惠民凹陷江家店地區(qū)古近系沙河街組物源體系特征與演化

柴君林，王艷忠，王鑄坤，王淑萍，李宇志，弭連山，周磊

1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580

2.中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心，山東青島 266580

3.中國(guó)石化勝利油田分公司東辛采油廠，山東東營(yíng) 257061

4.中國(guó)石化勝利油田分公司勝利采油廠，山東東營(yíng) 257000

5.中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營(yíng) 257000

0 引言

自1960 年鉆探華7 井以來(lái)，惠民凹陷已經(jīng)歷了六十余載的勘探歷程。臨南洼陷是惠民凹陷勘探程度最高、潛力最大的生油洼陷[1]，其周緣已發(fā)現(xiàn)了臨盤油田、臨南油田、商河油田、玉皇廟油田、江家店油田、曲堤油田、錢官屯油田等油氣田[2-4]。儲(chǔ)油巖性包括碎屑巖、火成巖、湖相碳酸鹽巖等類型[5]，油氣藏類型也復(fù)雜多樣，有地層油氣藏、巖性油氣藏、斷塊油氣藏、潛山油氣藏及火山披覆油氣藏等[1-2,4,6-7]。臨南洼陷為賦存優(yōu)質(zhì)烴源巖的生烴洼陷，沙四段、沙三段、沙二段和沙一段都發(fā)育富有機(jī)質(zhì)的泥質(zhì)巖、油頁(yè)巖，其中以沙三段烴源巖為主，沙一段為輔[8-9]。沙三段烴源巖單井有機(jī)碳含量可高達(dá)7.1%，其中又以沙三中、下亞段為主力生烴層位[10-11]。夏口斷層、臨邑?cái)鄬臃謩e為臨南洼陷南部和北部的邊界斷層，斷層活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)[2,12-13]，油氣輸導(dǎo)條件有利。

江家店地區(qū)為夏口斷層下降盤中段、呈NW展布的鼻狀構(gòu)造[14]，為油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)[15]。勘探實(shí)踐證實(shí)，雖然該區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣藏，但近十年來(lái)未有規(guī)模性的油氣發(fā)現(xiàn)。與夏口斷層有關(guān)的油氣藏主要分布在下降盤西段的雙豐鼻狀構(gòu)造帶和上升盤中段的曲堤地壘[14]，造成油氣資源分布不均衡的原因，除了與夏口斷層不同段的封堵性質(zhì)有關(guān)外，主要受控于砂體的規(guī)模以及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的展布。江家店地區(qū)探井?dāng)?shù)量少，如何在少井的情況下對(duì)砂體進(jìn)行有效預(yù)測(cè)是下步勘探的主要任務(wù)。物源體系分析是沉積體系研究的前提，目前物源分析研究的主要方法包括地震反射特征、Dickinson 圖解、成熟度指標(biāo)、重礦物組合、特征元素比值、砂礫巖百分含量分布、鋯石U-Pb測(cè)年等[10,16-22]。不同母巖類型決定了沉積砂體的巖石組分，進(jìn)而控制了儲(chǔ)層物性。高成分成熟度砂巖儲(chǔ)層的原生孔隙保存較好，而易溶火山巖巖屑（如中性安山巖巖屑、基性玄武巖巖屑）含量較高的低成分成熟度砂巖儲(chǔ)層的次生孔隙比例更高。對(duì)于江家店地區(qū)而言，沙河街組碎屑巖沉積、層序、儲(chǔ)層等基礎(chǔ)研究十分薄弱。在物源體系研究方面，前人僅利用特征元素比值對(duì)沉積區(qū)和物源區(qū)進(jìn)行了簡(jiǎn)單對(duì)比，認(rèn)為江家店地區(qū)沙三、沙四段沉積時(shí)期的沉積物來(lái)源于魯西隆起帶中生界地層的風(fēng)化剝蝕，但未從地質(zhì)學(xué)的角度提供充足的證據(jù)[23]。此外，隨著構(gòu)造活動(dòng)的進(jìn)行，物源體系并非一成不變，物源區(qū)及碎屑輸導(dǎo)路徑的時(shí)空演化同樣是物源體系研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。立足于勘探實(shí)際和資料情況，結(jié)合泥質(zhì)巖樣品的特征元素比值分布模式的對(duì)比、巖石組分Q 型聚類分析和砂礫巖百分含量展布特征，對(duì)江家店地區(qū)沙河街組沙四上亞段、沙三段物源體系的特征及演化進(jìn)行系統(tǒng)分析，識(shí)別出三個(gè)主要物源體系，并建立了不同層序發(fā)育時(shí)期的物源演化模式，該研究成果對(duì)惠民凹陷江家店地區(qū)沙四上—沙三下亞段沉積砂體和優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)具有指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)概況

