杜庆祥, 郭少斌, 沈晓丽, 曹中宏, 张晓龙, 李媛姝. (2016)渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古水体特征* [J]. 古地理学报, 18(2): 173-183
Du QingXiang, Guo Shaobin, Shen Xiaoli, Cao Zhonghong, Zhang Xiaolong, Li Yuanshu. (2016)Palaeo-water characteristics of the Member 1 of Paleogene[J]. Journal Of Palaeogeography, 18(2): 173-183. DOI:10.7605/gdlxb.2016.02.013  
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渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古水体特征*
杜庆祥1,2, 郭少斌2, 沈晓丽1, 曹中宏3, 张晓龙3, 李媛姝3
1 山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 266590
2 中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083
3 中国石油冀东油田公司勘探开发研究院,河北唐山 063004

第一作者简介 杜庆祥,男,1984年生,博士后,矿产普查与勘探专业。E-mail: geoduqingxiang@qq.com。

通讯作者简介 郭少斌,男,1962年生,教授,博士生导师,主要从事层序地层、储集层和油气资源预测与评价工作。E-mail: guosb58@126.com。

收稿日期:2015-01-27
基金:*国家油气重大专项(编号:2011ZX05006-006)、国家自然科学基金项目(批准号: 41502064)和山东科技大学人才引进科研启动基金课题(编号:2014RCJJ012)联合资助
摘要

渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组的古水体特征研究程度较低。以南堡凹陷南部为例,采用多种方法,分析了沙河街组一段沉积时期水体的古盐度和古水深。根据Sr/Ba值、Rb/K值和特殊藻类化石,认为其古盐度为微咸—半咸。通过Sr/Cu值和孢粉化石2种手段,恢复了研究区沙河街组一段沉积时期的古气候,认为其为潮湿气候但存在干湿波动。根据Mn/Fe值变化、干酪根类型和藻类化石以及似瘤田螺的发现,恢复了该时期的相对古水深,并结合自生黏土矿物、沉积构造和沉积相等,通过加权平均值的方法定量计算古水深,得出研究区沙一段中亚段顶部沉积时期水体较浅,为4~15,m,而沙一段下亚段沉积时期水体较深,为4~30,m。综合分析认为,南堡凹陷南部沙河街组一段沉积时期的古盐度和古水深在一定程度上取决于古气候条件和古地形背景。

关键词: 古盐度; 古气候; 古水深; 古近系; 渤海湾盆地
文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2016)02-0173-11
Palaeo-water characteristics of the Member 1 of Paleogene
Du QingXiang, Guo Shaobin, Shen Xiaoli, Cao Zhonghong, Zhang Xiaolong3, Li Yuanshu
1 College of Earth Science and Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266590,Shandong
2 School of Energy Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083
3 Research Institute of Exploration and Development,Jidong Oilfield Company,PetroChina, Tangshan 063004,Hebei

About the first author Du Qingxiang,born in 1984,is a postdoctor in Shandong University of Science and Technology. His major is mineral resource prospecting and exploration. E-mail: geoduqingxiang@qq.com.

About the corresponding author Guo Shaobin,born in 1962,is a professor and Ph.D. supervisor. He is mainly engaged in sequence stratigraphy,reservoir and petroleum resource prediction and evaluation. E-mail: guosb58@126.com.

Fund:[Co-funded by the National Major Program of Oil and Gas (Grant No2011ZX05006-006), the National Natural Science Foundation of China (Grant No 41502064) and the Scientific Research Foundation of Shandong University of Science and Technology(Grant No.2014RCJJ012)]
Abstract

The palaeo-water characteristics of the Paleogene Shahejie Formation in Nanpu sag of Bohai Bay Basin was poorly studied. Taking the Member 1 of Shahejie Formation in southern Nanpu sag as an example,we studied the palaeosalinity and palaeo-water depth by many means. Based on special algae fossils and chemical element ratios including Sr/Ba and Rb/K,the palaeosalinity was interpreted as brackish water to semi￣saline water. The palaeoclimate was humid with fluctuation by analyzing Sr/Cu ratio and sporopollen fossils. The relative palaeo-water depth was reconstructed according to the change of Mn/Fe ratio,kerogen types,algae fossils and Tulotomoides. By synthetic analysis with the authigenic clay minerals,sedimentary structure and sedimentary facies,the palaeo-water depth interval was calculated by weighted average method. The results show that it was shallow water sedimentary environment with the quantitative palaeo-water depth ranging from 4,m to 15,m during the depositional period of the top of middle submember of Member 1 of Shahejie Formation in Nanpu sag. During the depositional period of lower submember of Member 1 of Shahejie Formation, the palaeo-water depth changed from 4 m to 30 m. It is indicated that the palaeosalinity and palaeo-water depth depended relatively on the palaeoclimate and ancient terrain background.

