局限。在渤中坳陷中北部的渤中10井—渤中6井—渤中3井區(qū)域發(fā)育近岸水下扇—湖泊沉積體系；在渤中坳陷南部發(fā)育有沖積扇—河流沖積平原—湖泊沉積體系；在沙壘田凸起南北兩側(cè)發(fā)育有沖積扇—扇三角洲沉積(何仕斌等，2001；劉強虎等，2017)。

2.2.3 黃驊坳陷古地理展布特征

與孔店期的沉積范圍相比有了明顯的向北擴大。在坳陷中部發(fā)育有范圍較大的濱淺湖亞相沉積。沉積區(qū)主要分布于坳陷中南區(qū)，靠近滄縣隆起的坳陷西部邊緣和靠近埕寧隆起的中南部邊緣有河流的注入，發(fā)育有帶狀的沖積扇—河流沖積平原沉積體系；在舍女寺—齊家務(wù)—天津市新港一帶和齊家務(wù)—王徐莊—趙家堡以及以東一帶發(fā)育有環(huán)帶狀的濱湖亞相沉積；在坳陷中部的太平村—唐家河—歧口及以東地區(qū)發(fā)育有淺湖—半深湖亞相沉積，局部夾含小面積的湖底扇沉積(姜華等，2009；祁鵬等，2010)。

2.2.4 冀中坳陷古地理展布特征

沙四段沉積時期的古地形承襲了孔店期的地形特征，但其高差明顯減小，湖泊面積向南有了很大的擴展，孔店組沉積時期的南北分區(qū)面貌基本上已不存在。坳陷北端靠燕山褶皺帶的地區(qū)和南端發(fā)育沖積扇—河流沖積平原—沼澤沉積體系(圖 5)；坳陷西側(cè)靠太行山隆起的中南段和東部地區(qū)發(fā)育沖積扇—河流沖積平原沉積體系；坳陷東南端發(fā)育沖積扇—干鹽湖沉積體系。坳陷中部地區(qū)發(fā)育廣泛的湖泊相沉積，坳陷北部寶坻凸起附近以及坳陷靠滄縣隆起的東部地區(qū)發(fā)育有沖積扇—河流沖積平原沉積體系，巖性以紅色泥巖夾砂巖為代表。坳陷中北部的廊坊—固安—霸縣一帶發(fā)育水下扇—湖泊沉積體系。西部大興斷層的強烈活動，促使西部發(fā)展為沉積中心，形成較深—深湖區(qū)，西側(cè)山高岸陡，河流帶來的碎屑物直接注入湖區(qū)形成近岸水下扇；而東岸地勢平緩，形成以灘壩為主的沉積。坳陷中南部和南部分別發(fā)育有沖積扇—河流沖積平原—濱湖沼澤沉積體系和沖積扇—河流沖積平原—干鹽湖(潟湖)沉積體系。

2.2.5 濟陽坳陷古地理展布特征

沙四段沉積時期，氣候開始由原來的孔店組沉積時期的干旱氣候向溫暖潮濕氣候的轉(zhuǎn)變，其沉積范圍和湖泊范圍較孔店組有較大的擴大，湖域面積廣，湖水深度增大，主要為深湖—半深湖沉積。在各凹陷的周邊地區(qū)有物源注入，陡坡帶形成近岸水下扇或扇三角洲，斜坡帶的淺湖區(qū)發(fā)育灘壩和碳酸鹽巖灘，深湖區(qū)發(fā)育湖底扇(圖 5)。3個主要凹陷的古地理特征如下：

2)東營凹陷。沙四段沉積時期，水深較大，主要為深湖—半深湖環(huán)境，沉積中心較為分散，地層最大厚度為400多米，平均為200～300 m，橫向變化較小。砂體主要分布于陳家莊凸起下降盤，砂體分布較為集中，厚度較大，為沿陡坡帶形成的近岸水下扇及斷槽重力流沉積碎屑巖，在坡折帶的淺湖區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖灘壩沉積。在沉降中心及附近的深湖環(huán)境形成了呈環(huán)狀分布的濁積巖、風(fēng)暴巖。

3)惠民凹陷。沙四段沉積以深灰、褐色泥巖、油頁巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r互層為特征，主要為深湖—半深湖環(huán)境。沉積中心相對于孔店組有所轉(zhuǎn)移，主要的沉積中心在陽信洼陷，最大沉積厚度達700余米。砂體分布趨勢主要在陡坡帶，滋鎮(zhèn)洼陷、陽信洼陷及里則鎮(zhèn)北部陡坡帶均有砂體分布。北鎮(zhèn)洼陷的物源主要來自埕寧隆起，碎屑物質(zhì)直接注入湖泊水體，形成扇三角洲—湖泊沉積體系，在扇三角洲前緣形成了湖底扇沉積。在滋鎮(zhèn)洼陷、陽信洼陷的較深湖區(qū)，均可見濁積巖分布，在緩坡帶則發(fā)育三角洲砂體及灘壩砂體。

2.2.6 臨清坳陷古地理展布特征

臨清坳陷沙四段沉積時期，除東濮凹陷外，其余地區(qū)沉降弱，水體淺，主要發(fā)育有沖積扇相、河流相、濱淺湖相和三角洲相等。

1)德州凹陷。為沙四段臨清坳陷的主要沉積中心之一，以濱淺湖亞相沉積為主。在西側(cè)靠近武城凸起的邊緣地區(qū)發(fā)育沖積扇—河流沖積平原沉積體系；在北部靠埕寧隆起區(qū)零星發(fā)育近岸水下扇沉積；在凹陷中部發(fā)育有小范圍的半深湖相沉積。

