2016, Vol.35
② 天津地质矿产研究所, 天津 300170)
渤海湾沿岸因晚更新世海相层和贝壳堤的形成和发育而成为海平面变化研究的热点区域[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],对于早、 中更新世地层,多集中在磁性地层方面[10, 11, 12, 13, 14, 15],仅有少量钻孔进行了沉积环境研究[16],但早、 中更新世地层却是区域水文地质和新构造活动研究的基础,更是分析区域盆山耦合作用下的构造-气候作用的基础。因此,本次选择渤海湾北岸的BG10孔,分析其晚新生代沉积环境、沉积过程以及控制因素。
沉积相的分析方法多样,但若只是单纯使用一种方法可能会造成环境分析结果的不准确。综合测井资料和粒度是分析沉积环境比较常用的两种方法。综合测井资料可提供岩性、 粒度、 沉积旋回以及沉积时期的氧化性与还原性等信息,可分析沉积时期的地质环境,不仅可以划分沉积微相[17, 18, 19]、 识别地质界线[20]和分析沉积环境演化[21, 22],而且可以进行古气候分析[23]; 粒度则是分析沉积环境更直接的手段[24, 25]。本文意在通过测井曲线和粒度,并结合沉积特征,判断其沉积环境,研究渤海湾北岸晚新生代沉积环境演化过程。
1 区域地质背景渤海湾北岸位于黄骅坳陷北部的南堡凹陷内,其最主要的构造特征是断层发育,南堡凹陷中主要断裂有西南庄断裂、 柏各庄断裂和沙北断裂,高柳断裂为西南庄、 柏各庄断裂的同向调节断裂[26]。该区地层新生代以来持续沉降,其厚度平均为6000余米,其中古近系厚3100m,新近系厚2400m,第四系厚400~500m[27, 28, 29],始新世至中新世有三期火山活动[30],包括多个构造-地层单元[29]。古近纪主要为断陷时期,坳陷和隆起区沉降差异较大; 新近纪和第四纪主要为裂陷时期,整体沉降[31, 32, 33, 34, 35](图1)。
渤海湾北岸主要由不同时期的滦河三角洲和冲积扇组成[36, 37, 38, 39, 40],本区第四纪沉积厚度约330~490m[13, 14, 41],晚第四纪沉积厚度为80~120m[9, 42, 43]。
|
图1 渤海湾北岸构造简图和BG10孔位置 Fig.1 The tectonic and map of northern in Bohai Bay and the location of BG10 borehole |
BG10孔(39°10'09″N, 118°33'24″E; 海拔2.5m)在地貌上为高潮坪,属于滦河三角洲曹妃甸海湾潟湖地貌体系[39]。本海域潮汐形态系数为0.77,属于不规则半日潮; 其中曹妃甸平均高潮位为0.81m,平均低潮位为-0.73m,平均潮差为1.54m,潮流基本呈往复流运动,涨、 落潮水流受地形控制明显,近岸浅海区主流流向有顺岸或沿等深线方向运动的特点[44]。
2 材料和研究方法 2.1 材料采用岩芯管直径108mm的旋转机械钻,取岩芯600m,孔斜为 1.4°,岩芯依照左上右下依次平摆照相。根据14C 年龄、 磁性地层与层序地层分析研究[13],BG10孔:4.5~19.2m为第一海相层,时代为全新世; 19.2~32.2m为末次盛冰期和末次冰消期初期的沉积; 32.2~112.0m为晚更新世地层,包括第二和第三海相层; 112.0~162.3m为中更新世地层; 162.3~475.8m为早更新世地层,其中211.4~221.8m和356.2~360.8m 分别为Jaramillo和Olduvia正极性亚时; 475.8~600m为晚新近纪Gauss正极性时地层[13]。
2.2 采样和研究方法本次分层采集520个粒度样品,在南京大学地理与海洋学院地表过程实验室测试分析。对含较多的贝壳碎屑、 有机质和钙质结核的样品用双氧水和盐酸进行前处理; 具体步骤如下: 给样品加入10ml浓度为10％的双氧水并煮沸,使其充分反应; 冷却后加入10ml浓度为10％的盐酸并煮沸,使其充分反应; 给烧杯中注满水,静置一夜后,抽去水; 加入10ml浓度为0.05mol/L的(NaPO3)6分散剂,静置24小时后上机测试,测试时使用超声波振荡。测试仪器为英国产Mastersizer2000粒度仪。粒度仪测量范围为0.2~2000μm,重复测量的相对误差<3％,每个样品测试时间为3分钟左右。粒度参数采用McManus[45]在1988年提出的矩法粒度参数计算公式,使用的粒度参数有平均粒径、 标准差、 偏态和峰态。
本次测井主要采用数字测井系统,使用密度三侧向探管和声速声幅探管,以5cm间隔获得自然电位曲线、 视电阻率、 电阻率和自然伽玛等测井曲线。自然电位曲线可划分渗透性地层,也可分析岩性,粒度变细,泥质含量增加,导致自然电位降低; 视电阻率可判断沉积能量,视电阻率随粒度减小而明显降低; 电阻率随分选程度变差而增高,随泥质含量增高而降低; 自然伽玛划分岩性,指示砂粘比,粘土含量增高,自然伽玛增大[46]; 各种测井曲线的幅度、 形态、 波动性和锯齿化程度组合成箱形、 钟形、 漏斗形等基本形态,反映了沉积相的变化[47, 48]。
3 沉积相分析[JP2]BG10孔各测井曲线以73.9m为界可以分为两段,下段自然电位、 视电阻率和电阻率波动强、 振幅大,与岩性相关; 上段振幅小、 多平滑,与岩性相关性差; 上段自然伽玛和声波数值则明显高于下段。上下两段测井曲线的差异,可能与钻孔上部分布的海相层相关[13],海侵作用造成土壤含水层盐碱度增高,盐碱度可导致土壤粒子的带电性和放射性发生变化。本次在考虑土壤含水层性质的前提下,以自然电位和视电阻率为主,辅以电阻率和自然伽玛划分沉积相,并结合粒度和沉积特征,自底至顶划分为6个沉积地层组合,分别命名为地层组合Ⅰ~Ⅵ,并按照所分地层组合特性确定其沉积环境(图2)。
|
图2 BG10孔测井曲线、 粒度曲线、 沉积相分类图 Fig.2 The curves of logging and grain size parameters and the sedimentary types of BG10 borehole in northern Bohai Bay |
该沉积地层组合埋深513.5~600.0m。岩性主要为黄灰色、 棕黄色砂质粉砂、 粉砂质砂、粉细砂、细砂和中砂,包括多个正粒序沉积旋回,中间部分弱钙质胶结。
自然电位、 视电阻率和电阻率等3条曲线均为微齿到齿化,主要形态为箱形,可以分为三段不同的沉积环境(图2)。声波和自然伽玛均较平滑,无法区分沉积相和沉积环境。
埋深513.5~529.5m,电阻率与视电阻率值高,自然电位值低,指示泥质含量较少[49, 50],且均为箱型; 平均粒径为1.9φ,粒径范围在1.7~2.0φ,标准差为1.1~1.7; 砂质含量达90％。样品BG10-13位于[JP2]524m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为80°的滚动组分,粒度为1~2φ,约占85％; 斜率为25°的跃移组分,粒度为2~7φ,约有10％; 少量斜率为50°的悬移组分,粒度为7~8φ; 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在0~2φ,但3.5~8.0φ仍有少量沉积物(图3m)。综合电阻率、 视电阻率和自然电位等3条测井曲线特征,以及典型样品粒度特征,综合推断为较均质的河道砂堆积,为河床相。
|
图3 BG10孔沉积层位典型沉积物的粒度频率曲线和概率累计曲线 Fig.3 Grain size frequency curves and cumulative probability curves of typical samples from BG10 borehole in northern Bohai Bay |
埋深529.5~548.0m,自然电位、 电阻率与视电阻率变化均具有一致性,上部为指形,下部为钟形; 测井曲线变幅较大的区域对应粗颗粒沉积物,偏态、 峰态和砂含量均呈高峰,而变幅较小的区域对应细颗粒沉积物,分选系数和粘土含量呈峰值。 该段平均粒径为4.3φ,粒径范围在2.2~6.5φ,标准差为1.3~2.1。样品BG10-14位于529.6m处,概率累积曲线呈两段式: 斜率80°的跃移组分,粒度为3~4φ,约有30％; 斜率45°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有65％。 少量的斜率为50°的悬移组分,粒度为8~9φ; 频率分布曲线显示为双峰态,主峰在6~8φ,次峰值3~5φ(图3n); 多种水动力条件,且能量较低,判断为河间洼地相,属于泛滥平原。该段沉积物颜色以棕黄色为主。综合以上特征,该段沉积物上部为泛滥平原相,下部为曲流河相,统归入泛滥平原相。
