沉积充填特征及其演化历史
(1)中国东部断陷盆地的垂向沉积充填序列。
对中国东部新生代陆内裂谷盆地，如渤海湾盆地、苏北盆地、东濮凹陷、南翔盆地和江汉盆地等进行了大量研究，从不同角度建立了许多不同类型的生物组合。然而，这些组合往往是区域性的，很难在大尺度上在不同的盆地之间进行比较。因此，有必要对这些组合进行综合总结，提取出有代表性的组合作为中国东部不同盆地地层划分对比的标志。在中国新生代陆相生物群中，植物组合因其内容丰富、特征明显，往往在陆相地层的划分和对比中起主导作用。介形类化石在油田钻孔中易于采集和分析，其特征演化迅速，数据系统和地层意义重大，往往是中国东部新生代陆相油田地层划分和对比的重要依据。在该剖面中，以这两类生物组合的演化为主体，同时将中国东部晚白垩世和新生代盆地的演化划分为四个阶段(第四纪除外)(图1-54)、阶段、e 1阶段、E2-E3阶段和N阶段。中国东部盆地生物群转换界面与主要构造运动界面有一定的对应关系。这些生物群反映的生物地层单位相当于层序地层单位中的构造层序(李思田等，1992)，这些界面为中国东部新生代陆相断陷盆地的地层划分和对比提供了依据。
1.晚白垩世(K2)阶段
在此期间，中国东部新生代陆内断陷盆地，如济阳坳陷、苏北盆地、东濮坳陷、南翔盆地和江汉盆地，为紫灰色、紫红色砂岩、砾岩夹粉砂岩、泥岩和蒸发岩。局部由各种火山岩、火山碎屑岩和正常沉积岩组成。这一阶段生物群以被子植物的广泛出现和大发展为特征，植物组合可归并为Psendofrene-alopsis-Platanus植物群，湖相生物群以Cypridea-Cristocyridea介形虫动物群为代表。
2.古新世(E1)阶段
古新世是中国东部大陆伸展裂陷的重要时期。新生代陆内裂谷盆地以陆相碎屑沉积为主，地层岩性组合以丰富的烃源岩和众多的基性火山岩夹层为特征。湖泊生物以广泛分布的介形类动物鲤科为代表，陆生植物以木本植物花粉为标志。
这一时期，中国东部新生界以红色碎屑岩为主，夹有半干旱和干旱气候条件下形成的膏盐沉积，扬子区苏北盆地、江汉盆地和华北济阳坳陷夹有暗源岩。扬子区江汉盆地和苏北盆地上白垩统和古新世的岩石地层特征是连续或基本连续的，但它们的古生物特征却完全不同。爬行类恐龙的灭绝和古哺乳动物的繁盛往往是晚白垩世和古新世的分界标志，孢粉和湖相生物也有显著差异。古新世介形虫取代了白垩纪晚期繁荣的鲤科动物，出现了新类型的鼠海豚、副鳐和鳐。在古新世，
图1-54中国东部新生代盆地演化阶段。
3.始新世-渐新世(E2-E3)阶段
始新世是中国东部新生代盆地分布最广的时期，可分为三种岩石组合类型:①华北地区东营凹陷、东濮凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷在湿润和半湿润气候条件下以暗色砂、泥岩和油页岩为主。②秦岭造山带南阳凹陷和泌阳凹陷是干旱、半干旱和湿润半湿润气候条件下交替发育的杂色碎屑岩、膏盐和暗色油层。③扬子地区主要为干旱半干旱气候的膏盐与烃源岩互层(或膏盐红层)，如江汉盆地潜江组、荆沙组。
渐新统的分布与始新统基本一致，但不同的是陆相沉积盆地的烃源岩分布不如始新统广泛，湖相介形类以发育Pinnocypris和Cyprinot为特征。
4.新近纪