2)冠縣凹陷。在凹陷南靠近館陶凸起和武城凸起的西部邊緣區(qū)、靠近堂邑凸起的東部邊緣區(qū)均發(fā)育沖積扇—河流沖積平原沉積體系；凹陷中心區(qū)發(fā)育有半深湖相—湖底扇沉積體系，其余地區(qū)皆為濱淺湖相沉積。

3)莘縣凹陷。其沉積特征與冠縣凹陷相似，靠近凸起(或隆起)的邊緣地區(qū)發(fā)育沖積扇—河流沖積平原沉積，凹陷中部地區(qū)為濱淺湖亞相沉積，局部發(fā)育分布范圍較小的半深湖相沉積。

4)東濮凹陷。東濮凹陷是臨清坳陷中沉降幅度和沉積厚度最大的凹陷。本段沉積時期，沉積環(huán)境為深湖—半深湖相。由于蘭聊斷層活動強烈，造成水體東深西淺的特點。凹陷東部蘭聊斷層下降盤形成一系列近岸水下扇沉積；凹陷北部的觀城地區(qū)和南端的黃陵集—馬廠地區(qū)發(fā)育有三角洲相沉積；凹陷西部發(fā)育沖積扇—淺湖相沉積。中部和東部大部分地區(qū)為湖泊相沉積，且半深湖亞相分布范圍較廣，其中湖底扇沉積較發(fā)育。

2.3 沙三段沉積時期古地理特征

沙三段沉積時期，是渤海灣盆地的強裂陷期，此時期控制各坳陷的主干斷裂活動強烈，地形高差較大，湖盆大幅度沉降，沉降大于沉積，加上氣候潮濕，非補償深水環(huán)境分布范圍廣闊，湖區(qū)范圍和水體深度達到最大，可達200 m，普遍發(fā)育黑色、深灰色泥巖和油頁巖，凹陷邊緣發(fā)育深灰色泥巖和砂、礫巖互層，沉積厚度達到2000 m。整體以近岸水下扇—半深湖—深湖—湖底扇沉積體系和(扇)三角洲—半深湖—深湖—湖底扇沉積體系為主(馮增昭，1993)(圖 6)。常見和最具特色的沉積相類型是大型長軸三角洲及各種類型的濁流沉積、近岸水下扇、遠岸湖底扇和三角洲前方的滑塌湖底扇等，在盆地的各個坳陷的不同沉積背景中都能夠找到，類型多樣，特點各異。

遼河坳陷和濟陽坳陷沙三段是在沙四段沉積基礎(chǔ)上的繼續(xù)發(fā)展，坳陷內(nèi)的構(gòu)造格局沒有發(fā)生大的變化。冀中坳陷中央隆起帶的形成將坳陷分隔為東西2個凹陷帶，東部凹陷帶從饒陽經(jīng)霸縣到廊坊—固安等凹陷，是深湖和淺湖分布區(qū)；西部凹陷帶沉積速率大于沉降速率，形成超補償沉積的河流環(huán)境。黃驊坳陷在沙三段沉積之前，沉積范圍較小，主要位于坳陷中南區(qū)，沉積較薄。從沙三段沉積時期開始，坳陷大范圍沉降，沉積中心向北轉(zhuǎn)移，滄東、歧口、南堡等凹陷成為主要沉積發(fā)育區(qū)。

圖 6 渤海灣盆地古近紀(jì)沙三段沉積時期古地理Fig.6 Paleogeography of the Member 3 of Paleogene Shahejie Formation in Bohai Bay Basin

2.3.1 遼河坳陷古地理展布特征

沙三段沉積時期，西部凹陷、東部凹陷和大民屯凹陷雖都經(jīng)歷深陷期，但裂陷強度不同，西部凹陷最為強烈，大民屯凹陷相對最弱。因此沉積物的表現(xiàn)形式不同，西部凹陷以深湖—半深湖和湖底扇為主；東部凹陷由于斷裂分割明顯，具有多沉積中心，沉積相類型主要為湖泊、湖底扇、扇三角洲和沖積扇，局部夾含伴隨斷裂活動而形成的火山巖；大民屯凹陷以河流—三角洲—湖泊沉積體系為主(圖 6)。

1)大民屯凹陷。沙四段沉積時期的水進達到最大程度并維持一段時間后，沙三段沉積早期開始水退。這次水退受凹陷沉降中心轉(zhuǎn)移控制，凹陷東界南段斷層活動強烈，南部沉陷，北部相對抬升，水體由北向南逐漸退縮，范圍較沙河街組四段沉積時期縮小，且呈現(xiàn)了凹陷北端為陸上環(huán)境、南部為湖盆環(huán)境的局面。在湖盆內(nèi)部，湖底形態(tài)北高南低，并有水下隆起，水體較沙河街組四段沉積時期為淺，水介質(zhì)性質(zhì)為淡水。物源供給區(qū)也隨之改變，此階段的大民屯凹陷有3處4個陸源碎屑供給區(qū)。對凹陷沉積具有舉足輕重作用的是北端三臺子物源區(qū)。與凹陷長軸方向大致平行的河流貫穿南北，攜帶陸源碎屑由北至南依次發(fā)育了如泛濫平原、三角洲平原和三角洲前緣亞相。地震資料顯示，沙三段具有清晰的前積結(jié)構(gòu)。該物源區(qū)供給的碎屑覆蓋面積約占整個凹陷的一半以上。與前階段相比，該物源是新生的物源，它既是水退的結(jié)果，同時由于碎屑大量供給，又促進了水退。