埋深548.0~600.0m,曲线主要为上下对称箱钟形,变幅大处对应的粒度达2~3φ,曲线平滑处对应沉积物的粒度多为6~7φ,显示细颗粒夹粗颗粒的沉积特征。 该段平均粒径为5.2φ,粒径范围在1.5~6.8φ,标准差为1.2~2.3。 样品BG10-15位于549.8m处,概率累积曲线为四段式: 斜率为80°的推移组分,粒度为1~2φ,约有3％; 斜率为45°的跳跃组分,粒度为2~4φ,约有55％; 斜率为30°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有40％; 少量斜率为70°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为双峰态,主峰在2~4φ,次峰值5~7φ(图3o); 显示了多种水动力条件下的沉积,判断为湖滩相,属于湖泊相。该段沉积物颜色主要为黄灰色,且包括淡水腹足类和双壳类化石。综合以上特征,该段沉积物为充填式堆积的湖泊相。
该地层组合为自下而上依次为湖相、 泛滥平原相和河流相,为河流进积模式,反映了盆地被填充的特征。
3.2 地层组合Ⅱ该沉积地层组合埋深346.8~513.5m。岩性主要为橄榄灰、 黄灰色、 浊黄色、 黄棕色粉砂、 粉砂质砂和粉细砂,含钙质淀积或结核,含白小旋螺和豆螺。
该段自然电位、 视电阻率和电阻率以平滑为主,夹小型波状起伏; 幅值较低而平稳,反映泥质含量较高,为低能环境的产物,表示该段物源不丰富[49]。依据其波形,该段包括两种沉积环境。
埋深346.8~384.5m、 404.8~433.6m、 444.0~460.5m和484.0~513.5的各曲线幅度变化较小,偶夹极小波,反映了以细颗粒为主的沉积特征。 346.8~384.5m上段自然电位向上减小,视电阻率和电阻率向上增加,反映了岩性逐渐增粗; 平均粒径为5.2~6.0φ,平均标准差1.7; 沉积物颜色主要为橄榄灰和黄灰色,且含有白小旋螺和豆螺。样品BG10-11位于347.2m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为80°的跳跃组分,粒度为2~4φ,约有75％; 斜率为40°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有20％; 少量斜率为70°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为双峰态,主峰在2~4φ,次峰值5~7φ(图3k),包含两种水动力条件下的沉积,为湖滩相。综合以上特征,这几段沉积环境均为湖泊相。
埋深384.5~404.8m、 433.6~444.0m和460.5~484.0m为以平滑为主的测井曲线中的小型波状起伏部分,且波状凸起部分均较窄,对应的平均粒径约为4φ,反映了一些分支河道的沉积特征。自然电位和视电阻率曲线均呈钟型,反映水流能量向上减弱,代表河道侧向迁移或逐渐废弃[50]。该段沉积物平均粒径为5.0~5.6φ,平均标准差为1.8。沉积物颜色以浊黄色、 黄棕色为主,含有少量钙质淀积结核。样品BG10-12位于385.4m处,概率累积曲线包括斜率45°的跳跃组分,粒度为1~4φ,约含20％; 斜率45°的过渡组分,粒度为4~8φ,约65％; 少量的斜率为50°的悬浮组分,粒度为8~9φ。频率分布曲线显示为双峰态,主峰在6~9φ,次峰值2~5φ(图3l),含两种水动力条件,且能量较低。综合以上特征,这几段沉积环境均为泛滥平原相。 该地层组合为湖泊相和泛滥平原相交替分布。
3.3 地层组合Ⅲ该沉积地层组合埋深274.0~346.8m。岩性主要为浊黄色、 黄棕色、 橄榄灰色、 棕灰色、 黑棕色粉砂、 砂质粉砂、 粉砂质砂、 粉细砂和细砂。 该段仍以自然电位、 视电阻率和电阻率为主,自然伽玛和声波仍无法较好反映沉积特征。
埋深291.5~346.8m,自然电位、 视电阻率和电阻率为大型齿化到微齿的钟形曲线组合,顶层细粒沉积厚度大于和底层粗粒沉积,其粒度由粗变细表现为正粒序,二元结构较为明显[50]; 平均粒径为4.3φ,范围是1.6~7.1φ,标准差为1.0~2.2。样品BG10-10位于317.5处,概率累积曲线为三段式: 斜率为70°的跳跃组分,粒度为2~4φ,约有95％; 斜率为15°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有4％; 少量斜率为70°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为单窄峰态,峰值在2~4φ,但5~7φ仍有少量沉积物(图3j); 跳跃组分为主反映其沉积水动力强,颗粒分选好,为河床相。综合测井曲线特征和粒度特征,该段为曲流河相沉积。
埋深274.0~291.5m,自然电位、 视电阻率和电阻率主要为箱形,反映较均质的河道砂堆积[49],以283.6m为界可以分为两个箱形: 砂体平均粒径为1.6~3.1φ,厚度达7~9m; 而细粒沉积物平均粒径为4φ,厚度仅0.5~1.0m。样品BG10-9位于289.5m处,概率累积曲线为四段式: 斜率为80°的滚动组分,粒度为1~2φ,约有55％; 斜率为70°的跳跃组分,粒度为2~3φ,约有40％; 斜率为5°的过渡组分,粒度为3~7φ,约有4％; 少量斜率为50°的悬浮组分,粒度为7~8φ。 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在1~3φ,但4~9φ仍有少量沉积物(图3i); 高能多组水流综合作用的水动力特征。综合测井曲线特征和粒度特征,该段为辫状河道沉积。
该地层组合以曲流河相、 辫状河道为主,反映了沉积物供给增加。
3.4 地层组合Ⅳ该沉积地层组合埋深161.2~274.0m。岩性主要为黄灰色、 黄棕色、 棕灰色、 橄榄灰色粉砂、 粉砂质砂、 粉细砂、 细砂和中砂。220.0~222.0m多含贝壳碎片,以牡蛎、 毛蚶和镜蛤为主。
埋深233.2~274.0m,自然电位、 视电阻率和电阻率曲线为对称箱钟形,表示洪水作用的堆积[49]; 上段(233.2~247.8m)和下段(265.5~274.0m)曲线变化幅度小,视电阻率及电阻率值低,且增减呈镜像分布; 平均粒径为4.9φ,粒径范围是3.7~6.0φ,标准差1.3~1.9; 中间(247.8~265.5m)为对称的轴部,自然电位较低,视电阻率和电阻率较高,平均粒径为1.0~2.3φ,标准差为0.9~1.5。该段沉积物颜色以黄灰色、 棕灰色为主。综合以上特征,该段应为湖相沉积。
埋深222.8~233.2m,自然电位值增大后减小,视电阻率值与电阻率值较高然后减小又增大,粒度也呈现粗-细-粗的结构,沉积物粒度、 分选变化较大。平均粒径为3.5φ,范围是1.2~6.3φ,标准差0.8~2.2,峰态为2.7~29.2,变化较大。样品BG10-8位于222.9m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为45°的跳跃组分,粒度为2~4φ,约有80％; 斜率35°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有18％; 少量的斜率为50°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为双峰态,主峰在1~4φ,次峰值5~8φ(图3h); 分选较好、 水动力较强的河流中的牵引流沉积环境。结合岩性特征,判断为泛滥平原。 埋深215.2~222.8m,自然电位和电阻率变化不大,电阻率值极低,箱型,表示均质堆积[49, 50]。平均粒径为4.4φ。标准差1.5~2.2。 样品BG10-7位于217.9m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为65°的跳跃组分,粒度为2~4φ,约有80％; 斜率为25°的过渡组分,粒度为4~8φ,约有18％; 少量斜率为50°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在1~4φ(图3g); 跳跃组分较多,不同粒径分选程度相差很大,可能受多种动力作用的影响。沉积物含海相贝壳碎片。综上以上特征,该段为海陆交互的沙咀。
埋深199.5~215.2m,曲线形态微齿状,包括两个微齿到光滑的漏斗型; 而平均粒径呈现向上增加的趋势; 这均反映了盆地填充、 河流进积的模式。该段沉积物颜色以黄灰色、 棕灰色为主。样品BG10-6位于212.8m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为70°的跳跃组分,粒度区间3~4φ,约有20％; 斜率为45°的过渡组分,粒度区间4~8φ,约有75％; 少量斜率为50°的悬浮组分,粒度区间8~9φ。 频率分布曲线显示为单峰态,峰值在4~8φ(图3f); 反映其沉积水动力较弱,为湖泊相。综合以上特征,该段为湖相沉积。
