第6 7卷 第1期
2 0 2 1年1月
地质论评GEOLOGICAL REVIEW
Vol . 67 No . 1
Jan  . ,2 02 1
胶莱盆地中部李党家一马山古凸起白垩纪岩石
地层序列及岩相古地理
徐伟祥1,2)
1)山东省第四地质矿产勘查院,山东潍坊,261021;
2)山东省地矿局海岸带地质环境保护重点实验室,山东潍坊,261021
内容提要:李党家一马山古凸起为胶莱盆地前莱阳沉积期凸起,第四系覆盖严重,研究程度较低,一直
是胶莱 盆地研究的薄弱环节,长期以来未能揭示其地层、构造面貌。本文通过大量地表地质调查和对李党家一马山古凸起 之上的胶参2井、胶参3井综合录井资料研究解释,运用层序地层学原理和沉积相分析、岩相古地理研究,对研究区 沉积填充序列进行了描述和对比分析,理清了研究区白垩纪地层层序格架,恢复了李党家一马山古凸起白垩纪岩相
古地理。李党家一马山古凸起莱阳沉积期未沉积,青山沉积期开始沉降,连续沉积了后夼组和八亩地组及王氏 辛格庄组。研究区处于火山洼地中,整体为一套巨厚陆相细碎屑岩沉积,夹少量火山岩一火山碎屑岩沉积组合,其中的火山沉积识别出4期火山旋回。本研究为胶莱盆地原形盆地恢复提供了依据。
关键词:岩石地层;沉积序列;地层格架;岩相古地理;李党家一马山古凸起;胶莱盆地
2017;孙伟清等,2019;徐伟祥,2019),恢复了前莱阳
沉积期凸起,将研究区称为李党家一马山古凸起。 北侧为平度凹陷和夏格庄凹陷,南侧为高密凹陷 (图1)。李党家一马山古凸起地貌上属于胶莱盆地 腹地平原,大面积第四系覆盖,鲜见基岩露头,难以 恢复其真实面貌。众多研究者根据胜利油田20世 纪80年代施工钻孔的原始编录,得出结论相对局 限**。本次研究通过详细的地表调查®和严谨的钻 孔综合录井资料,对李党家一马山古凸起上白垩纪 岩石地层特征、沉积相等分析入手,建立了沉积格 架,研究了其岩相古地理。其观点正确与否,与地质 同
仁商榷。
1区域地质背景
李党家一马山古凸起大致呈北西一南东向展 布,区域地层为一套白垩纪陆相碎屑岩一火山岩沉 积建造,绝大部分地区被第四系覆盖,第四系厚0. 5
〜30 m 。近地表基岩分布于兰底、七级镇以东地带
(图2)。兰底、移风店至长直一带岩性为王氏辛 格庄组紫红泥岩、粉砂岩为主,夹少量细砂岩。长 直以东、瓦戈庄一带沿北西向条带分布为王氏林
注:本文为中国地质调查局项目“山东1 : 5万万家、蓝村、高密、蓝村幅区域地质调查(编号:DD 20160044-4)”和山东省重大创新工程项 目“沂沭断裂带深部结构及对资源环境的影响”(编号:2017CXGC 1602)的成果。
收稿日期:2020-03-02;改回日期:2020-08-28;责任编辑:刘志强。D o i : 10. 16509/j. georeview. 2021.01.003 作者简介:徐伟祥,男,1982年生,高级工程师,从事地质调查与矿产勘查工作;E m a i l :d z x w x @丨63. c o m 。
胶莱盆地位于山东省东部华北板块内部,介于 胶北隆起和胶南隆起之间,西以沂沭断裂带为界,向 东延伸到黄海(李桂等,1994;宋明春,2008), — 直是中生代基础地质研究的焦点之一。经过前人几 代地质学者的不懈研究,已基本揭示出其建造一构 造相特征,主要工作集中于层序发育完整的莱阳凹 陷和诸城凹陷(徐伟祥,2019),—些学者通过典型 剖面的观测以及沉积填充系列的分析、对比,建立了 盆地地层层序格架,并对胶莱盆地原型进行了恢复 (李金良等,2005;任凤楼等,2008;张岳桥等,2008; 吴冲龙等,2009;任天龙,2019),但由于自然因素和 科技手段限制,许多问题仍然没有得到合理解释。 李党家一马山古凸起上地层归属和岩性古地理就是 -个长期悬而未决的问题。