新近纪，中国陆上沉积盆地岩石组合类型趋于单一，以杂色碎屑岩为主。在这一阶段，湖相介形类的组合可以并入Potamocypris动物群，传粉植物区系以草本植物的大发展为特征。
(2)沉积序列的纵向演化
根据断陷盆地沉积充填中不连续界面的存在、高精度层序地层学、沉降速率变化模式和岩浆活动特征，中国东部典型陆相断陷盆地新生代充填演化可划分为早期裂谷充填(扬子区晚白垩世-古新世、华北地块和秦岭造山带古新世-始新世)和中期裂谷充填(扬子区古新世-渐新世)三大阶段。
图1-55中国东部新生代陆内断陷盆地充填序列对比图。
1.早期裂隙充填
扬子地块早期裂谷充填主要经历了晚白垩世初始湖盆或盐湖的形成——始新世(50.4Ma)的扩张裂谷盆地或开阔盐湖盆地充填；秦岭造山带和华北地块的新生代盆地均始于65Ma，止于42.4Ma，主要经历了初始湖盆—半深湖的形成。一般来说，每个盆地可以分为两个填充过程。
(1)裂谷I幕:裂谷I幕在扬子地区主要发生在晚白垩世(K2 ~ 65 Ma)，但在华北地块和秦岭造山带主要发生在古新世早期沉积期(65 ~ 50.4 Ma)。
这一时期是中国东部新生代陆相断陷盆地发展的初始阶段。地层受边界断层控制，每个盆地的沉积范围较小，每个盆地又分为若干个次级断陷盆地，每个次级断陷盆地形成自己的沉积沉降中心，地层厚度达数千米。渤海湾盆地孔店组、苏北盆地泰州组、江汉盆地沙市组、南翔盆地白英组均位于北纬40°以南，东经111以东，属于新生代陆内断陷，充填红色碎屑岩，有半干旱、干旱气候条件下形成的石膏、盐类沉积，但均混有暗色烃源岩。每个盆地的总沉降速率很高(高达100m/Ma)。构造沉降对总沉降的贡献较大(> 1/2)，反映出该凹陷处于外围断裂活动强烈的背景下，凹陷区与周边地形差异大，周边同时有碎屑补给，在凹陷区形成补偿沉积。在此期间，中国东部新生代大陆裂谷盆地完成了由多个分离的次级地堑向完整的半地堑的构造格局转换，但沉积中心具有继承性的特点。
(2)裂谷II:扬子地块裂谷期主要在晚白垩世-古新世(65-54.9 Ma)，华北地块和秦岭造山带裂谷期主要在古新世晚期(50.4~42.5Ma)。
在此期间，四个典型断陷盆地的沉积面积自下而上迅速增加，水体加深。充填沉积如下:华北地块渤海湾盆地济阳坳陷为沙河街组四段，扬子地块苏北盆地为阜宁组，江汉盆地为新沟嘴组，秦岭山区南襄盆地为大仓房组和玉皇顶组，主要为半干旱和干旱气候条件下形成的红色碎屑岩夹膏盐沉积，暗色烃源岩夹在扬子地块苏北盆地、江汉盆地、秦岭山区南襄盆地和华北地块济阳坳陷之间。
2.中期断陷充填
在此期间，每个盆地都经历了湖盆最大-湖盆萎缩的演化阶段。湖盆最大期是烃源岩的主要生成期，断层边缘三角洲体系发育，是主要的生储层段。其中，江汉盆地、扬子地块苏北盆地、华北地块济阳坳陷和东濮坳陷的构造背景由拉应力向拉应力转变，导致盆地在演化过程中受走滑伸展作用控制。
(1)强裂谷:始新世沉积期(扬子地块54.9~37Ma，华北地块和扬子地块42.4~38Ma)。