埋深161.2~199.5m,自然电位为齿化的箱形曲线,视电阻率呈中-高幅特征的箱型,电阻率曲线显示为幅度较大的指型,代表强能量大的中层均匀粗粒堆积,具有两个沉积韵律,砂层厚,粘性土层薄; 砂层平均粒径为1~2φ,标准差为0.6~1.2; 粘土层平均粒径为5~6φ,标准差为1.4~2.3。样品BG10-5位于190.4m处,概率累积曲线为两段式; 斜率为75°的滚动组分,粒度区间0~2φ,约有94％; 斜率为50°的跳跃组分,粒度区间2~3φ,约有5％。 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在0~2φ,但3~5φ仍有少量沉积物(图3e); 水动力较强,标准差为0.6,为全孔最低,判断为湖相砂体。该段沉积物颜色以黄灰色和棕灰色为主。综合测井曲线形态、 沉积物粒度特征,该层应为湖相地层,且多砂体,反映了湖相盆地被填充的模式。
该地层组合岩性较复杂,沉积相多变,以海陆交互的沙咀为界,包括两个沉积旋回,下部为湖相-泛滥平原,上部为湖相-湖相砂体,反映了盆地两次被充填的过程。
3.5 地层组合Ⅴ该沉积地层组合埋深122.4~161.2m,岩性主要为黄棕色、 黄灰色、 灰黄色、 灰色、 灰橄榄色、 棕灰色砂质粉砂、 粉砂质砂、 粉细砂、 细砂和中砂。 埋深122.4~161.2m,自然电位曲线和视电阻率为低、 中幅齿化的反向的漏斗-箱形曲线,电阻率变化幅度大,呈中-高幅钟形特征,具有两个沉积韵律; 粘性土厚度接近或大于砂层; 平均粒径为3.9φ,范围为1.0~6.4,标准差为0.7~2.3。样品BG10-4位于123.9m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为70°的跳跃组分,粒度为1~3φ,约有95％; 少量斜率为10°的过渡组分,粒度为4~6φ; 少量斜率为45°的悬浮组分,粒度为6~8φ。 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在0~3φ,但4~8φ仍有少量沉积物(图3d),为分支河道相。综合粒度和测井曲线特征,该层为曲流河沉积。
3.6 地层组合Ⅵ该沉积地层组合埋深4.5~122.4m。岩性主要为黄棕色、 黄灰色、 灰黄色、 灰色、 灰橄榄色、 棕灰色有机质粉砂、 砂质粉砂、 粉砂质砂、 粉细砂和中砂,含晚第四纪的3个海相层[9]。
埋深73.9~122.4m,自然电位、 视电阻率和电阻率明显和粒度相关,而自然伽玛和声波则变化不明显。73.9~97.0m处自然电位、 视电阻率和电阻率均呈对称箱钟形,曲线振幅和粒度正相关,为典型湖相地层,包括两个沉积旋回。97.0~101.1m各测井曲线较为平直,自然电位值较高,而视电阻率和电阻率均较低,沉积物中含有海相贝壳碎片和生物潜穴[13],为海相沉积。101.1~122.4m处曲线形态微齿的箱形,中间偶有代表过渡岩性的指形小尖峰,反映了水动力条件较弱、 沉积以加积为主、 物源供应不足的沉积特征[49]; 平均粒径为4.6φ,范围为1.5~6.8φ,标准差为1.3~2.7; 为典型的湖泊相特征。
埋深4.5~73.9m,自然电位逐渐增高,视电阻率则逐渐降低,电阻率较为平滑,与粒度相关性较小; 而自然伽玛和声波则大幅增大,与粒度相关性较强。 4.5~32.2m,自然伽玛明显可以分为两段。上段(4.5~19.3m)为全新世海相层[13],自然伽玛数值逐渐较小,沉积物砂含量增加,与滦河三角洲进积相对应。样品BG10-1位于4.6m处,概率累积曲线为三段式: 少量斜率为45°的跳跃组分,粒度为2~3φ; 斜率为45°的过渡组分,粒度为3~9φ,约有95％; 少量斜率为50°的悬浮组分,粒度为9~10φ。 频率分布曲线显示为单峰,峰值在3~6φ(图3a); 中间过渡组分最多,为海洋动力条件下沉积。下段(19.3~32.2m)自然伽玛数值较高,说明粘土含量较高,峰态更是接近0,为末次冰消期的泛滥沉积。样品BG10-2位于19.5m处,概率累积曲线为多段式: 斜率70°的滚动组分,粒度为-1~1φ,约有40％; 斜率40°的跳跃组分,粒度为1~5φ,约有50％; 少量斜率25°的过渡组分,粒度为5~9φ; 少量斜率为50°的悬浮组分,粒度为9~10φ。 频率分布曲线显示为双峰态,主峰在约1~2φ,次峰值2~5φ(图3b); 两种水动力,滚动组分与跳跃组分含量相近,为受海影响的泛滥沉积。
32.2~44.7m为第二个海相层[13],自然伽玛和声波均为钟形,和粒度相对应,下部颗粒细为潮间带浅海,上部颗粒粗为潮控河流。
44.7~67.5m,自然电位、 视电阻率呈现两个小型的对称箱钟形,曲线形态和粒度的相关性明显增强。测井曲线振幅大,对应为砂层,平均粒径为0.9~2.5φ,标准差为1.0~1.6,分选较差。样品BG10-3位于45.8m处,概率累积曲线为三段式: 斜率为70°的跳跃组分,粒度为0~2φ,约有85％; 少量斜率为5°的过渡组分,粒度为2~8φ; 少量斜率为10°的悬浮组分,粒度为8~9φ。 频率分布曲线显示为窄单峰态,峰值在0~3φ,但3~8φ附近仍有少量沉积物(图3c); 跳跃组分为主反映其沉积水动力强,沉积物颜色为黄灰色,判断为湖泊相中的湖滩亚相。综合粒度和测井曲线,该段为湖相沉积环境。 67.5~73.9m各测井曲线微齿状,自然电位值较高,而视电阻率和电阻率值较低,平均粒径为5.2φ,沉积物中含有海相贝壳碎片[13],可能为潟湖湖滩。
该地层组合包括湖泊相、 海相沉积以及海侵早期的泛滥沉积和滨海沉积。
4 讨论根据磁性地层和沉积速率[13]内插,计算地层组合Ⅰ~Ⅵ的沉积时代,其中地层组合Ⅰ年龄为2.9~3.6Ma,地层组合Ⅱ年龄为1.5~2.9Ma,地层组合Ⅲ年龄为1.4~1.5Ma,地层组合Ⅳ年龄为0.78~1.40Ma,地层组合Ⅴ年龄为0.20~0.78Ma,地层组合Ⅵ年龄为0~0.2Ma,其中埋深122.4m依据沉积速率推断的年龄为0.2Ma,这与依据沉积判断的埋深112m处年龄为0.12Ma[13],基本相一致。
2.9~3.6Ma,埋深513.5~600.0m,包括地层自下而上依次为湖泊相、 泛滥平原和河流相,反映了盆地充填模式; 粒度特征显示为粗颗粒夹细颗粒模式,且偏差和峰态均较高,反映了该段整体颗粒较粗。3.6Ma前后,中国整体发生强烈的构造运动,华北唐县期夷平面在3.3~3.6Ma 结束,太行山南侧三门古湖3.2Ma和3.6Ma时期构造运动,均与青藏运动A幕相对应 [51, 52, 53, 54, 55]。构造活动造成山体快速隆起,盆地加速沉降,沉积空间增加,使得埋深548~600m形成湖相地层,但仍含有部分砂层; 后随构造稳定,盆地逐步被充填,埋深529.5~548.0m形成泛滥平原; 后期十余米砂层可能跟新近纪至第四纪气候转换有关。
1.5~2.9Ma,埋深346.8~513.5m,主要为泛滥平原和湖相的交互沉积; 粒度整体较细,偏差和峰态均较小; 该段整体以细颗粒为主,更多可能受到气候的影响而发育不同的沉积相。此时,三门古湖、 泥河湾古湖均为构造相对稳定时期[54, 56],太行山和燕山的T4阶地多形成在1.3Ma之后[57],说明该段时间构造稳定,气候变化是控制沉积主要因素。2.2~2.9Ma气候温干为主,1.8~2.2Ma气候温湿,1.5~1.8Ma气候冷湿[54, 58]。 这种干湿交替的气候形成了泛滥平原和湖相交互的地层,暖湿或湿润气候时湖相扩张; 而冷干气候则多形成泛滥平原。
1.4~1.5Ma,埋深274.0~346.8m,为曲流河-辫状河道相,向上粒度逐渐增加,层厚增加,偏差和峰态均有增加,指示了该层沉积通量增加,颗粒增粗,反映了该层逐步受到燕山东部山地河流发育的影响。太行山和燕山的T4阶地多形成在1.3Ma之后[57],与该地层发育基本相一致。燕山东部河流早期可能为先成河[51],先成河下切形成T4阶地,其下切时代应早于1.3Ma。下切初期,盆地由泛滥平原和湖相地层转变为曲流河相,随着河流不断下切,盆地充填物质增加,转变为辫状河道。
0.78~1.40Ma,埋深161.2~274.0m,以海陆交互的沙咀为间隔,该层包括两组湖相填充模式,下段埋深222.8~274.0m,时代为1.1~1.4Ma,沉积相为湖相-泛滥平原相; 上段埋深为161.2~215.2m,时代为0.78~1.00Ma,沉积相为湖相,但上部多湖相砂体; 海相沙咀时代为1.0~1.1Ma。下部湖相-泛滥平原相上部和下部均为细颗粒沉积物,中部为粗颗粒的湖相砂层,更可能反映了气候作用下盆地被填充的过程。海侵发生可能与构造相关,该时期沉积速率较高,为202m/Ma[13]; 另外,区域性普遍发生了构造活动,比如三门古湖构造活动的加强[54]、 青藏高原的昆黄运动[59]以及福建-岭南隆起带的下沉[60],可能是发生海侵的直接原因,当然也可能与Jaramillo极性亚时气候变暖有关[61]。海相沙咀之上为湖相和湖相砂体,且上覆曲流河相,显示盆地在构造沉降之后被填充的模式。构造分异后,盆地沉降,但沉积通量较小而形成以湖相为主的地层; 之后,随着山地隆起、 河流下切,盆地中湖相砂体增多,且粒度较大,偏差和峰态较大,分选较好; 并逐步成陆,发育曲流河相。