惠民凹陷是濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)最大的次級(jí)凹陷，位于濟(jì)陽(yáng)坳陷的西南部，是發(fā)育在華北地臺(tái)上的中、新生代雙斷式裂谷盆地，整體上分為北部陡坡帶、南部斜坡帶和中央隆起帶，由臨南洼陷、滋鎮(zhèn)洼陷、里則鎮(zhèn)洼陷等次級(jí)洼陷和若干個(gè)凸起組成[1,3]。江家店地區(qū)位于惠民凹陷南部斜坡帶的中部，是夏口斷層下降盤中段的鼻狀構(gòu)造[14]。北部向臨南洼陷延伸，南部通過(guò)夏口斷層與曲堤地壘相接（圖1）。根據(jù)巖性組合所反映的可容空間變化與沉積物增量的關(guān)系，沙四上—沙三段地層由下而上可劃分為5個(gè)三級(jí)層序（圖2），分別對(duì)應(yīng)沙四上亞段（層序Ⅰ）、沙三下亞段（層序Ⅱ）、沙三中亞段（層序Ⅲ）、沙三上亞段下部（層序Ⅳ）和沙三上亞段上部（層序Ⅴ），其中層序Ⅰ和層序Ⅴ為經(jīng)典四分層序[23]（低位域、湖侵域、高位域、下降域），層序Ⅱ、層序Ⅲ、層序Ⅳ為T-R層序[23-24]（湖侵域、湖退域）。研究區(qū)沙河街組發(fā)育多種沉積相類型，包括碎屑巖灘壩、辮狀河三角洲、曲流河三角洲以及下切谷水道等[4,25-28]。地層中泥質(zhì)巖較發(fā)育，包括泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)砂巖等，儲(chǔ)層厚度小且?guī)r性偏細(xì)，以不等粒砂巖、粉砂巖為主。進(jìn)入新生代裂谷盆地發(fā)育時(shí)期，前古近系發(fā)生不同程度的抬升，形成凸起或隆起，并為古近系湖盆提供碎屑物質(zhì)。根據(jù)濟(jì)陽(yáng)坳陷剝第三系地質(zhì)圖（臨盤油田內(nèi)部資料），惠民凹陷內(nèi)部凸起或邊界隆起不同程度地出露了前寒武、寒武系、奧陶系、石炭系、泥盆系及中生界地層。凹陷內(nèi)部不發(fā)育凸起，因此北部的埕寧隆起和南部的魯西隆起是研究區(qū)沙四上—沙三段地層的可能物源。

圖1 惠民凹陷江家店地區(qū)構(gòu)造位置及井位分布（a）江家店地區(qū)在惠民凹陷的位置（據(jù)文獻(xiàn)[14]修改）；（b）江家店地區(qū)井位分布；樣品井已在圖中用紅色標(biāo)記Fig.1 Tectonic location and distribution of exploration wells in the Jiangjiadian area,Huimin Sag

圖2 惠民凹陷江家店地區(qū)沙四上—沙三段地層柱狀圖Fig.2 Generalized E2-E2s3 stratigraphy of the Jiangjiadian area,Huimin Sag