Key words: palaeosalinity; palaeoclimate; palaeo-water depth; Paleogene; Bohai Bay Basin

对古水体进行综合研究, 可以明确砂体发育的气候背景、古盐度及古水深, 从而为研究深层砂体的沉积相类型和分布规律提供依据。此类研究不仅可以深化该地区的整体地质认识, 而且对油气的勘探和开发具有重要的借鉴意义。当前, 对古盐度、古气候和古水深的研究程度相对较低(姜在兴, 2010):古盐度和古气候的研究主要依据微量元素和微体古生物化石(熊小辉和肖加飞, 2011), 但具体的计算标准仍不够完善。古水深计算主要依据微体古生物化石, 如浮游有孔虫(李学杰等, 2004)、介形类和藻类化石等(李守军等, 2005; 苏新等, 2012), 或通过沉积构造(聂逢君等, 2002; 冯兴雷等, 2010)及地震前积反射结构(张金伟等, 2008; 李慧琼等, 2014)等; 另外, 某些自生矿物也能指示特定的古水深(张世奇和任延广, 2003)。目前, 古水深的计算仍处于定性— 半定量阶段, 能够准确恢复古水深的方法较为有限, 技术手段亦相对局限, 因此只有综合应用多种方法, 才能较为准确地恢复古水深。

文中以渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段(简称“ 沙一段” , 下同)为例, 依据元素地球化学分析和微体古生物学特征, 并结合沉积学的方法, 恢复了该沉积时期研究区的古气候以及水体的古盐度和古水深, 并建立了一套比较有效的定量估算标准。通过对古水体的综合研究, 结合层序地层学和沉积学的观点, 可较好地解释渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙一段有利砂体的分布规律, 并为下一步的勘探提供借鉴和指导。

1 区域地质概况及样品

南堡凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷东北部, 是一个中新生代与古生代复合型沉积盆地, 具有北断南超的箕状凹陷的构造特征(图 1)。南堡凹陷古近系分为4个裂陷幕, 其中沙一段对应裂陷三幕, 为一个二级层序, 自上而下细分为2个三级层序(王华等, 2012), 分别命名为沙一段中亚段(Es1z)和沙一段下亚段(Es1x)(图 2)。2011年, 南堡3号构造带PG2井在沙河街组一段中亚段(Es1z)的4000, m垂深处发现了高产工业油流, 实现了沙一段油气突破, 使中深层构造— 岩性圈闭成为南堡凹陷重要的勘探方向。

图1 渤海湾盆地南堡凹陷位置(据王华等, 2011; 鲜本忠等, 2013)Fig.1 Location of Nanpu sag, Bohai Bay Basin(after Wang et al., 2011; Xian et al., 2013)

图2 渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组综合地层柱状图(据王华等, 2012; 万锦峰等, 2013)Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of the Paleogene Shahejie Formation in Nanpu sag, Bohai Bay Basin(after Wang et al., 2012; Wan et al., 2013)

但是, 目前对PG2井沙一段中亚段的砂体沉积相类型认识存在一定分歧, 如扇三角洲(邢文军等, 2013)、水下扇(徐文会等, 2014)和砂质碎屑流(陈吉等, 2015)等, 其中多数学者认为南部物源区的沙一段主要发育辫状河三角洲相(万锦峰等, 2013; 董月霞等, 2014; 杨晓利等, 2014)。沉积相厘定上存在的分歧, 对研究区精细勘探和研究工作的开展带来诸多不利。为了厘定沉积相类型, 文中重点从古水体的角度, 开展了古盐度、古气候和古水深等研究。

南堡凹陷南部沙一段厚50~300, m, 其中南部地层厚度小于北部, 西部地层厚度明显小于东部, 整体古地貌形态表现为南高北低、西高东低的特征。岩性主要为粉— 细砂岩, 物源主要来自南部沙垒田凸起。