0.20~0.78Ma,埋深122.4~161.2m,主要为曲流河相,粒径、 偏差和峰态相比于下伏的湖相砂体均减小,分选变差,可能指示了构造趋于平静。地层发育可能与山地河流、 气候具有较好的耦合关系。0.20~0.78Ma 以来,燕山、 太行山形成T3阶地[51, 57, 62]; 该时期气候则对应黄土高原的S2~S8,属于冰期和间冰期相互转换的气候特征[61],尤其是中更新世后华北持续变冷干[63],可能导致沉积物粒度和补给的减少,从而在盆地形成曲流河。
0~0.2Ma,埋深4.5~122.4m,主要为湖相和海相地层,该层砂层粒径较大,与地层组合Ⅵ中上部湖相砂体相似,指示了该区域仍可能发生又一期构造活动。该时期晚第四纪形成3次海侵[9],构造沉降和海平面上升,提供了较大的沉积空间,但沉积通量较小,而形成海相和湖相。受海侵影响,73.9m以浅声波、 自然伽玛等曲线大幅度增大; 电阻率值则较低,变幅也小; 视电阻率逐步降低,自然电位则相应逐步增高。
5 结论本文依据自然电位、 视电阻率、 电阻率、 自然伽玛和声波等测井曲线,并结合粒度特征,将渤海湾北岸的BG10孔晚新生代地层划分为6个地层组合,自下而上依次为: 地层组合Ⅰ,埋深513.5~600.0m,年龄为2.9~3.6Ma,包括地层自下而上依次为湖泊相、 泛滥平原和河流相; 地层组合Ⅱ,埋深346.8~513.5m,年龄为1.5~2.9Ma,主要为泛滥平原和湖相的交互沉积; 地层组合Ⅲ,埋深274.0~346.8m,年龄为1.4~1.5Ma,为曲流河相和辫状河道相; 地层组合Ⅳ,埋深161.2~274.0m,年龄为0.78~1.40Ma,为以海陆交互的沙咀为间隔,包括两套湖相地层; 地层组合Ⅴ,埋深122.4~161.2m,年龄为0.20~0.78Ma,主要为曲流河相; 地层组合Ⅵ,埋深4.5~122.4m,年龄为0~0.2Ma,主要为湖相和海相交互地层。
地层组合Ⅰ、 地层组合Ⅲ和地层组合Ⅳ上部地层均与构造活动具有较好的对应关系,为构造活动导致盆山分异,盆地沉降形成较大沉积空间,山体隆升则使得沉积通量和颗粒增大,地层组合均为盆地被填充的模式; 地层组合Ⅱ则主要受控于气候变化,干湿的气候形成湖相和泛滥平原交互的地层; 地层组合Ⅳ下部地层则反映了气候作用下的盆地充填模式; 地层组合Ⅴ,则显示构造稳定期,气候变化控制山地和盆地河流发育,盆地区域形成曲流河相; 地层组合Ⅵ则是构造和气候(海平面变化)共同形成的湖相和海相交互地层。受海侵影响,73.9m以浅海侵作用增强,声波、 自然伽玛等曲线大幅度增大; 电阻率值则较低,变幅也小; 视电阻率逐步降低,自然电位则相应逐步增高。
致谢 河北地矿建设工程集团衡水公司钻探取芯,天津地质矿产研究所张金起、 孟利山共同参加野外工作; 遥感数据底图来自NASA,由李建国高级工程师提供。
| 1 | 王 强.渤海西岸全新世早期基底泥炭堆积时间域初步研究.第四纪研究, 1999,(1):91 Wang Qiang.Preliminary study on the accumulational time domain of Early Holocene basal peat on the west coast of the Bohai Sea.Quaternary Sciences, 1999,(1):91 |
| 2 | 王 强, 张玉发, 袁桂邦等.MIS 3阶段以来河北黄骅北部地区海侵与气候期对比.第四纪研究, 2008, 28 (1):79～95 Wang Qiang, Zhang Yufa, Yuan Guibang et al.Since MIS 3 stage the correlation between transgression and climatic changes in the North Huanghua area, Hebei.Quaternary Sciences, 2008 28 (1):79～95 |
| 3 | Saito Y, Wei Helong, Zhou Yongqing et al.Delta progradation and chenier formation in the Huanghe(Yellow River)delta, China.Journal of Asian Earth Science, 2000, 18 (4):469～497 |
| 4 | 阎玉忠, 王 宏, 李凤林等.渤海湾西岸晚更新世沉积的差异性特征.第四纪研究, 2006, 26 (3):321～326 Yan Yuzhong, Wang Hong, Li Fenglin et al.Different depositional processes of boreholes BQ1 and BQ2 in the Late Pleistocene on the west coast of Bohai Bay.Quaternary Sciences, 2006 26 (3):321～326 |
| 5 | Zhang Jiafu, Fan Changfu, Wang Hong et al.Chronology of an oyster reef on the coast of Bohai Bay, China:Constraints from optical dating using different luminescence signals from fine quartz and polymineral fine grains of coastal sediments.Quaternary Geochronology, 2006, 2 (1):71～76 |
| 6 | Wang Fu, Li Jianfen, Chen Yongsheng et al.The record of Mid-Holocene maximum landward marine transgression in the west coast of Bohai Bay, China.Marine Geology, 2015, 359 :89～95 |
| 7 | Liu Jian, Saito Y, Wang Hong et al.Stratigraphic development during the Late Pleistocene and Holocene offshore of the Yellow River delta, Bohai Sea.Journal of Asian Earth Sciences, 2009, 36 (4):318～331 |
| 8 | 胥勤勉, 袁桂邦, 张金起等.渤海湾沿岸晚第四纪地层划分及地质意义.地质学报, 2011, 85 (8):1352～1367 Xu Qinmian, Yuan Guibang, Zhang Jinqi et al.Stratigraphic division of the Late Quaternary strata along the coast of Bohai Bay and its geological significance.Acta Geologica Sinica, 2011 85 (8):1352～1367 |
| 9 | 姚政权, 郭正堂, 陈宇坤等.渤海湾海陆交互相沉积的磁性地层学.海洋地质与第四纪地质, 2006, 26 (1):9～15 Yao Zhengquan, Guo Zhengtang, Chen Yukun et al.Magnetostratigraphy of marine-terrigenous facies deposits in Bohai Bay.Marine Geology & Quaternary Geology, 2006 26 (1):9～15 |
| 10 | 肖国桥, 郭正堂, 陈宇坤等.渤海湾西岸BZ1钻孔的磁性地层学研究.第四纪研究, 2008, 28 (5):909～916 Xiao Guoqiao, Guo Zhengtang, Chen Yukun et al.Magnetostratigraphy of BZl Borehole in west coast of Bohai Bay, Northern China.Quaternary Sciences, 2008 28 (5):909～916 |