2 樣品和研究方法

沉積物中的特征元素包括大部分主量元素和部分微量元素。某些特征元素化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，主要受物源影響，相對(duì)獨(dú)立于沉積環(huán)境和成巖作用，同時(shí)這些元素具有一致的富集程度和富集規(guī)律，因此相關(guān)性較好的兩種元素含量的比值可作為物源對(duì)比的示蹤指標(biāo)[16]。堿及堿土金屬元素的遷移順序是Ca＞Sr＞Na＞Mg＞K＞Fe、Al，K 在化學(xué)風(fēng)化時(shí)遷移量較少，而Fe 和Al 則近乎沒(méi)有遷移，因此Fe/K 可以作為物源對(duì)比的示蹤指標(biāo)[29]。Ca 和Mg 具有相近的淋失和富集規(guī)律，Mg/Ca 可以作為物源對(duì)比的示蹤指標(biāo)。Sr 和Ba 的地球化學(xué)特性較為相似，二者均可以類質(zhì)同象的形式存在于（鉀）長(zhǎng)石，在近源碎屑沉積物中關(guān)系密切，因此Ba/Sr可以作為物源示蹤指標(biāo)[29]。Ca、Sr、Mn元素常組成一個(gè)共生組合，其富集與否具有同步性，Mn/Sr 可作為物源對(duì)比的依據(jù)[16]。Co、Ni、Fe 三種元素同屬鐵族元素，二價(jià)離子半徑相近，具有較好的親緣性，Ni/Co 比值在不同的沉積環(huán)境中變化不大，其大小主要由巖漿晶出方式?jīng)Q定，Ni/Co 是物源對(duì)比的一個(gè)可靠指標(biāo)[29]。Mg/Al 和Al/Na 反映了活動(dòng)組分（堿土和堿金屬）與惰性組分Al 之間的關(guān)系，可作為物源對(duì)比的良好指標(biāo)[30]。前人在利用特征元素比值進(jìn)行物源對(duì)比方面進(jìn)行了大量有益的研究，研究對(duì)象包括中生界、古近系、第四系的砂巖以及長(zhǎng)江下游黃土沉積[17,29-31]。研究數(shù)據(jù)來(lái)自勝利油田勘探開發(fā)研究院用ICP-AES 方法測(cè)得的Zn、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、V、Ga、Al、Sr、Ca、Ba、Na和K等14種元素的含量，樣品涵蓋了江家店地區(qū)13 口井中150 塊粉砂巖、細(xì)砂巖等細(xì)粒碎屑巖樣品和21塊物源區(qū)樣品。在前述特征元素物源分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，選取了Ni/Co、V/Co、Mg/Mn、Mn/Sr、Ba/Mn、Fe/K、Mg/Ca、Ba/Sr、Mg/Al、Al/Na 等十個(gè)特征元素比值作為物源對(duì)比的示蹤指標(biāo)。

盆內(nèi)陸源碎屑是由物源區(qū)巖石提供的，因此沉積巖（物）中碎屑顆粒的類型及相對(duì)含量在一定程度上能夠反映物源區(qū)母巖的性質(zhì)[32-33]。不同類型的母巖所形成的碎屑顆粒組合明顯不同，因此可以通過(guò)分析石英、長(zhǎng)石、巖屑的相對(duì)含量以及巖屑的類型和含量來(lái)研究物源區(qū)的母巖性質(zhì)，進(jìn)而劃分物源體系。在多源、混源盆地內(nèi)，如果僅通過(guò)某一沉積時(shí)期內(nèi)輕礦物組分的類型和平均含量進(jìn)行物源判別，只能得到多物源混合后的綜合沉積特征，而不能將單獨(dú)的物源體系識(shí)別出來(lái)[34]。為了區(qū)分在多源、混源沉積區(qū)內(nèi)石英—長(zhǎng)石—巖屑組合（QFR）的特征，應(yīng)用SPSS 18.0 軟件中的Q 型聚類分析方法來(lái)劃定不同的物源體系。研究共選取160塊儲(chǔ)層樣品，即160個(gè)分析樣本，每個(gè)樣本為石英含量、長(zhǎng)石含量、沉積巖巖屑含量、巖漿巖巖屑含量和變質(zhì)巖巖屑含量五個(gè)參數(shù)的組合。通過(guò)系統(tǒng)聚類，使得多源、混源導(dǎo)致的沉積巖樣品進(jìn)行有效分離，每一類碎屑成分的組合（QFR）即代表一個(gè)物源區(qū)。

在機(jī)械分異作用下，沉積地層中砂礫巖百分含量與沉積物的搬運(yùn)方向具有密切關(guān)系。沿古水流方向，水流搬運(yùn)能力減弱，沉積物粒度逐漸變細(xì)，分選磨圓變好，泥質(zhì)含量增加，最終導(dǎo)致地層中砂礫巖百分含量逐漸降低[35-36]。因此，對(duì)研究區(qū)29口井的砂礫巖百分含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在構(gòu)造背景的約束下繪制砂礫巖百分含量等值線圖，進(jìn)而判斷研究區(qū)各個(gè)層序發(fā)育時(shí)沉積巖的物源方向及物源體系隨時(shí)間的演化。