研究区取心井段主要位于南堡3号构造带, 该地区取心井较多, 且沉积构造发育, 古生物化石丰富, 有利于开展古盐度、古气候和古水深恢复研究。文中共选取沙河街组一段7口井的泥岩岩心进行分析, 取样质量分别为40 g左右。根据室内显微薄片观察, 在剔除风化、蚀变和成岩作用影响后, 对样品进行实验制备; 之后, 采用X射线荧光光谱分析法, 完成常量元素和微量元素的分析检验(表1), 并用于恢复古盐度和气候。

表1 渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段代表井元素含量 Table1 Elements content of the Member 1 of Paleogene Shahejie Formation in typical wells in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin
2 古盐度

古盐度的恢复主要依据微量元素比值和微体古生物(藻类)化石。

恢复古盐度常用的参数有Sr/Ba值和Rb/K值等(表 2)。在水体中, 与Sr相比, Ba的化合物溶解度较低, 故随着水体盐度的升高, 水体中的Ba2+与S 会首先结合生成BaSO4沉淀, 而SrSO4溶解度较大, Sr可以继续保留在水体中并不断迁移, 直到水体盐度过高才会发生沉淀。因此, 可以依据泥岩中的Sr/Ba值确定盐度的相对高低。常用的标准是古水体的Sr/Ba值大于1.0为海相、1.0~0.5为半咸水相、小于0.5为微咸水相(王益友和吴萍, 1983; 郑荣才和柳梅青, 1999), 但该标准对于分析陆相湖泊古水体盐度还存在一定问题。文中

表2 渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古盐度及古气候主要估算标准 Table2 Multi-proxies for determining quantitative values of palaeosalinity and palaeoclimate of the Member 1 of Paleogene Shahejie Formation in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin

根据南堡凹陷沙河街组一段7口井的泥岩岩心的常量元素和微量元素分析结果, 计算得出古水体的Sr/Ba值为0.21~0.57(表3), 因此, 南堡凹陷沙一段沉积时期古水体为陆相微咸水— 半咸水。

表3 渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段代表井泥岩元素比值计算结果 Table3 Results of element ratio of mudstone from the Member 1 of Paleogene Shahejie Formation in typical wells in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin

另外, 在水体中, Rb、K被黏土矿物吸附的性能是Rb好于K, 故随着水体盐度的升高, 被黏土矿物吸附的Rb就相应增多, 因此可以依据Rb/K值来分析古盐度(文华国等, 2008)。南堡凹陷沙一段的Rb/K值为0.0036~0.0050(表3), 显示古盐度为微咸— 半咸, 这与根据Sr/Ba值得到的结论基本一致。

而根据冀东油田研究院提供的菌藻类鉴定统计结果, 分别在LPN1井沙一段中亚段、NP1井沙一段下亚段顶部均发现了Conicoidium(沟鞭藻类的锥藻属), 这是一种咸水— 半咸水藻类(徐长贵等, 2002), 与根据Sr/Ba值和Rb/K值得到的古水体盐度结论一致。

综合判断认为, 沙一段沉积时期南堡凹陷的水体为微咸水— 半咸水, 与前人主要通过古生物化石得到的结论(刘士磊等, 2012)一致。

此外, 通过对泥岩岩心中元素比值的计算得出, 南堡凹陷沙一段的V/Ni值为2.85~5.08, Cu/Zn值为0.15~0.40, 参考前人的判断标准(李春荣和陈开远, 2004), 认为南堡凹陷沙一段沉积环境整体属于还原— 弱还原环境。

3 古气候

古气候的恢复主要通过微量元素地球化学分析和孢粉化石特征2种方法。

3.1 微量元素地球化学分析判断古气候

微量元素除了用来恢复水体的古盐度外, 也可以用来恢复古气候, 甚至在分析古水深等方面也有一定的作用。另外, 采用单个数据点的单一参数判断古气候、古盐度误差比较大, 而多数据点甚至连续散点多参数比如元素录井对于分析古盐度、古气候有广阔的应用价值, 它消除了岩性、测量、灼烧量等带来的误差, 更加有利于数据的分析和对比, 也更加有说服力。