| 11 | 施林峰, 翟子梅, 王 强等.从天津CQJ4孔探讨中国东部海侵层的年代问题.地质评论, 2009, 55 (3):375～384 Shi Linfeng, Zhai Zimei, Wang Qiang et al.Discussion on China eastern transgressive layer from Tianjin CQJ 4 hole's problem.Geological Comments, 2009 55 (3):375～384 |
| 12 | 袁桂邦, 胥勤勉, 王 艳等.渤海湾北岸Bg10孔磁性地层研究及其地质意义.地质学报, 2014, 88 (2):285～298 Yuan Guibang, Xu Qinmian, Wang Yan et al.Magnetostratigraphy and geology significance of Bg10 borehole in northern coast of Bohai Bay.Acta Geologica Sinica, 2014 88 (2):285～298 |
| 13 | 胥勤勉, 袁桂邦, 秦雅飞等.滦河三角洲南部MT04孔磁性地层研究及其构造与气候耦合关系的探讨.第四纪研究, 2014, 34 (3):540～552 Xu Qinmian, Yuan Guibang, Qin Yafei et al.Magnetostratigraphy and discussion of coupling relationship between tectonic movement and climate change of MT04 borehole in southern Luanhe River delta.Quaternary Sciences, 2014 34 (3):540～552 |
| 14 | 肖国强, 杨吉龙, 赵长荣等.天津滨海地区G2孔磁性地层年代及其构造指示.地质通报, 2014, 33 (10):1642～1650 Xiao Guoqiang, Yang Jilong, Zhao Changrong et al.Magnetostratigraphy of drill hole G2 in the Tianjin coastal area and its tectonic significance.Geological Bulletion of China, 2014 33 (10):1642～1650 |
| 15 | Yao Zhengquan, Guo Zhengtang, Xiao Guoqiao et al.Sedimentary history of the western Bohai coastal plain since the Late Pliocene:Implications on tectonic, climatic and sea-level changes.Journal of Asian Earth Science, 2012, 54～55 (4):192～202 |
| 16 | Kirkpatrick R J.The physical state of the oceanic crust:Results of downhole geophysical logging in the Mid-Atlantic ridge at 23°N.Journal of Geophysical Research, 1979, 84 (B1):178～188 |
| 17 | 王金荣, 刘洪涛.测井沉积微相识别方法及应用.大庆石油学院学报, 2004, 29 (4):18～20 Wang Jinrong, Liu Hongtao.Identification of sedimentary microfacies of logging and its application.Journal of Daqing Petroleum Institute, 2004 29 (4):18～20 |
| 18 | 宋 璠, 侯加根, 张 震等.利用测井曲线研究陆相湖泊沉积微相.测井技术, 2009, 33 (6):589～592 Song Fan, Hou Jiagen, Zhang Zhen et al.Application of log curves in indicating sedimentary microfacies of lake facies basins.Well Logging Technology, 2009 33 (6):589～592 |
| 19 | Anderson R N.Geophysical logs form the Toa Baja scientific drill hole, Puerto Rico.Geophysical Research Letters, 1991, 18 (3):497～500 |
| 20 | Siron D L, Segall M P.Influence of depositional environment and diagenesis on geophysical log response in the South Carolina Coastal Plain:Effects of sedimental fabric and mineralogy.Sedimentary Geology, 1997, 108 (1～4):163～180 |
| 21 | Cosentino D, Federici I, Cipollari P et al.Environments and tectonic instability in Cental Italy(Garigliano basin)during the Late Messinian Lago-Mare Episode:New data from the onshore Mondragone 1 well.Sedimentary Geology, 2006, 188～189 (4):297～317 |
| 22 | 刘泽纯, 陈 晔, 袁林旺等.应用自然伽玛测井曲线反演2.85Ma B.P.来古气候变化.中国科学(D辑), 2000, 30 (6):609～618 Liu Zechun, Chen Ye, Yuan Linwang.The paleoclimate change of Qaidam Basin during the last 2.85Ma recorded by Gamma-Ray logging.Science in China (Series D), 2001 44 (2):133～145 |
| 23 | 张振克, 李彦明, 孟红明等.江苏圆坨角附近潮滩沉积岩芯粒度变化及其环境意义.第四纪研究, 2008, 28 (4):690～694 Zhang Zhenke, Li Yanming, Meng Hongming et al.Grain-size records of tidal flat sediments near Yuantuojiao point, estuary of the north branch of the Changjiang River and grain-size responses to environment changes.Quaternary Sciences, 2008 28 (4):690～694 |
| 24 | 胥勤勉, 胡云壮, 袁桂邦等.渤海湾西南岸古黄河三角洲全新世地层层序和演化过程.第四纪研究, 2015, 35 (2):326～339 Xu Qinmian, Hu Yunzhuang, Yuan Guibang et al.Holocene sequence stratigraphy and evolution of the ancient Yellow River delta in the southwestern coast of the Bohai Bay.Quaternary Sciences, 2015 35 (2):326～339 |
| 25 | 谭丽娟, 田世澄.南堡凹陷第三纪构造特征及火山作用.石油大学学报(自然科学版), 2001, 25 (4):1～4 Tan Lijuan, Tian Shicheng.Faulting and volcanism in Cenozoic of Nanpu depression.Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 2001 25 (4):1～4 |
| 26 | 河北省地质矿产局.河北省北京市天津市区域地质志.北京: 地质出版社, 1989.590～616 Mineral Bureau of Hebei Province.Regional Geological Annals of Hebei Province, Beijing and Tianjin.Beijing:Geological Publishing House, 1989.590～616 |