2)西部凹陷。本段沉積時期西部凹陷急劇沉陷，水進加劇，形成了面積較廣的深湖環(huán)境，兩側(cè)高地提供物源，凹陷中央發(fā)育深湖—半深湖—湖底扇沉積，凹陷西側(cè)發(fā)育近岸水下扇、扇三角洲和濱淺湖沉積體系(2)李應(yīng)暹等. 1994. 遼河盆地下第三系區(qū)域儲集層評價研究.其次是凹陷東界南端法哈牛以東物源區(qū)，該物源區(qū)的形成與南段斷裂有直接關(guān)系。由斷裂形成的斷階，造成凹陷內(nèi)外高差加大，外側(cè)物源注入凹陷，在斷層下降盤一側(cè)形成沖積扇，進入水體后向凹陷中心延伸的部分形成了扇三角洲。凹陷南端物源實際上是繼承前階段的物源，但具有明顯衰退的特征，因而由其控制下發(fā)育的沖積扇，特別是扇三角洲覆蓋范圍較前期大幅度減小。。

3)東部凹陷。除西側(cè)邊部和茨榆坨、三界泡潛山外，整個凹陷為湖水淹沒。在西側(cè)斜坡上，自新開至大灣一線沉積了以砂礫巖為主夾有雜色泥巖的小型沖積扇—扇三角洲沉積體系，呈帶狀展布沿凹陷走向分布，其物源方向來自中央凸起；東側(cè)斷崖下的青龍臺地區(qū)，來自東部的物源形成了扇三角洲—湖底扇沉積體系；此外，彰驛站外側(cè)也有物源進入茨東斷槽，從外向里發(fā)育了沖積扇、扇三角洲及湖底扇體系組合。在駕掌寺洼陷、二界溝洼陷內(nèi)亦應(yīng)有此類沉積(3)李應(yīng)暹等. 1994. 遼河盆地下第三系區(qū)域儲集層評價研究.。

2.3.2 渤海海域古地理展布特征

沙三段沉積時期，渤海海域地殼的拉張—走滑斷陷加劇，改變了始新世時那種分割的局面，彼此溝通，形成一個完整的坳陷，然而坳陷中仍發(fā)育眾多的凸起。這一時期由于湖盆深、水域面積大以及長時間的沉陷，形成了各凹陷以黑色、深灰色泥巖和頁巖沉積為主，僅在凹陷邊緣和凸起周邊有物源注入。該時期發(fā)育的沉積相主要有近岸水下扇、扇三角洲、半深湖—深湖泥質(zhì)沉積，濱淺湖亞相，局部見湖底扇沉積。

石臼坨凸起規(guī)模大，在下降盤中形成多個近岸水下扇，扇體規(guī)模一般較大。沙壘田凸起在東北、西南2個方向以斷裂與渤中、沙南2個凹陷相接，各形成一規(guī)模較大的近岸水下扇和扇三角洲沉積。廟西凸起與渤東凹陷為斷層接觸，在斷層下降盤發(fā)育了2個較大的近岸水下扇群。在廟西凸起與渤南凸起之間也發(fā)育有較大規(guī)模的近岸水下扇。渤東低凸起西北、東南兩側(cè)分別為渤中凹陷和渤東凹陷，也形成了一些近岸水下扇，但規(guī)模不大。埕北低凸起、渤南凸起與沙南凹陷、渤中凹陷均以緩坡過渡，主要發(fā)育扇三角洲沉積。渤南凸起與埕北低凸起之間，發(fā)育有湖底扇和小規(guī)模的近岸水下扇。

沙三段總的沉積特點是以近源、內(nèi)源沉積為主，深湖—半深湖區(qū)面積大，而濱淺湖僅在緩坡邊緣發(fā)育；粗碎屑沉積為陡坡發(fā)育近岸水下扇，緩坡發(fā)育扇三角洲，局部較大規(guī)模砂體前端可發(fā)育湖底扇(徐長貴等，2005；吳磊等，2006；楊波等，2010)。

2.3.3 黃驊坳陷古地理展布特征

黃驊坳陷沙三段以湖泊相為主，占90%以上，巖性為深湖—半深湖相的灰黑色、深灰色泥巖，僅在靠埕寧隆起的東南緣和靠滄縣隆起的中段發(fā)育有小范圍的河流沖積平原沉積，在坳陷中部零星分布有火山巖相(圖 6)。

沙三段沉積時期沉積中心位于坳陷中北部，該區(qū)緊鄰燕山物源區(qū)，邊界斷層活動強烈，在陡坡帶發(fā)育近岸水下扇，在北大港地區(qū)發(fā)育湖底扇。

黃驊坳陷南堡凹陷的高尚堡地區(qū)近岸水下扇分布于邊界斷層下降側(cè)，沉積厚度1000 m。平面可分為扇根、扇中、扇緣3個亞相。扇根主要由混雜堆積的礫巖、砂巖等組成，具塊狀構(gòu)造；扇中由互層狀砂礫巖或含礫砂巖組成；扇緣為暗色泥巖或粉砂巖夾薄層礫巖或砂巖構(gòu)成。