古气候的地球化学判定指标有Sr/Cu值、Rb/Sr值、Fe/Mn值、Mg/Ca值等。其中, 干旱环境具有高Mg/Ca值、低Fe/Mn值、低Rb/Sr值的特点(钱焕菊等, 2009; 王健等, 2012), 潮湿气候反之; 有学者认为Sr元素的高含量指示干旱炎热气候条件下的湖水浓缩沉积或温湿气候条件下海侵(熊小辉和肖加飞, 2011)。一般认为, Sr/Cu值介于1.3~5.0之间通常指示温湿气候, 而大于5.0则指示干热气候(钱焕菊等, 2009), 7~10之间是亚热带半干旱气候的标志(王随继等, 1997)。通过对泥岩岩心中微量元素的比值分析, 可知南堡凹陷沙一段的Sr/Cu值在5.14~39.53之间(表 3), 似乎表明这时期的古气候相对干旱。但是必须指出的是, 由于地球化学分析的采样数据点有限且相对离散, 对沙一段古气候的判断还需要结合前人的研究结果才能得到严谨的结论。前人研究认为, 渤海湾盆地沙河街组整体的气候背景为温暖湿润(张一勇, 1995; 赵英娘等, 1995; 刘士磊等, 2012), 并且南堡凹陷沙一段为盆地重要的湖泛期(赵莉莉等, 2013), 因此, 研究区沙一段沉积时期的气候应当是整体温润, 但存在干湿波动。而综合前人研究结果和文中测得的数据, 通过对南堡油田提供的3口钻井的元素荧光录井分析和连井对比(图 3)表明, 在所有干旱的气候环境中, 相对干旱的程度又有所不同。在PG2、NP3-80和NP1-89井沙一段下亚段顶部泥岩中存在多次Fe/Mn值变高、Mg/Ca值变低的情况, 沙一段下亚段和中亚段的分界线恰好对应该比值的突变点, 表明了在整体潮湿气候背景下存在多次相对的干旱波动。

图3 渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段下亚段上部元素比值连井剖面对比①Fig.3 Cross well profile comparison of element ratio in top of the lower submember of Member 1 of Paleogene Shahejie Formation in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin

3.2 孢粉化石分析判断古气候

孢粉化石在判断古气候上具有极为重要的作用。文中共统计了NP1井、LPN1井和NP3-80井3口井的孢粉化石数据(数据由冀东油田研究院提供)。整体来看, 南堡凹陷沙一段花粉以被子植物占多数(70%), 裸子植物其次(27%), 蕨类植物最少(3%)。其中, NP3-80井沙一段中亚段上部主要见到的裸子植物孢粉有Podocarpidites(罗汉松, 4/278; 括号内为含量, 下同)、Pinaceae(松科, 31/278)、Pinuspollenites(双束松, 58/278)和Piceaepollenites(云杉, 23/278)等, 主要的被子植物花粉有Caryapollenites(山核桃, 22/278)、Caryapollenites(胡桃, 9/278)、Momipites(拟榛, 11/278)、Quercoidites(栎, 18/278)、Q.microhenrici(小亨氏栎, 27/278)、Ulmipollenites(榆, 20/278)、U.undulosus(波形榆, 15/278)、 Labitricolpites(唇形三沟粉属, 6/278)、Tricolpopollenites(三沟粉属, 13/278)和Triporopollenites(三孔粉属, 3/278)等。孢粉化石中Quercoidites、Ulmipollenites较繁盛, 反映该地区为温带至亚热带气候, 而Pinaceae和Pinuspollenites两种裸子植物, 表明了温凉偏干的气候。研究区孢粉特征反映当时为干燥的亚热带气候, 气候干旱、降雨较少。更加重要的发现是, 在NP1井沙一段下亚段也见到了1颗藜粉属, 在LPN1井沙一段中亚段见到Ephedripites(麻黄粉属), 平均含量达2%, 且含量十分稳定, 均反映当时气候干旱。

前人通过古生物研究认为, 渤海湾盆地沙河街组整体气候背景为温暖湿润的亚热带气候, 晚期气候波动更趋于干旱(张一勇, 1995; 赵英娘等, 1995; 刘士磊等, 2012), 而沙一段中亚段对应渐新世早期(王华等, 2012), 因此应该为干旱的亚热带气候, 这与文中的结论即整体潮湿背景下的局部干旱环境一致。可见通过微量元素Sr/Cu值可以较好地判断古气候, 其与古生物学结论较为一致。

4 古水深

一般来说, 表面波浪受水底地形强烈影响的水深范围为浅水区, 通常以表面波浪波长的1/2作为浅水区的下限深度, 即浪基面以上为浅水区。现代湖泊浪基面通常不超过20, m(申家年等, 2008; 邹才能等, 2008), 因此浅水区通常指水深不超过20, m的滨浅湖。

古水深的恢复包括相对古水深和定量古水深的恢复。其中, 相对古水深可以通过元素地球化学分析、干酪根类型和微体古生物特征等手段恢复, 定量古水深的恢复主要采用微体古生物化石结合自生黏土矿物、沉积构造特征和沉积相等方法。