| 27 | 大港油田石油地质编写组.中国石油地质志(卷四): 大港油田分卷.北京: 石油工业出版社, 1993.32～49 Committee of Petroleum Geology of Dagang Oil Field ed.Petroleum Geology of China(Volume 4):Dagang Oil Field.Beijing:Petroleum Industry Press, 1993.32～49 |
| 28 | Dong Yuexia, Xiao Long, Zhou Haimin et al.The Tertiary evolution of the prolific Nanpu Sag of Bohai Bay basin, China:Constraints from volcanic records and tectono-stratigraphic sequences.Geological Society of America Bulletin, 2010, 122 (3～4):609～626 |
| 29 | Dong Yuexia, Xiao Long, Zhou Haimin et al.Volcanism of the Nanpu Sag in the Bohai Bay basin, Eastern China:Geochemistry, petrogenesis and implications for tectonic setting.Journal of Asian Earth Sciences, 2010, 39 (3):173～191 |
| 30 | Allen M B, Macdonald D I M, Zhao Xun et al.Early Cenozoic two-phase extension and Late Cenozoic thermal subsidence and inversion of the Bohai basin, Northern China.Marine and Petroleum Geology, 1997, 14 (7/8):951～972 |
| 31 | 漆家福, 张一伟, 陆克政等.渤海湾盆地新生代构造演化.石油大学学报(自然科学版), 1995, 19 (增刊):1～5 Qi Jiafu, Zhang Yiwei, Lu Kezheng et al.Cenozoic tectonic evolution in Bohai Bay basin province.Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 1995, 19 (S):1～5 |
| 32 | 郭兴伟, 施小斌, 丘学林等.渤海湾盆地新生代沉降特征及其动力学机制探讨.大地构造与成矿学, 2007, 31 (3):273～280 Guo Xingwei, Shi Xiaobin, Qiu Xuelin et al.Cenozoic subsidence in Bohai Bay basin:Characteristics and dynamic mechanism.Geotectonica et Matallogenia, 2007 31 (3):273～278 |
| 33 | 汤良杰, 万桂梅, 周心怀等.渤海盆地新生代构造演化特征.高校地质学报, 2008, 14 (2):191～198 Tang Liangjie, Wan Guimei, Zhou Xinhuai et al.Cenozoic geotectionic evolution of the Bohai basin.Geological Journal of China Universities, 2008 14 (2):191～198 |
| 34 | Qi Jiafu, Yang Qiao.Cenozoic structural deformation and dynamic processes of the Bohai Bay basin province, China.Marine and Petroleum Geology, 2010, 27 (4):757～771 |
| 35 | 高善明, 李元芳, 安凤桐等.滦河三角洲滨岸沙体的形成和海岸线变迁.海洋学报, 1980, 2 (4):102～114 Gao Shanming, Li Yuanfang, An Fengtong et al.The formation of sand bars on the Luanhe River delta and the change of the coast line.Acta Oceanologica Sinina, 1980 2 (4):102～114 |
| 36 | 高善明.全新世滦河三角洲相和沉积模式.地理学报, 1981, 36 (3):303～314 Gao Shanming.Facies and sedimentary model of the Luanhe River delta.Acta Geographca Sinica, 1981 36 (3):303～314 |
| 37 | 李从先, 陈 刚, 王 利.滦河废弃三角洲和砂坝-泻湖沉积体系.沉积学报, 1983, 1 (2):60～72 Li Congxian, Chen Gang, Wang Li.The abandoned deltas of the Luanhe River and the barrier-lagoon sedimentary systems.Acta Sedimentologica Sinica, 1983 1 (2):60～72 |
| 38 | 李从先, 陈 刚, 王传广等.论滦河冲积扇-三角洲沉积体系.石油学报, 1984, 5 (4):27～36 Li Congxian, Chen Gang, Wang Chuanguang et al.On the Luanhe River alluvial fan-delta complex.Acta Petrolei Sinica, 1984 5 (4):27～36 |
| 39 | 王 颖, 付光翮, 张永战.河海交互作用沉积与平原地貌发育.第四纪研究, 2007, 27 (5):674～689 Wang Ying, Fu Guanghe, Zhang Yongzhan.River-sea interactive sedimentation and plain morphological evolution.Quaternary Sciences, 2007 27 (5):674～689 |
| 40 | 李华梅, 王俊达.渤海湾北岸平原钻孔岩芯的古地磁研究.地球化学, 1983, 12 (2):196～204 Li Huamei, Wang Junda.Palaeomagneticst study on drill core from norther Bohai coastal plain.Geochimica, 1983 12 (2):196～204 |
| 41 | 汪品先, 闵秋宝, 卞云华等.我国东部第四纪海侵地层的初步研究.地质学报, 1981, 55 (1):1～13 Wang Pinxian, Min Qiubao, Bian Yunhua et al.Strata of Quaternary transgressions in East China:A preliminary study.Acta Geologica Sinica, 1981 55 (1):1～13 |
| 42 | 李元芳, 高善明, 安凤桐.滦河三角洲地区第四纪海相地层及其古地理意义的初步研究.海洋与湖沼, 1982, 13 (5):433～439 Li Yuanfang, Gao Shanming, An Fengtong.A preliminary study of the Quaternary marine strata and its paleogeographic significance in the Luanhe delta region.Oceanologica et Limnologica Sinica, 1982 13 (5):433～439 |
| 43 | 季荣耀, 陆永军, 左利钦.曹妃甸老龙沟潮汐通道拦门沙演变机制.水科学进展, 2011, 22 (5):645～652 Ji Rongyao, Lu Yongjun, Zuo Liqin.Mechanism of outer delta evolution of the Laolonggou tidal inlet in Caofeidian sea area on China's Bohai Bay.Advances in Water Science, 2011 22 (5):645～652 |