3 物源體系特征

3.1 特征元素比值的分布模式

特征元素比值繼承了源區(qū)母巖的地球化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)對(duì)比沉積區(qū)與物源區(qū)特征元素比值分布模式，即可以判斷沙四上—沙三段各層序的碎屑物質(zhì)來(lái)源。由特征元素比值分布模式圖可知（圖3），各層序樣品特征元素Mg/Mn 比值處發(fā)育明顯的尖峰，該比值在層序Ⅰ、層序Ⅱ可超過(guò)50，在層序Ⅲ～Ⅴ減小，一般小于40，反映母巖類型發(fā)生了一定程度的變化。各層序特征元素Al/Mg比值也表現(xiàn)為高值，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Mg/Mn 比值，該比值在10 附近。此外，Ba/Mn 比值、Al/Na 也呈現(xiàn)出異常高值的特征，但比值在各層序中差異不大，一般低于5。

圖3 各層序典型樣品的特征元素比值分布模式（a）層序Ⅰ；（b）層序Ⅱ；（c）層序Ⅲ；（d）層序Ⅳ；（e）層序ⅤFig.3 Distribution of ratios of characteristic elements for typical samples in each sequence

江家店地區(qū)沙四上—沙三段地層的潛在物源包括前寒武系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和中生界，分析樣品取自濟(jì)陽(yáng)坳陷的古潛山和凸起。對(duì)于渤海灣盆地而言，前古近系地層的發(fā)育具有一致性：前寒武系為結(jié)晶巖系，是華北地臺(tái)最底部的基巖，巖性包括黑云角閃變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗片麻巖和片麻狀閃長(zhǎng)巖等，其中研究區(qū)靠近花崗片麻巖發(fā)育區(qū)[37]；下古生界寒武系和奧陶系為渤海灣結(jié)晶基底的中間層系，為一套海相碳酸鹽巖[38]；上古生界二疊系和三疊系為華北地臺(tái)之上發(fā)育的海陸過(guò)渡相碎屑巖地層，其中中石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)發(fā)育一套煤系地層，中上二疊統(tǒng)為河流相和湖泊相地層[39]；中生代時(shí)期為華北地臺(tái)分解、板塊構(gòu)造活躍階段，主要為小型盆地內(nèi)的近源碎屑巖沉積，同時(shí)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致沿基底斷裂火成巖普遍發(fā)育[40]。不同層位的特征元素比值既有共性，又存在差異（圖4、表1）。前寒武系、寒武系、奧陶系、石炭系和中生界Mg/Mn 比值處發(fā)育明顯尖峰，二疊系此峰值不明顯；二疊系、中生界Al/Na 比值高，前寒武系、寒武系、奧陶系和石炭系A(chǔ)l/Na 比值不發(fā)育尖峰；二疊系、中生界均發(fā)育Al/Mg 比值的尖峰，但是二疊系不發(fā)育Ba/Mn 比值的峰值。根據(jù)特征元素比值分布模式的對(duì)比，認(rèn)為中生界為江家店地區(qū)沙四上—沙三段提供碎屑來(lái)源。

表1 各層序典型樣品的特征元素比值Table 1 Ratios of characteristic elements for typical samples in each sequence

圖4 潛在物源的特征元素比值分布模式（a）前寒武系；（b）寒武系；（c）奧陶系；（d）石炭系；（e）二疊系；（f）中生界Fig.4 Characteristic element distributions of potential provenances

3.2 巖石碎屑顆粒組分

江家店地區(qū)沙四上—沙三段各層序砂巖的巖石類型以巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主（圖5a），發(fā)育少量長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖。砂巖有較高的成分成熟度，碎屑組成以風(fēng)化穩(wěn)定性較高的石英、長(zhǎng)石顆粒占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（圖5b）。各層序砂巖中碎屑組分的平均含量差別不大，其中石英含量為40%～50%，長(zhǎng)石含量在30%左右，火成巖巖屑含量為2%～10%，變質(zhì)巖巖屑含量為14%～20%，沉積巖巖屑含量不超過(guò)5%（表2）。

表2 各層序巖石組分的平均含量Table 2 Mean content of rock components for the sandstones in each sequence

圖5 各層序砂巖巖石學(xué)特征（a）巖性三角圖；（b）各層序巖石組分的平均含量Fig.5 Lithological characteristics of the sandstones in each sequence