黃驊坳陷中區(qū)的北大港區(qū)，湖底扇基本成一扇形，其分布面積約600 km2，其延伸方向為北東—南西，橫剖面上呈楔形體，是近岸砂體滑塌搬運再沉積的產(chǎn)物，鮑馬序列各段均可見到(4)紀(jì)友亮等. 1995. 南堡凹陷下第三系層序地層學(xué)研究.。

2.3.4 冀中坳陷古地理展布特征

沙三段沉積時期，受北東向構(gòu)造的影響，冀中坳陷東西分帶清楚，整個坳陷分成3個帶： 西部凹陷帶、中央隆起帶和東部凹陷帶。西部凹陷帶的凹陷小而淺，東部凹陷帶大而深，連成一體。以保定—雄縣—永清—武清一線為界，將坳陷分成南北兩區(qū)，北區(qū)西陡東緩，南區(qū)東陡西緩。

在北區(qū)廊固凹陷大興斷層下降盤發(fā)育近岸水下扇沉積，礫巖占地層厚度的50%以上，分布范圍達300 km2，是一套巨厚的成分單一、分選差、顆粒—基質(zhì)支撐、快速堆積的砂礫巖體沉積。其橫向變化迅速，在近岸處呈裙帶狀分布(5)張舒亭等. 1996. 大興斷層下降盤沙三段礫巖油藏描述及勘探建設(shè).。

北區(qū)廊固凹陷較深湖區(qū)發(fā)育有深水濁流沉積，其顯著特點是頻繁出現(xiàn)正韻律序列，遞變層理清楚，粒度概率圖以寬粒度區(qū)間、低百分含量為特征，陸源成分多且成熟度低，其巖屑含量可高達60%～70%，該套粗粒沉積剖面上夾于湖相泥中、平面上位于深水湖心部位(楊德相等，2016)。

冀中坳陷北區(qū)的其余大部分地區(qū)為濱淺湖、半深湖亞相沉積，只在靠滄縣隆起的邊緣發(fā)育沼澤相和濱湖灘壩相沉積(6)趙建章等. 1995. 冀中坳陷饒南次凹深層勘探層序地層解釋.。

冀中坳陷西南部的清苑—趙蘭莊地區(qū)和滄縣隆起西側(cè)發(fā)育有河流沖積平原沉積。前者處于西側(cè)太行山主要物源控制下，持續(xù)處于補償和超補償狀態(tài)，由紅色泥巖和砂巖組成，砂巖段一般為從含礫砂巖到中細(xì)砂巖和粉砂組成的正韻律層。后者向坳陷中部過渡為三角洲相沉積。冀中坳陷南區(qū)的南部也發(fā)育小型三角洲沉積，其余地區(qū)分布有廣泛的濱淺湖—深湖—半深湖亞相沉積(張大智等，2008；曾洪流等，2015；羅妮娜等，2020；張宸赫等，2020)。

2.3.5 濟陽坳陷古地理展布特征

濟陽坳陷沙三段深湖亞相泥巖廣泛分布，約占坳陷總面積的90%，暗色泥巖累計厚度可達千米以上。砂礫巖在剖面中的含量僅10%～15%。沙三段沉積時期是濟陽坳陷最重要的生油巖發(fā)育階段。

1)東營凹陷。沙三段沉積時期，水體普遍較深，范圍較大，以湖泊相沉積為主，發(fā)育來自東部的長軸大型三角洲和湖底扇沉積。沉積中心較分散，地層最大厚度達600 m，平均厚度為300～400 m。砂體分布可分為2種類型： 一種是在緩坡帶形成的具一定規(guī)模的三角洲沉積，在其附近可發(fā)育有灘壩及風(fēng)暴巖沉積，主要發(fā)育于凹陷南部地區(qū)。另一種類型是濁流沉積物，又可細(xì)分成3種： 陡坡近岸水下扇、斜坡具供給水道的遠岸湖底扇和三角洲滑塌湖底扇，分別以發(fā)育于凹陷北部的陳家莊南側(cè)近岸水下扇、凹陷南部的梁家樓湖底扇和凹陷中部的牛莊三角洲前緣濁積巖透鏡體為代表(劉鑫金等，2017；Liuetal.， 2021)。

2)沾化—車鎮(zhèn)凹陷。沙三段沉積時期沾化—車鎮(zhèn)凹陷湖盆發(fā)育最興盛，巨厚的深湖泥巖占79%，埕子口、陳家莊及義和莊凸起為湖盆沉積的主要物源區(qū)，在其附近形成近岸水下扇和深水湖底扇等濁積流沉積。沉積中心變得較為復(fù)雜，渤南、郭局子及套兒河洼陷為新的沉積中心，最大沉積厚度可達500 m，孤北洼陷、富林洼陷的沉積平均厚度也可達250～300 m。砂巖百分比等值線趨勢表明，砂巖含量較高的部位基本上沿陡坡帶發(fā)育扇三角洲及扇三角洲裙，緩坡帶主要發(fā)育三角洲及碎屑灘壩沉積(7)錢崢等. 1995. 濟陽坳陷深層沉積體系與儲集層特征. 喬軍等. 1996. 東營凹陷北部陡坡帶砂礫巖體分布及成藏模式.。