| 44 | McManus J.Grain size determination and interpretation.In:Tucker M ed.Techniques in Sedimentology.Oxford:Backwell, 1988.63～85 |
| 45 | 欧阳健, 王贵文, 吴继余等.测井地质分析与油气藏定量评价.北京: 石油工业出版社, 1999.1～306 Ou Yangjian, Wang Guiwen, Wu Jiyu et al.Logging Geologic Analysis and Quantitative Evaluation of Reservoir, China.Beijing:Petroleum Industry Press, 1999.1～306 |
| 46 | 陈钢花, 王中文.河流相沉积微相与测井相研究.测井技术.1996, 20 (5):335～340 Chen Ganghua, Wang Zhongwen.Study of sedimentary microfacies of river facies and electrofacies.Well Logging Technology, 1996 20 (5):335～340 |
| 47 | 金 燕, 张 旭, 夏开琼.测井沉积微相分析方法研究.天然气勘探与开发, 2002, 25 (2):21～22 Jin Yan, Zhang Xu, Xia Kaiqiong.The theory and study on logging faeies analysis.Natural Gas Exploration & Development, 2002 25 (2):21～22 |
| 48 | 马 正.应用自然电位测井曲线解释沉积环境.石油与天然气地质, 1982, 3 (1):25～40 Ma Zheng.Utilization of the combination of log shapes for explanation of the sedimentary environment.Oil & Gas Geology, 1982 3 (1):25～40 |
| 49 | 王贵文, 郭荣坤.测井地质学.北京: 石油工业出版社, 2000.1～225 Wang Guiwen, Guo Rongkun.Logging Geology.Beijing:Petroleum Industry Press, 2000.1～225 |
| 50 | 吴 忱, 马永红, 张秀清等.华北山地地形面地文期与地貌发育史.石家庄: 河北科学技术出版社, 1999.78～138 Wu Chen, Ma Yonghong, Zhang Xiuqing et al.Topographic Surface, Physiographic Period and Geomorphic Evolution of Mountain Area in the North China.Shijiazhuang:Science and Technology Press of Hebei Province, 1999.78～138 |
| 51 | 易明初, 李 晓.燕山地区喜马拉雅运动及现今地壳稳定性研究.北京: 地震出版社, 1991.37～46 Yi Mingchu, Li Xiao.Himalayan Movement and Now Crustal Stability in Yanshan Area.Beijing:Seismological Press, 1991.37～46 |
| 52 | 徐 杰, 高战武, 孙建宝等.区域伸展体制下盆-山构造耦合关系的探讨--以渤海湾盆地和太行山为例.地质学报, 2001, 75 (2):165～174 Xu Jie, Gao Zhanwu, Sun Jianbao et al.A preliminary study of the coupling relationship between basin and mountain in extellsional envirollments--A case study of the Bohai Bay basin and Taihang Mountain.Acta Geologica Sinica, 2001 75 (2):165～174 |
| 53 | 王苏民, 吴锡浩, 张振克等.三门古湖沉积记录的环境变迁与黄河贯通东流研究.中国科学(D辑), 2001, 31 (9):760～768 Wang Sumin, Wu Xihao, Zhang Zhenke et al.Sedimentary records of environmental evolution in the Sanmen Lake basin and the Yellow River running through the Sanmenxia Gorge eastward into the sea.Science in China(Series D), 2002 45 (8):595～608 |
| 54 | 安美建, 赵 越, 冯 梅等.什么控制了华北克拉通东部在新近纪的构造活动?地学前缘, 2011, 18 (3):121～140 An Meijian, Zhao Yue, Feng Mei et al.What resulted in new tectonic activities in the eastern North China Craton in the Neogene?Earth Science Frontiers, 2011 18 (3):121～140 |
| 55 | 袁宝印, 同号文, 温锐林等.泥河湾古湖的形成机制及其与早期古人类生存环境的关系.地质力学学报, 2009, 15 (1):77～87 Yuan Baoyin, Tong Haowe, Wen Ruilin et al.The formation mechanism of the Nihewan paleolake and its relationship with living environment for early ancient humen.Journal of Geomechanics, 2009 15 (1):77～87 |
| 56 | 徐 杰, 马宗晋, 陈国光等.根据周围山地第四纪地貌特征估计渤海第四纪构造活动幕的发生时间.第四纪研究, 2005, 25 (6):700～710 Xu Jie, Ma Zongjin, Chen Guoguang et al.Estimating times of Quaternary tectonic episodes in the Bohai Sea based on geomorphic features of surrounding mountainous areas.Quaternary Sciences, 2005 25 (6):700～710 |
| 57 | 吴福莉, 方小敏, 苗运法等.不同气候带内早更新世湖相沉积孢粉记录的环境对比.科学通报, 2010, 55 (21):2131～2138 Wu Fuli, Fang Xiaomin, Miao Yunfa et al.Environmental indicators from comparison of sporopollen in Early Pleistocene lacustrine sediments from different climatic zones.Chinese Science Bulletin, 2010 55 (26):2981～2988 |
| 58 | 李吉均, 方小敏, 潘保田等.新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响.第四纪研究, 2001, 21 (5):381～391 Li Jijun, Fang Xiaomin, Pan Baotian et al.Late Cenozoic intensive uplift of Qinghai-Xizang Plateau and its impacts on environments in surrounding area.Quaternary Sciences, 2001 21 (5):381～391 |
| 59 | 赵松龄.长江三角洲地区的第四纪地质问题.海洋科学, 1984,(5):15～21 ZhaoSongling.On the Quaternary geological problem of Changjiang(Yangtze River)delta region.Marine Sciences, 1984,(5):15～21 |