由于層序Ⅲ樣品數(shù)量較少，無(wú)法進(jìn)行有效的聚類分析，故本研究只展示了層序Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ的聚類分析結(jié)果（圖6）。對(duì)于層序Ⅰ而言，Q型聚類分析結(jié)果顯示出兩種QFR組合，即發(fā)育兩個(gè)物源區(qū)，夏斜507 井的樣品代表第一個(gè)物源區(qū)的母巖性質(zhì)，夏510井樣品可代表另一個(gè)物源區(qū)，而夏511井為混源沉積（圖6a）。對(duì)于層序Ⅱ，夏斜504井、夏斜506井、夏斜507 井的樣品代表一個(gè)物源區(qū)，夏941 井、夏斜502井、夏501井、夏503井的樣品代表第二個(gè)物源區(qū)，夏510井和夏斜502井的樣品則分別代表了第三、四個(gè)物源區(qū)（圖6b）。對(duì)于層序Ⅳ，樣品特征揭示了兩個(gè)物源區(qū)的存在，第一個(gè)物源區(qū)以夏斜507井樣品為代表，第二個(gè)物源區(qū)以夏47 井的樣品為代表（圖6c）。對(duì)于層序Ⅴ，主要存在兩個(gè)物源區(qū)，分別以夏97 井、夏斜507井的樣品為代表（圖6d）。

圖6 各層序QFR 組合的Q 型聚類分析圖（a）層序Ⅰ；（b）層序Ⅱ；（c）層序Ⅳ；（d）層序ⅤFig.6 Q-type cluster analysis graphs of the quartz-feldspar-rock fragment assemblages from each sequence

3.3 砂礫巖百分含量

層序Ⅰ砂礫巖百分含量平面圖顯示，垂直夏口斷層方向發(fā)育三個(gè)物源體系。碎屑物質(zhì)分別經(jīng)西段的夏27井和夏斜98井之間、夏24井和東段的夏225井進(jìn)入沉積區(qū)。靠近夏口斷層，砂礫巖百分含量可超過(guò)60%，隨著碎屑搬運(yùn)距離的增加，砂礫巖百分含量逐漸降低至30%以下（圖7a）。

圖7 各層序砂礫巖百分含量分布圖（a）層序Ⅰ；（b）層序Ⅱ；（c）層序Ⅲ；（d）層序Ⅳ；（e）層序ⅤFig.7 Distribution of the glutenite percentage of each sequence

層序Ⅱ發(fā)育時(shí)期，沿夏口斷層存在五個(gè)物源體系，碎屑搬運(yùn)路徑分別經(jīng)過(guò)西段的夏26井、夏27井、夏斜98井、夏37井和東段的夏223井（圖7b）。夏27井、夏斜98 井對(duì)應(yīng)的兩個(gè)物源體系的發(fā)育具有繼承性，但在沉積區(qū)具有明顯的混源特征。夏26 井、夏37 井對(duì)應(yīng)的物源體系供砂能力較弱，導(dǎo)致砂體發(fā)育規(guī)模較小。東側(cè)物源形成了夏223井區(qū)的沉積，與層序Ⅰ時(shí)期相比，形成的砂體范圍有所增大，且繼承性明顯。隨著碎屑搬運(yùn)距離的增加，砂礫巖百分含量降低，但在距物源區(qū)較遠(yuǎn)的夏35井、夏39井和夏392井區(qū)發(fā)育了孤立的砂體。由于鉆遇該砂體的井極少，無(wú)法通過(guò)砂礫巖百分含量的變化來(lái)準(zhǔn)確判斷其來(lái)源，結(jié)合砂體發(fā)育位置及其與西段物源的關(guān)系，推測(cè)為重力流成因①操應(yīng)長(zhǎng).臨南洼陷南斜坡沙河街組沉積體系研究，2003.。值得注意的是，對(duì)于西側(cè)的主沉積區(qū)，巖石組分QFR 聚類分析的結(jié)果揭示了四個(gè)物源體系的存在，而砂巖百分含量的分布特征僅僅表明碎屑物質(zhì)由兩個(gè)物源區(qū)提供，兩種方法得出的結(jié)果相悖。分析認(rèn)為，層序Ⅱ湖侵域發(fā)育的早期，湖盆范圍小，物源區(qū)距離沉積區(qū)較遠(yuǎn)，碎屑物質(zhì)供應(yīng)不足，物源夏斜502井的局部樣品和夏510井樣品代表了初期的小規(guī)模異重流沉積。

相對(duì)于層序Ⅰ和層序Ⅱ，層序Ⅲ發(fā)育時(shí)期砂體規(guī)模明顯減小，反映了水體變深、物源區(qū)后退的湖進(jìn)沉積（圖7c）。西段和東段沉積區(qū)對(duì)應(yīng)的物源體系具有繼承性發(fā)育的特征，夏26井、夏斜98井、夏21井和夏223井仍然位于物源通道上。