4.1 相对古水深

相对古水深的研究是为了佐证定量古水深的恢复结果。研究区地球化学资料和古生物资料等受到取心井段制约, 具有相对零散且不够系统的特点, 因此, 尽可能多地综合不同手段提供的古水深恢复的结果, 有利于增强最终定量古水深恢复结果的可靠性。文中主要通过元素地球化学、干酪根类型和微体古生物学等手段恢复相对古水深。

沉积物中, Fe族(Fe, Cr, V, Ge)元素常离岸最近、Mn族(Mn, Co, Ni, Mo)元素离岸相对较远, 因此, 从陆相到海相, 沉积物中的Fe/Mn、 V/Ni值等不断减小。Fe比较容易氧化, 而Mn能在溶液中稳定存在, 这是Fe/Mn值能够反映水深的依据(田景春等, 2006)。故Fe/Mn值等变化可以作为判断研究区湖盆边缘位置的重要参考。

干酪根类型与物源远近和水体深度之间关系密切:Ⅰ 型干酪根和Ⅱ 型干酪根腐泥组含量高, 指示正常远源深水环境; Ⅲ 型干酪根腐殖组含量高, 富含镜质组, 并含惰质组, 指示近源相对浅水环境(姜在兴等, 1999)。另外, 根据镜质组含量高低又将Ⅱ 型干酪根分为两类, 其中Ⅱ 1型干酪根的镜质组含量低于Ⅱ 2型干酪根。PG2井沙一段的干酪根类型均以Ⅱ 1型干酪根为主, 并有部分Ⅱ 2型干酪根。而NP1井沙一段的干酪根类型以Ⅱ 2型干酪根为主, 并有部分Ⅱ 1型干酪根, 因此根据干酪根的类型分析, PG2井所处水体要深于同期的NP1井。

南堡凹陷南部NP3-80井、NP1井和LPN1井等沙一段中亚段中常见的疑源类有Leiosphaeridia(光面球藻属)、Granodiscus(粒面球藻属)、Rugasphaera(皱面球藻属), 以及Dictyotidium(网面球藻属)、Baltisphaeridium(刺球藻属)和Comasphaeridium(毛球藻属), 其多是生活在淡水至半咸水中, 反映滨浅湖环境, 与前人的发现(项华等, 2005; 赵莉莉等, 2013)比较吻合。另外, 在NP306X1井和NP3-26井沙一段岩心黑色湖相泥岩中发现了螺类化石, 经过鉴定, 初步定名为Tulotomoides(阶状似瘤田螺)。该种似瘤田螺具有十分重要的沉积环境指示意义, 它生活在水动力较强的浅水河口环境中(赵鸥, 1992), 具有口盖, 对于干冷环境具有很强的适应性。该发现进一步表明南堡凹陷PG2井沙一段中亚段的砂体整体形成于浅水沉积环境, 与前人在此处发现的深水重力流沉积(徐文会等, 2014)明显不同, 同时印证了沙一段为以辫状河三角洲前缘亚相为主的沉积特征。

4.2 定量古水深

文中主要通过对自生矿物和藻类化石(表4)分别加权平均来定量恢复古水深。藻类化石主要分布在泥岩中, 自生矿物主要在砂岩中发现, 因此根据泥岩中藻类化石恢复的古水深为0~10, m, 而根据砂岩中自生矿物恢复的古水深为0~20, m, 且多数后者大于前者。为了避免这一矛盾, 文中采取了以藻类化石为主、自生黏土矿物为辅的办法, 将根据自生矿物恢复的古水深区间, 与通过藻类化石得到的古水深区间作交集, 再与岩性、构造等恢复的古水深进行叠加分析。

表4 渤海湾盆地南堡凹陷南部古近系沙河街组一段古水深主要估算标准 Table4 Multi-proxies for determining quantitative valuesmof palaeo-water depth of the Member 1 of Paleogene Shahejie Formation in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin

砂岩中自生矿物赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿和黄铁矿可代表不同的氧化还原条件, 进而间接反映古水深, 故可通过加权平均值的办法恢复该井的古水深区间值。计算古水深公式如下:

hmin=(15× m+3× n+1× o+0× p)/(m+n+o+p)

hmax=(20× m+15× n+3× o+1× p)/(m+n+o+p)