3)惠民凹陷。沙三沉積時期湖盆面積較大，水體較深，以大套暗色泥巖、油頁巖夾濁積巖體為特色。由于古地理環(huán)境的變遷，惠民凹陷主要的沉積中心在臨南洼陷及陽信洼陷，最大沉積厚度可達500 m。見有較多適應(yīng)深水環(huán)境的古生物化石，如脊刺華北介、穩(wěn)瘤華北介、惠民華北介、扁平高盤螺及渤海藻等，有機質(zhì)含量豐富，有機碳含量1.5%～2%，總烴含量在600×10-6以上，為極好的生油巖。惠民凹陷砂體含量較高部位主要在凹陷西部臨盤地區(qū)及陽信洼陷北部陡坡帶，主要發(fā)育推進式三角洲及扇三角洲的砂體沉積?；菝癜枷萆橙纬练e時期，較深湖沉積主要分布在臨南洼陷及滋鎮(zhèn)洼陷，臨南地區(qū)沿湖盆長軸方向發(fā)育長軸三角洲體系，三角洲體系由一系列朵狀體呈裙?fàn)罘植?，為來自南西西方向物源的主要河流多期改道、分叉的結(jié)果。在三角洲朵體前緣的深水區(qū)(主要為臨南洼陷、宿安)發(fā)育深水濁積巖。臨南斜坡發(fā)育了短軸三角洲，從地震測線上可明顯看出典型S型前積，物源來自南側(cè)，可能有較大河流注入。滋鎮(zhèn)洼陷陡岸帶陵縣—基山斷裂下降盤主要分布了扇三角洲裙，物源來自凹陷北側(cè)。陽信洼陷北坡發(fā)育沖積扇沉積，物源來自埕寧隆起。

2.3.6 臨清坳陷古地理展布特征

沙三段沉積時期是臨清坳陷的深陷期，水體擴大，深湖亞相和半深湖亞相沉積范圍是整個沙河街組最大的。

臨清坳陷北部地區(qū)有多個沉積中心發(fā)育，其中德州凹陷的沉積中心是德南，冠縣凹陷的最大沉積中心是中部的白馬湖次凹和冠縣東次凹；莘縣凹陷的沉積中心是中部的堂邑次凹。這些沉積中心發(fā)育深湖—半深湖亞相，此時圍繞它們的濱淺湖相區(qū)大部分已連通，組成坳陷北部的沉積主體。在堂邑凸起的西側(cè)、武城凸起的東側(cè)和姜店次凹東緣發(fā)育近岸水下扇沉積；在內(nèi)黃隆起北側(cè)、莘縣凹陷東緣發(fā)育有三角洲相沉積；在德南洼陷、白馬湖次凹和堂邑次凹的半深湖暗色泥巖中，局部夾含零星分布的湖底扇沉積。

臨清坳陷南部地區(qū)的東濮凹陷仍然呈現(xiàn)東深西淺的特征。東部沿蘭聊斷層的濮城、前梨園、白廟、新莊出現(xiàn)串珠狀分布的近岸水下扇。西南部的大部分地區(qū)為河流沖積平原沉積。凹陷北端、南端和中部的海通集附近發(fā)育有大型的三角洲相沉積，凹陷沉積中心部位為深湖—半深湖相泥巖和頁巖。北部以文留為中心發(fā)育小范圍的鹽湖相鹽巖、鹽膏巖沉積(趙澄林等，1992；Wangetal.， 2021)。

圖 7 渤海灣盆地古近紀(jì)沙二段沉積時期古地理Fig.7 Palaeogeography of the Member 2 of Paleogene Shahejie Formation sedimentary age in Bohai Bay Basin

2.4 沙二段沉積時期古地理特征

渤海灣盆地各凹陷沙二段以淺灰色泥巖、灰綠色、棕紅色泥巖夾砂巖和礫巖沉積，地層厚度較沙三段小很多，僅有50～300 m。反映了沙二沉積時期，邊界斷裂活動減弱，盆地擴張和裂陷大為減弱，氣候干旱，加上大量碎屑物質(zhì)的不斷進積、充填，致使盆地水體變淺、水域變小，半深湖亞相明顯縮小，而三角洲沉積和河流沖積平原沉積較為發(fā)育(圖 7)。

2.4.1 遼河坳陷古地理展布特征

由于受區(qū)域大背景上斷裂活動減弱的影響，大民屯凹陷和東部凹陷湖盆萎縮、消失，主要發(fā)育沖積扇—河流沖積平原和河流沼澤等陸上沉積類型，僅在西部凹陷發(fā)育湖泊相沉積。東部凹陷中區(qū)零星分布有火山巖體。

1)大民屯凹陷。沙二段沉積時期，大民屯凹陷迅速回返，沉積環(huán)境發(fā)生了很大變化，水域面積明顯收縮，除局部地區(qū)保持了零星的、小面積水域外，其他廣大地區(qū)皆為陸上環(huán)境。泛濫平原相發(fā)育范圍較大。由于是河流沖積沉積物，其各亞相、微相配置關(guān)系錯綜復(fù)雜。大民屯凹陷以紅色泥巖發(fā)育為其顯著特征，紅層厚度達200 m以上。凹陷南部西側(cè)和北部西側(cè)局部地區(qū)粗碎屑從邊緣高地向低處推進，發(fā)育了沖積扇體系。