研究区位于荆山凸起(或称大野头凸起)和高 密(或称高密一景芝)凹陷之间,V 级大地构造单元 存在两种划分观点:一是山东省地层侵入岩构造单 元划分方案(张增奇等,2014)未考虑前莱阳沉积 期凸起,将研究区划分为胶州一兰底凹陷和夏格庄 凹陷;二是考虑胶莱盆地基底埋深(李桂等, 1994;宋明水等,2005;吴冲龙等,2009;邵银川,
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图1山东胶莱盆地大地构造位置图(据李桂等,1994;张增奇等,2014)
Fig. 1Geotectonic location of the Jiaolai Basin in Shandong Province
(modified from Li Guiqun et al. ,1994&;Zhang Zengqi et al. ,2014&)
家庄组灰紫、紫红巨砾岩、砾岩、砂砾岩等粗碎屑 岩,夹灰紫粉砂岩、粉砂质砂岩夹层。七级镇、南 泉一带为青山八亩地组安山岩、粗安岩、玄武安山 岩,局部夹灰紫细砂岩、火山碎肩岩夹层。段泊 岚、马山周边、普东以西为莱阳曲格庄组灰黄、灰 紫砂岩、砂砾岩夹粉砂岩。高密县城一带分布莱 阳杜村组山麓洪积相卵砾岩、巨砾岩和砂砾岩组 合以及杨家庄组砂河流相砂岩。研究区基岩露头少,不连续,无法测制完整的地层剖面:胜利油田于 1979年~ 1981年在区域上实施了 3 口参数井(胶参 I井、胶参2井、胶参3井)。胶参1井位于高密凹 陷内,未揭穿到变质基底,深度1576.46 m。胶参2 井和胶参3井位于研究区李党家一马山古凸起之 上,胶参2井位于蓝村北,钻探深度1703.27 m,胶 参3井位于万家镇东南,钻探深度2669. 07 m,两孔 均揭穿内垩纪地层,钻遇前寒武纪基底。鉴于此,
第1期徐伟祥:胶莱盆地中部李党家一马山古凸起白垩纪岩石地层序列及岩相古地理29
图2胶莱盆地中部李党家一马山古凸起地质略图® ®
Fig.2 Geological sketch m ap of th e Lidangjia—M ashan Paleo-uplift in th e central Jiaolai Basin ®
Q—第四系;K p—辛格芘组;K,/y—林家庄组八亩地组;后夼组;杜村组;K|7—曲格庄组;•一杨家庄组;玄武粗安岩;K2你一晚白垩世辉绿岩脉;〇—安山岩;0—玄武岩介一玄武粗面岩;Atf—流纹质凝灰岩;m—粗面安山岩;切一祖面玄武岩;啦一橄榄玄武岩
Q—Quaternary;K,.x;—Xingezhuang Fomiation ; K,/y —Linjiazhuang Formation; K|6—B a m u d i Formation ; K,/z 一H o u k u a n g Formation; K,^—D u c u n Formation ;K,7—Quege z h u a n g Fomiation;K,v一Yangjiazhuang Formation ;(5tcx—basaltic trachyandesite;K2^Lt—Late Cretaceous diabase d y k e s;a—andesite;/3—basalt;(^t—basaltic trachyte;Atf —rhyolitic tuff;T a—trachvandesite;—trachyte basalt;a^u.—olivine basalt
用上述钻孔资料结合地表调查成果进行综合分析。2岩石地层序列