其中hmin为最小古水深, hmax为最大古水深, m、n、o、p分别为黄铁矿、菱铁矿、褐铁矿和赤铁矿的含量。前文已得出该研究区为浅水环境, 因此, 黄铁矿最大深度取值20, m, 其他古水深端元值标准均按照表4取值。

光面球藻、粒面球藻和网面球藻生活在不同的光照条件下, 代表了不同的古水深, 因此可通过泥岩中藻类化石加权平均值的办法恢复该井的古水深区间值。计算古水深公式如下:

图4 渤海湾盆地南堡凹陷南部PG2井古近系沙河街组一段中亚段岩心古水深分析①Fig.4 Palaeo-water depth of the middle submember of Member 1 of Paleogene Shahejie Formation of well PG2 in southern Nanpu sag, Bohai Bay Basin

hmin=(4× x+4× y+0× z)/(x+y+z)

hmax=(10× x+10× y+2× z)/(x+y+z)

其中x为粒面球藻的含量, y为网面球藻的含量, z为光面球藻的含量。古水深端元标准均按照表4取值。

PG2井沙一段中亚段处于缓坡带, 水深变化频繁。自生矿物以黄铁矿为主, 并有少量赤铁矿和褐铁矿, 局部赤铁矿和褐铁矿的含量甚至超过黄铁矿。通过自生矿物计算出PG2井沙一段平均古水深区间值为9.9~14.3, m。岩心观察(图 4)发现, PG2取心井段有10, cm左右的黑色粉砂质泥岩夹层, 表明特殊时期的古水深在20, m左右; 另有10, cm左右的灰色、灰白色砂砾岩、砾岩和中砂岩, 同时井段又见到较多的冲刷面构造和槽状交错层理, 一般对应古水深10, m左右。井深4351~4254, m段中孔隙度和渗透率较高, 计算得出该段对应的古水深为1.5~17.5, m, 平均古水深为9.6, m, 比较接近该段岩心的主体古水深。根据计算得出的古水深, 结合岩心观察, 推测主体为辫状河三角洲前缘亚相水下分流河道微相, 主体古水深在10 m左右。

NP1井沙一段中亚段的自生矿物中, 菱铁矿的含量极高(甚至占自生矿物总量的80%~90%), 可以认为古水深为3~15, m左右。而该井段中主要发现了粒面球藻和网面球藻, 通过公式计算NP1井沙一段的古水深为4~10, m。而沉积学研究认为NP1井主要为滨浅湖滩坝相, 与文中恢复的古水深4~15, m一致。

综上所述, 沙一段中亚段沉积时期气候整体潮湿, 局部时期干旱, 盐度为微咸— 半咸。沉积水体较浅, 为4~15, m, 冲刷构造发育, 反映比较动荡的强水动力沉积环境, 且沉积岩具有较高的成分成熟度和结构成熟度, 这与辫状河三角洲沉积环境(万锦峰等, 2013; 董月霞等, 2014; 杨晓利等, 2014)吻合, 与砂质碎屑流、水下扇(徐文会等, 2014)或扇三角洲(刑文军等, 2013)等认识均不同。因此, PG2井沙一段中亚段砂岩储集层主要为辫状河三角洲前缘微相。

应用类似的方法, 认为沙一段下亚段沉积时期气候整体潮湿, 但是在下亚段上部沉积时期存在气候相对干旱的波动, 盐度为微咸— 半咸。PG2井的古水体深度为20~30, m, NP1井古水深为4~5, m, NP3-80井古水深为4~10, m, LPN1井古水深5~7, m。沉积相研究认为, PG2井为黑色半深湖相泥岩, 而NP1井、NP3-80井和LPN1井为滨浅湖滩坝, 对应相对较浅水体, 与恢复的古水深结果比较吻合。

5 结论

1)通过Sr/Ba值、Rb/K值和特殊藻类化石恢复渤海湾盆地南堡凹陷南部沙一段沉积时期水体的古盐度为微咸— 半咸。

2)通过Sr/Cu值和孢粉化石方法, 认为研究区沙一段沉积时期气候为整体潮湿但存在干湿波动。

3)通过Fe/Mn值、干酪根类型和藻类化石等手段恢复了研究区相对古水深, 并主要采用微体古生物化石结合自生黏土矿物、沉积构造和沉积相等方法, 采用加权平均和多区间叠加来计算研究区定量古水深, 结果表明南堡凹陷南部沙一段中亚段顶部沉积水体较浅、为4~15, m, 沙一段下亚段沉积水体较深、为4~30, m。

作者声明没有竞争性利益冲突.

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
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