2)西部凹陷。該階段由于斷裂活動減弱和北端的隆起，湖盆擴張作用趨于停止，致使湖盆水體收縮，沉積環(huán)境較早期階段有較大不同。濁積沉積區(qū)向南偏轉(zhuǎn)。在東側(cè)，由早期的高升地區(qū)轉(zhuǎn)移到興隆臺地區(qū)，并受冷家堡斷崖的影響成為一個新的濁積發(fā)育區(qū)。碎屑物由冷東斷崖進入湖盆，一部分就近沉積在斷崖深槽內(nèi)；一部分向南北兩側(cè)(主要向南)流動一定距離后沉積下來，興隆臺地區(qū)為一水下高地，沉積物重力流在流動過程中，受地形影響，濁積體在不同部位厚度變化很大。在西側(cè)，同樣受北端隆起的影響。早期階段4條峽谷中北部的2條消失；南部峽谷雖依然保留，但濁積巖的沉積規(guī)模和范圍較早期大為縮小。

與前一階段相比，該階段的沉積物重力流能量明顯降低，表現(xiàn)在濁積砂體顆粒較細(xì)、厚度較薄、分布面積較小、多呈透鏡狀分布。

3)東部凹陷。裂陷及擴張活動減弱，早期沉積物充填了凹陷，地勢較平坦，略呈北高南低狀，同時兩側(cè)山地高差變小，湖水由北向南逐漸退出。除牛居至青龍臺地區(qū)和東坡邊緣地區(qū)發(fā)育沖積扇外，其余為泛濫平原相，在泛濫平原內(nèi)，河流往復(fù)改道，河道間的洪泛區(qū)內(nèi)植物繁盛，在地層中見到碳質(zhì)泥巖由北向南增多的現(xiàn)象。

2.4.2 渤海海域古地理展布特征

渤海海域沙二段沉積時期，基本上繼承了沙三段沉積時期的特點，以湖相沉積為主，但湖盆范圍變小，半深湖相分布區(qū)域明顯縮小。在坳陷邊緣和凸起周邊發(fā)育有近岸水下扇或扇三角相沉積(圖 7)。水下隆起和凸起邊緣發(fā)育碎屑灘壩和生屑灘壩。

石臼坨凸起北側(cè)、沙壘田凸起南側(cè)及廟西凸起、埕北低凸起的西北側(cè)，均以較大的邊界斷裂與洼陷接觸，在斷層下降盤形成多個近岸水下扇，局部斷層活動不強地區(qū)可形成扇三角洲。在渤南凸起，埕北低凸起北側(cè)，整體為緩坡與洼陷接觸，局部發(fā)育有斷層，主要發(fā)育為扇三角洲，邊部為濱淺湖泥質(zhì)沉積。沙壘田凸起東北側(cè)雖有斷層活動，但活動幅度小，主要形成扇三角洲。在沙壘田凸起東側(cè)及廟西與渤南凸起之間的斜坡下部，由于受局部斷層影響，發(fā)育有水下扇。沙壘田凸起的東南端斜坡部位及石臼坨凸起東部的低隆起，發(fā)育有碳酸鹽巖臺地及濱淺湖灘壩沉積(趙國連和趙澄林，2002；朱筱敏等，2008，2019)。

2.4.3 黃驊坳陷古地理展布特征

沙二段沉積早期，黃驊坳陷湖泊分布范圍仍較廣，以北大港和滄州南部地區(qū)為沉積中心，發(fā)育有較豐富的深水湖底扇沉積。后期隨邊界斷裂活動的減弱，湖盆開始收縮，陸源碎屑沉積向湖推進，在坳陷西部邊緣北段發(fā)育河流沖積平原—三角洲沉積體系，物源來自滄縣隆起；坳陷中南部邊緣發(fā)育沖積扇—河流沖積平原和扇三角洲沉積體系；在坳陷北緣的高尚堡地區(qū)發(fā)育有近岸水下扇或扇三角洲沉積體系，坳陷中部為濱淺湖亞相沉積。

2.4.4 冀中坳陷古地理展布特征

沙二段沉積時期，冀中坳陷湖域面積縮小，坳陷南區(qū)的中西部區(qū)域、東部邊緣地帶等大部分地區(qū)發(fā)育有河流沖積平原—沼澤亞相或濱湖—沼澤亞相沉積；中間夾含呈北北東向帶狀分布的濱淺湖亞相沉積，僅占坳陷南區(qū)沉積的25%左右。在霸縣凹陷、任丘凹陷和獻縣凹陷北側(cè)分別發(fā)育有三角洲相沉積，是本段沉積時期南區(qū)最有利的沉積相帶。

坳陷北區(qū)和沙三段沉積時的格局比較相似，在靠近寶坻凸起、大興凸起和太行山隆起的坳陷西北邊緣區(qū)零星分布近岸水下扇，在靠近大興斷裂帶的沉積中心的半深湖亞相沉積區(qū)夾含有遠岸水下扇沉積(圖 7)，組成本區(qū)主要的儲集體類型；坳陷東南邊緣區(qū)發(fā)育湖漫沼澤亞相沉積；其余區(qū)域皆為湖相沉積。