| 60 | Ding Z L, Derbyshire E, Yang S L et al.Stacked 2.6-Ma grain size record from the Chinese loess based on five sections and correlation with the deep-sea δ 18 O record.Paleoceanography, 2002, 17 (03), 1003.10.1029/2001PA000725 |
| 61 | 高善明.第四纪以来滦河中下游水系变迁.地理集刊, 1987, 18 :52～63 Gao Shanming.Changes of the water system in the middle lower branches of the Luanhe River since Quaternary time.Journal of Geography, 1987, 18 :52～63 |
| 62 | Cai Maotang, Wei Mingjian, Yang Yibo.Long-term cooling/drying record of North China since the Middle Pleistocene from geochemical evidence of a 150m deep drill core, Beijing Plain, China.Quaternary International, 2014, 349 :419～427 |
② Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources, Tianjin 300170)
Abstract
Late Cenozoic strata is the basis of studying the regional hydrogeology and neotectonic activity, and is also the basis of analyzing tectonic movement and climate change under the action of basin-mountain coupling.The northern coast of the Bohai Bay is located in the Nanpu Sag, northern Huanghua Depression, where Cenozoic deposits are over 6000m.The area is mainly composed of the Luanhe River delta and alluvial fans of different periods.The BG10 borehole is located in Caofeidian(39°10'09"N, 118°33'24"E; 2.5m a.s.l.), and has a length of 600m.
In this paper, based on spontaneouspotential, apparent resistivity, resistivity, natural gamma-ray logging, sound wave and other logs, combined with grain size characteristics, stratigraphic sequence of the BG10 borehole have been divided into six stratigraphic units, and its times of these units have been dated by detailed magnetostratigraphic chronology.
From bottom to up, six stratigraphic units have been then identified:(1)UnitⅠ whose age is 2.9~3.6Ma, with the depth of 513.5~600.0m has been dominated by lacustrine facies, flood plain and fluvial facies;(2)UnitⅡ whose age is 1.5~2.9Ma, with the depth of 346.8~513.5m has been dominated by interaction deposition of flood plain and lacustrine facies;(3)UnitⅢ whose age is 1.4~1.5Ma, with the depth of 274.0~346.8m has been dominated by meander sedimentary and braided channel facies;(4)Unit Ⅳ whose age is 0.78~1.40Ma, with the depth of 161.2~274.0m has been dominated by two series of lacustrine facies interbedded spit formed by sea-land interaction;(5)Unit Ⅴ whose age is 0.20~0.78Ma, with the depth of 122.4~161.2m has been dominated by meander sedimentary facies; (6)Unit Ⅵ whose age is 0~0.2Ma, with the depth of 4.5~122.4m has been dominated by lacustrine facies and marine facies.
There were good corresponding relationships between units Ⅰ, Ⅲ, the upper part of Ⅳ and tectonic activities.During the periods, under the action of tectonic activities the structural differentiation of mountain and basin had been reinforced, and formed the huge accumulational space, so sedimentation flux and grain size had been increased, and the filling model had been developed.The unitⅡdominated by interaction deposition of flood plain and lacustrine facies formed under the dry and wet climatic change.The lower part of unit Ⅳ and the unit Ⅴ dominated by the fine-grain sediment sequences had good corresponding relationships with climate changes.The unit Ⅵ dominated by lacustrine facies and marine facies formed by interaction of tectonic activities and climate changes(sea-level changes).Impacted by transgression, in the depth of 4.5~73.9m the values of acoustic wave and natural Gamma-ray has significantly increased, the values and ranges of electrical resistivity has been lower, and the values of apparent resistivity ware also gradually became smaller, while the values of spontaneous potential were gradually increased accordingly.