李党家一马山古凸起白垩纪地层为一套巨厚中 生代陆相细碎屑岩沉积,夹少量火山岩一火山沉积 碎屑岩。区域地层总体南倾,产状较缓(倾角一般 5°~ 10°),地层厚度基本接近于钻进深度。胶参2 井揭露厚度1640. 0 m( 10. 0~1650.0 m)(注:原综 合录井图钻孔深度标注精度为0.5 m;后同),胶参 3井揭露厚度2622. 5 m( 12. 0~2634. 5 m)。以胶参 2井和3井钻孔安山岩层作为标志层,进行岩石地 层单位对比。安山岩层为青山八亩地组,之下层 位划为青山后夼组,之上层位划为王氏辛戈庄 组(图3)。笔者基于陆相地层横向分布不均勻性,突破岩石地层地层单位概念和典型地区层型特征的 束缚,考虑到火山沉积环境的不同,研究区位于火山 洼地,而非标准剖面所在的火山盆地,钻孔揭示的岩 石特征和地层层序不同于标准剖面(张增奇等,1996)。与火山盆地相比,火山洼地远离火山喷发中心,以正常沉积岩为主,火山岩较少,代之以含大 量火山物质的过渡型沉积:火山一沉积碎屑岩。
2.1后夼组
不整合于基底变质岩之上的红调为主的泥 岩、粉砂岩夹流纹质凝灰岩组合,顶以安山岩层底界 为界。研究区内局限分布于马山地区,厚度59.0 m,岩性以流纹质凝灰岩为主,上部出现砂砾岩。胶 参2井揭露厚度676. 5 m(973. 5 ~ 1650. 0 m),岩石 组合以紫红、棕红、灰泥岩、粉砂岩为主,
夹流纹质
30地质论评2021 年
分层深度(m)岩性花纹岩性组合
松散堆枳物沉积相
Q
23
2212.0
未编录
紫红泥岩、粉砂岩互层(156.0〜255.0m>;顶部(12.(M56.0m)
未取芯,地表出露岩性为紫红泥岩、粉砂岩等
255.0
340.5
E E L:紫红泥岩、粉砂岩互层,夹4层流纹质凝灰岩,下部见深灰
页岩,中部见石膏晶片及脉____________________________
m j紫红泥岩、粉砂岩与紫细砂岩互层,夹1层流纹质凝灰岩
531.0
580.0
紫红泥岩、细砂岩互层,
_\质凝灰岩,见石膏
下部出现棕红页岩,夹4层流纹
740.5
半干旱咸湖
浅湖
棕红、紫红粉砂岩与紫红泥岩互层,夹紫红细砂岩,
见石膏
K,x
855.0棕红泥岩、粉砂岩,棕-紫红页岩,夹棕-紫细砂
岩,含石膏
浅湖
956.5
紫红泥岩与棕红、紫粉砂岩互层,偶夹棕中砂岩
1089.5 1158.0 1213.0 1283.0
1414.0
/顶部棕红流纹质凝灰岩与紫红泥岩互层;中部棕红页岩1、紫红泥岩夹粉砂岩、细砂岩;底部深灰流纹质凝灰岩与紫泥岩互层 _________
1491.5
紫-紫红泥岩、紫粉砂岩夹灰中砂岩、紫细砂岩,
、底部见〗层砂质泥灰岩____________________________________
深灰紫页豈与紫泥岩互层,下部紫粉砂岩,上部夹
1\1层深^流纹蓆凝灰岩 ___________________________
紫红-深灰粉砂岩、紫红-紫泥岩,夹棕红-灰白-
紫红细砂岩。上部见4层深灰页岩与泥灰岩,厚度4m
~紫流纹质凝灰岩与紫红泥岩互层(21层流纹质凝灰岩),
顶部见2层紫红泥灰岩
深湖棕红-灰白页岩与紫红泥岩互层,夹少量棕红砂砾岩
浅湖
深湖
K,6 Pt,/ 01567.5
1641.5
1880.0
深灰粉砂岩、紫红泥岩为主,夹紫、深灰细砂岩,
底部见3层深灰页岩
V V
-
灰绿安山岩夹紫安山岩
T1
顶部紫红泥岩与紫流纹质凝灰岩互层;上部紫红泥岩、
深灰页岩、紫粉砂岩、细砂岩;中部深灰流纹质凝灰
岩与紫红泥岩互层,流纹质凝灰岩29层;下部紫红泥岩
与深灰页岩互层
1988.0
深灰页岩与紫-紫红泥岩互层
2153.0
深灰页岩与紫泥岩互层,夹少量深灰流纹质凝灰岩及
棕、灰细砂岩。有含砾砂岩,砾石成分复杂,见石英、
变质岩、火山岩,偶见白云质灰岩碑石
2239.0
深灰页岩与紫泥岩互层
2306.5g|g f t g S S蟲’绿泥岩、粉
2402.0
顶部和底部均为紫中砂岩、粉砂岩、泥岩,中部为紫红、
深灰流纹质凝灰岩与紫红泥岩互层
2515.0
上部紫红泥岩与紫粉砂岩互层;中部紫流纹质凝灰岩
与紫、深灰泥岩互层;下部紫细砂岩与紫泥岩互层
S3
2634.5
2669.0
中上部紫流纹质凝灰岩与紫泥岩互层,夹紫细砂岩;
下部紫泥岩与页岩互层,底部厚2.5m紫中砾岩。