这一时期湖盆扩张最大，各盆地均发育深湖和半深湖相沉积，是主要的烃源岩发育时期。由于古地理和气候的分带性，各盆地的充填沉积物也有一定的差异性。华北地区主要为半干旱和湿润半湿润气候条件下交替发育的杂色碎屑岩、膏盐和暗色烃源岩，如济阳坳陷和东濮凹陷沙河街组三段和二段。在秦岭造山带和扬子地块，主要有干旱半干旱气候的膏盐与烃源岩互层(或含膏盐红层)，如南襄盆地核桃园组二、三段，江汉盆地潜江组三、四段和荆沙组。平面上，凹陷边缘有少量冲积扇，河流-三角洲沉积体系异常发育，从凹陷边缘向中心推进(半深湖-深湖)。纵向上，下部以深湖沉积体系为主，上部湖盆水体变浅。随着大型三角洲多叶杂岩的入湖充填及其背后的粗碎屑沉积砂体，水体变浅，湖盆相对萎缩。主要表现为上游湖盆水体变浅的过程。
(2)停滞期:渐新世沉积期(扬子地块37 ~ 24.6 Ma，华北地块和秦岭造山带38 ~ 24.6 Ma)。
渐新世沉积时期，华北地块、扬子地块和秦岭造山带的新生代盆地都经历了不同程度的隆升，充填沉积是局部隆升后沉降的产物，其中扬子地块苏北盆地的隆升最为强烈，造成了这一幕的充填不足。古地理和气候基本延续了之前的裂陷幕。平面上从边缘向中心依次为冲积扇体系→河流体系→滨浅湖体系。沉积厚度小，面积有限，物源碎屑供应趋于稳定，数量少，说明盆地周围地形变得平坦，东西向河流平衡剖面建立。纵向上，随着水体的扩张，沉积早期出现浅-深湖相，但很快被河流-三角洲体系所取代。至末期，滨浅湖相不复存在，盆地已大面积被河流淹没，沉积面积迅速减少，坳陷面积大规模上升，一级层序界面发育。一般来说，自下而上，形成由粗到细再到粗的沉积旋回；水体覆盖深度由浅至深至浅；冲积扇体系早期仅局部发育，而河流体系从不发达发展到发达再到极度发达，均表明幕的构造活动较弱。反映了此时盆地伸展小、沉降慢的特点。
3.后期裂缝后热沉降充填
新近纪是一个后裂缝充填期，包括中新世热沉降期和上新世加速沉降期。
1)热沉降期，即中新世沉积期(N1) (24.6 ~ 5.1 Ma)。
在此期间，中国东部内陆盆地均有不同程度的热沉降，但沉降具有一定的序列变化，其中华北地块的济阳坳陷和东濮坳陷最先沉降，其次是秦岭造山带的南襄盆地，最后是扬子地块的江汉盆地和苏北盆地。沉积充填主要表现为低阶段发育全盆地的冲积体系，特别是泛滥平原；在湖泊扩张期和高水位期，发育浅湖和滨浅湖体系。纵向上主要表现为底部粗、顶部细、再粗的旋回，沉积环境由冲积平原向浅湖、浅淤向冲积平原转变。从各盆地的地层厚度和发育时间可以看出，该场景的沉积充填速率很低(20 ~ 40m/ma)，反映了均质沉积体系背景下的补偿缓慢沉积特征。这与剥离法得到的凹陷构造沉降速率小是一致的。
2)加速沉降期，即上新世沉积期(N2)(5.1～2ma)
以冲积平原背景下的水系沉积为特征，泛滥平原极为发育。地层厚度900米，整个区域相对稳定。总体上反映了相对快速沉降背景下的补偿性沉积模式。断裂后充填期以补偿性沉积和大面积水系为特征。沉积体系的分布不再受主断裂活动的控制，地层厚度在全区范围内相对稳定，表明中国东部新生代陆相断陷盆地此时已统一于整体消亡，其构造活动相对较弱，甚至被夷平。
总之，从新生代多幕式裂陷和裂后沉降的演化及其沉积充填响应可以看出，每一幕式裂陷都代表了一个二级层序(层序组)在一定构造应力场作用下的发育演化过程，例如每个二级层序(或层序组)至少发育1个三级层序，有的可发育3-4个三级层序。古近纪的幕式裂陷代表了断陷湖盆的发展经历了初始伸展充填-加速伸展到最大伸展充填-收缩充填的过程。新近纪断裂后沉降也经历了从初始沉降到加速沉降再到消亡的演化过程，反映了中国东部新生代盆地充填沉积的幕式发展过程。