2.4.5 濟陽坳陷古地理展布特征

沙三段沉積時期晚期，濟陽坳陷盡管湖盆范圍擴大，使惠民凹陷、東營凹陷、沾化凹陷和車鎮(zhèn)凹陷連為一體。坳陷僅有林樊家—濱縣東家莊—孤島和義和莊等孤立凸起發(fā)育，但因沙二段沉積時期，盆地基底斷陷作用減弱及大量碎屑物質(zhì)的不斷進積、充填、致使盆地水體變淺，總體發(fā)育濱淺湖亞相，但以濱湖亞相為主。坳陷周緣地區(qū)發(fā)育沖積扇、扇三角洲和三角洲相沉積。巖性主要為灰色含礫砂巖、礫巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖及少量碳質(zhì)泥巖，地層厚度50～500 m，在凹陷中心地層厚度較大。

1)東營凹陷。主要發(fā)育濱淺湖相沉積(緩坡發(fā)育三角洲)，淺湖區(qū)分布于凹陷西部博興—梁家—利津—鹽窩一線，其外圍地區(qū)主要發(fā)育濱湖亞相沉積。在牛25井—王79井之間發(fā)育灘壩沉積，同時在高青—金家莊地區(qū)，由于來自青城凸起和廣饒凸起碎屑物質(zhì)的影響，形成了范圍較大的三角洲體系沉積。在草橋—羊角溝一線則發(fā)育了較長的沖積扇裙。在濱南洼陷因受濱縣凸起碎屑物質(zhì)的影響，分別在濱54井—濱43井和濱34井—單107井等地發(fā)育了規(guī)模不大的扇三角洲體系沉積，而在坨—勝—永地區(qū)，由于碎屑物質(zhì)供給充分，形成了大范圍的三角洲體系(王永詩等，2016)。

2)沾化—車鎮(zhèn)凹陷。主要發(fā)育了濱湖亞相、沖積扇和扇三角洲體系沉積。其中沖積扇相主要發(fā)育在埕東凸起南側(cè)及墾東—青坨子凸起西側(cè)；扇三角洲體系主要發(fā)育在軍馬場、孤島凸起東側(cè)及五號樁低凸起南側(cè)、河流體系沉積發(fā)育于孤南洼陷。東部向盆地方向于墾20井—墾4井之間發(fā)育了三角洲體系沉積。車鎮(zhèn)凹陷沉積體系展布相對較簡單，在凹陷北部主要發(fā)育了沖積扇體系和三角體系沉積、而洼陷中南部均為濱湖亞相沉積。

3)惠民凹陷。沙二段沉積時期，惠民凹陷砂巖厚度較大，一般50～200 m，呈圍繞凹陷中心的環(huán)帶狀分布，凹陷中心厚度最大，可達250 m以上。另外在臨南洼陷夏33井—夏30井之間及夏37井等地有2個砂巖厚度相對較大的地區(qū)分別大于100 m和200 m。砂巖百分含量等值線圖也顯示在滋鎮(zhèn)洼陷和臨南洼陷內(nèi)砂巖百分含量較高，達60%～80%，而凹陷內(nèi)的大部分地區(qū)砂巖百分含量為20%～40%之間。據(jù)此認(rèn)為，惠民凹陷在沙二段沉積期主要發(fā)育濱淺湖亞相沉積，且該湖泊范圍較小，主要發(fā)育在臨南—商河一帶，在凹陷的北部廣泛發(fā)育了三角洲體系沉積，而南斜坡夏37井—夏103井一線發(fā)育了扇三角洲體系沉積。

2.4.6 臨清坳陷古地理展布特征

沙二段沉積時期，臨清坳陷由深陷向收縮轉(zhuǎn)變，湖盆相對抬升，水體變淺，反映陸上沉積的河流沖積平原和沖積扇相等沉積相占很大比例。

臨清坳陷北區(qū)僅在德州凹陷北部，冠縣凹陷白馬湖次凹和莘縣凹陷堂邑次凹發(fā)育有局限的濱淺湖亞相沉積，其余廣大區(qū)域發(fā)育有沖積扇和河流沖積平原沉積體系。

臨清坳陷南區(qū)的東濮凹陷按沉積特征的差異可分成4個區(qū)塊： 凹陷北部發(fā)育三角洲沉積體系；凹陷西南部和東部地區(qū)發(fā)育沖積扇—河流沖積平原沉積體系；凹陷中部發(fā)育濱淺湖—灘壩沉積體系。

2.5 沙一段沉積時期古地理特征

沙一段沉積時期，邊界斷裂活動又開始加強，盆地又開始擴張，再加上氣候潮濕與海水的入侵，致使盆地水體又變深、水域變廣。致使本期沉積時，湖泊范圍又進一步擴大，深湖—半深湖亞相進一步增加，各凹陷的連通面積擴大，凸起的范圍變小，在凸起的周圍發(fā)育扇三角洲、灘壩、三角洲等沉積，生物碎屑灘壩、生物礁、泥灰?guī)r段也是這個時期的沉積的特色(圖 8)。

2.6 東營組沉積時期古地理特征

東營組沉積時期，邊界斷裂活動又開始減弱，盆地擴張和裂陷大為減弱，東營組晚期氣候逐漸干旱，再加上大量碎屑物質(zhì)的不斷進積、充填，致使盆地水體又變淺、水域面積大幅度變小。此時期主要發(fā)育了三角洲相沉積和河流沖積平原，東營組晚期，擠壓抬升，使得東營組遭到不同程度的剝蝕，在多數(shù)凹陷東營組地層保存不全(胡孝林等，2000；黃眾等，2012；李建平等，2012)(圖 9)。