白云石英片岩、黑云片岩等
火山喷发相
深湖
浅湖
变质基底
第1期徐伟祥:胶莱盆地中部李党家一马山古凸起白垩纪岩石地层序列及岩相古地理
组分层深度(m )岩性花纹
性组合沉积相0_
K,x
K 】6
10.0
松散堆积物
未编录
16240.0
紫红泥岩与粉砂岩互层,夹细砂岩、中砂岩(104.0〜24〇.〇m ); 顶部(10.0〜104.0m )未取芯,地表出露岩性为紫红泥岩、粉 砂岩夹细砂岩等
剥蚀
15403.0
3
深灰_紫红泥岩与粉砂岩互层, 砂砾岩
底部见1层厚1〇
m 灰白浅湖
541.0棕-紫红-黑泥岩与深灰、紫粉砂岩互层,夹紫- 灰粗砂岩,偶夹深灰-紫砂砾岩
588.5609.5
11
694.0
紫-紫红泥岩、粉砂岩为主,夹灰-紫中-粗粒砂岩 ^紫、灰页告,棕红泥岩,紫红粉砂质泥岩夹灰中
......\r n r y
\/ :
马里山是谁826.5m
繼靈春、
底部杂页岩较多
扇三角洲杂页岩,紫红泥岩、粉砂岩为主,夹紫红砂砾岩.3层 流纹质凝灰岩____________________________________
870.5
973.5
中上部杂泥岩、页岩,下部灰砂碑岩夹紫红泥岩及2层 \流纹质凝灰岩__________________________________________
上部绿、紫红安山岩与绿、紫泥岩互层,下部紫红 泥岩、粉砂岩,绿-灰页岩夹安山岩,底部为安山岩火山喷发相1106.0紫页岩、泥岩为主,偶夹紫红细砂岩,1层砂砾岩,16层 流纹质凝灰岩
1235.0
紫-深灰页岩、泥岩为主,偶夹深灰粉砂岩、中砂岩, 8层流纹质凝灰岩
前三角洲 浅湖
K ,/?
Pi ,/
1342.5棕泥岩,深灰页岩、粉砂岩夹深灰-绿细砂岩, 流纹质凝灰岩
13层1454.0深灰流纹质凝灰岩与棕-棕红-紫泥岩、粉砂岩互层, 夹紫红、灰砂碑岩、细砂岩、页岩
浅湖
1552.5深灰-棕-紫泥岩、粉砂岩、页岩为主,上部夹1层灰 砂碑岩,厚1.5m ;下部夹3层流纹质凝灰岩
1610.0
1650.0
棕-紫-深灰泥宕、页岩夹细砂岩、粗砂岩、砂砾岩, 深灰页岩夹黑碳质沥青。顶部夹1层流纹质凝灰岩
k 上部绿-灰砂砾岩夹紫、棕泥岩及灰细砂岩夹丨层流纹质 \驗岩;下部棕、绿页岩,紫-灰泥岩夹〗层流纹质凝灰岩角洲前缘
1703.5黑云变粒岩、片岩等
变质基底
砾岩
conglomerate
砂砾岩
sands  t one-congl  o m e  r ate 砂岩sandstone 粉砂岩 si  Its  t one 泥岩m udstone
V v v
m
页岩shale
流纹质凝灰岩
rhyolitic  welded  tuff
安山岩andesite 泥灰岩m arl
石膏gypsum
Q
K ]X
K ,T 7FV
第四系Quaternary
辛格庄组
Xingezhuang  Formation 八亩地组 B am u d i  F o rm a tio n
后夼组
H o u k u an g  F o rm a tio n  荆山
Jingshan  Group
图3
山东胶莱盆地胶参2井和胶参3井钻孔柱状图(据胜利油田管理局胶参2井、胶参3井综合录井图编制) Fig .3 Drilling  columnar  map  of  the  Well  Jiaocan -2 and  the  Well  Jiaocan -3 in  the  Jiaolai  Basin , Shandong
(Modified  from  the  comprehensive  logging  maps  of  the  Well  Jiaocan -2 and  the  Well  Jiaocan -3
of  the  Shengli  Bureau  of  Oilfield  Administration
)