圖 8 渤海灣盆地古近紀(jì)沙一段沉積時期古地理Fig.8 Palaeogeography of the Member 1 of Paleogene Shahejie Formation sedimentaty age in Bohai Bay Basin

圖 9 渤海灣盆地古近紀(jì)東營組沉積時期古地理Fig.9 Palaeogeography of the Paleogene Dongying Formation sedimentary age in Bohai Bay Basin

3 古地理與油氣的關(guān)系

前已述及，渤海灣盆地古近系沉積期發(fā)育數(shù)十個含油氣凹陷，每個凹陷都是一個基本的沉積單元，凹陷中的深湖亞相泥巖構(gòu)成烴源巖，而在凹陷的邊緣發(fā)育的近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、灘壩等砂體，構(gòu)成潛在的儲集層，在有利的成藏條件下，凹陷中央的烴源巖向周圍與之互層的儲集層供烴形成油藏，因此每個凹陷就是一個獨立的油氣運移—聚集系統(tǒng)。各凹陷往往又發(fā)育多個古近系沉積厚度大、地層發(fā)育較完整的洼陷。沉積洼陷是凹陷中油氣生成、運聚的基本單元，并控制了油氣的平面分布；不同類型洼陷的沉降和沉積特征以及油氣富集情況存在較大的差異(蔣有錄等，2019，2021；宋明水等，2021)?；诠诺乩硖卣骷按罅拷y(tǒng)計資料，對渤海灣盆地古近系的洼陷類型及與油氣富集的關(guān)系開展了分析。渤海灣盆地古近系在不同時期，湖域的面積、水深及烴源巖的厚度與質(zhì)量有很大差異，根據(jù)這些特征，可劃分為早期發(fā)育型洼陷、繼承發(fā)育型洼陷和晚期發(fā)育型洼陷3大類(圖 10)；早期發(fā)育型洼陷在孔店組和沙四段沉積期，洼陷就開始發(fā)育；繼承發(fā)育型在沙三段和沙二段沉積期，洼陷仍持續(xù)發(fā)育；晚期發(fā)育型在沙一段和東營組沉積期，洼陷才開始發(fā)育。不同類型洼陷的分布具有分區(qū)性，其主力烴源巖系及生烴期不同。

圖 10 渤海灣盆地古近系不同類型洼陷與油氣分布(據(jù)蔣有錄等，2019)Fig.10 Oil and gas distribution of the Paleogene in different types of sags in Bohai Bay Basin(after to Jiang et al.， 2019)

蔣有錄等(2019，2021)和宋明水等(2021)采用模糊數(shù)學(xué)評價方法對渤海灣盆地主要含油氣凹陷中的54個洼陷進行生烴能力評價，認(rèn)為沉積洼陷的發(fā)育類型與生烴類型整體上具有一定對應(yīng)關(guān)系： 生烴能力強的洼陷，多為繼承發(fā)育型和晚期發(fā)育型洼陷；生烴能力中等—較差的洼陷，以早期發(fā)育型洼陷居多。富油凹陷主要由繼承發(fā)育和晚期發(fā)育的生烴洼陷組成；而由早期發(fā)育型洼陷組成的凹陷，其含油氣情況則較差。洼陷的發(fā)育類型與油氣的運移距離及富集層系也具有一定相關(guān)性： 繼承發(fā)育和晚期發(fā)育的生烴洼陷的供烴動力強，油氣運移距離較長，因此，繼承發(fā)育型洼陷中油氣多富集于中部層系，而在晚期發(fā)育型洼陷中油氣在淺部層系較富集；早期發(fā)育型洼陷的供烴動力較弱，油氣運移的距離較短且油氣主要賦存于下部層系(蔣有錄等，2019，2021；宋明水等，2021)。

4 結(jié)論

1)渤海灣盆地古近系總體演化經(jīng)歷了湖泊的形成—擴張—收縮、湖泊再擴張—再收縮—消亡的演化過程?？椎杲M—沙四段—沙三段—沙二段沉積期為湖泊的形成—擴張—收縮的第1個階段，沙二段—沙一段—東營組沉積時期為湖泊再擴張—再收縮—消亡的階段。

2)渤海灣盆地古近系沉積期發(fā)育了54個含油氣凹陷，每個凹陷都是一個基本的沉積單元，凹陷中的深湖亞相泥巖構(gòu)成烴源巖，而在凹陷的邊緣發(fā)育的近岸水下扇、扇三角洲、三角洲、灘壩等砂體，構(gòu)成潛在的儲集層，在有利的成藏條件下，凹陷中央的烴源巖向周圍與之互層的儲集層供烴形成油藏，因此每個凹陷就是一個獨立的油氣運移—聚集系統(tǒng)。

3)富油凹陷主要由繼承發(fā)育和晚期發(fā)育的生烴洼陷組成；而由早期發(fā)育型洼陷組成的凹陷，其含油氣情況則較差。洼陷的發(fā)育類型與油氣的運移距離及富集層系也具有一定相關(guān)性： 繼承發(fā)育和晚期發(fā)育的生烴洼陷的供烴動力強，油氣運移距離較長，因此，繼承發(fā)育型洼陷中油氣多富集于中部層系，而在晚期發(fā)育型洼陷中油氣在淺部層系較富集；早期發(fā)育型洼陷的供烴動力較弱，油氣運移的距離較短且油氣主要賦存于下部層系。