層序Ⅳ發(fā)育時(shí)期，研究區(qū)發(fā)育了三個(gè)較大的物源體系，西段物源體系的碎屑物質(zhì)入湖通道在夏27 井和夏斜98井附近，東段物源體系在夏223井附近發(fā)生碎屑物質(zhì)的卸載（圖7d）。隨著砂體搬運(yùn)距離的增加，不同點(diǎn)物源的碎屑物質(zhì)迅速混合，逐漸連片發(fā)育，形成大規(guī)模分布的砂體。相對(duì)于層序Ⅲ而言，西段和東段的砂體規(guī)模皆明顯增大，說(shuō)明該層序發(fā)育時(shí)，湖平面下降，物源供應(yīng)充足，表現(xiàn)為湖退和砂體進(jìn)積的特征。同時(shí)，沉積區(qū)砂礫巖百分含量較低，沿夏口斷層分布的碎屑物質(zhì)卸載區(qū)，各井的砂礫巖百分含量不超過(guò)50%，說(shuō)明該時(shí)期地形較緩，構(gòu)造條件穩(wěn)定。

相對(duì)于層序Ⅳ，層序Ⅴ發(fā)育時(shí)期砂體規(guī)模，尤其是西段砂體的分布范圍持續(xù)增大，可識(shí)別出兩個(gè)物源體系，碎屑入湖區(qū)分別位于夏27井區(qū)和夏37井附近，東段物源仍然持續(xù)發(fā)育。夏27 井區(qū)對(duì)應(yīng)的物源體系，碎屑物質(zhì)由南向北搬運(yùn)，而對(duì)于夏37井區(qū)對(duì)應(yīng)的物源體系，碎屑物質(zhì)表現(xiàn)出自西向東搬運(yùn)的趨勢(shì)，兩者在夏501井、夏503井、夏508井和夏511井處發(fā)生交匯。該層序發(fā)育時(shí)期，不僅砂體的平面展布范圍大，而且砂礫巖百分含量也較高，在碎屑物質(zhì)卸載處砂礫巖百分含量普遍超過(guò)70%，反映該時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)增強(qiáng)，物源區(qū)和沉積區(qū)高差變大的特征（圖7e）。

4 物源體系演化

前人通過(guò)對(duì)魯西隆起構(gòu)造演化的數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)中生代時(shí)期魯西隆起和濟(jì)陽(yáng)坳陷具有一致的構(gòu)造活動(dòng)性，中始新世—漸新世時(shí)期魯西隆起不斷抬升[41]，成為濟(jì)陽(yáng)坳陷南部沉積區(qū)的重要碎屑物質(zhì)來(lái)源[42]。王國(guó)光[43]對(duì)惠民凹陷西部地區(qū)沙三段物源和沉積體系做了系統(tǒng)研究，認(rèn)為研究區(qū)存在兩個(gè)物源體系，主要物源為北部埕寧隆起和南部魯西隆起，其中南部物源控制了雙豐砂體、江家店砂體和瓦屋砂體的展布。根據(jù)前人研究成果，綜合特征元素比值、巖石碎屑顆粒組分及砂礫巖百分含量等方面的證據(jù)，認(rèn)為江家店地區(qū)沙四上—沙三段的物源區(qū)為魯西隆起，可進(jìn)一步識(shí)別出三個(gè)主要物源體系（圖8）。夏口斷層西段的兩個(gè)物源體系規(guī)模較大，碎屑物質(zhì)搬運(yùn)通道發(fā)生了遷移，東段物源規(guī)模較小，為繼承性的點(diǎn)物源。

圖8 江家店地區(qū)沙四上—沙三段地層物源體系演化模式（a）層序Ⅰ；（b）層序Ⅱ；（c）層序Ⅲ；（d）層序Ⅳ；（e）層序ⅤFig.8 Evolutionary model of provenance systems in the E2-E2s3 succession,Jiangjiadian area

在物源區(qū)及碎屑搬運(yùn)路徑識(shí)別的基礎(chǔ)上，總結(jié)了江家店地區(qū)沙四上—沙三段物源體系的演化模式（圖8）。層序Ⅰ發(fā)育時(shí)期，即沙四上亞段，沿夏口斷層主要存在三個(gè)碎屑物質(zhì)卸載區(qū)，分別對(duì)應(yīng)西段以夏27 井、夏斜98 井為代表的物源體系和東段以夏223 井為代表的物源體系。沙四上時(shí)期為湖盆斷陷的早期，斷層活動(dòng)較弱，來(lái)自魯西隆起的大量碎屑物質(zhì)進(jìn)入湖盆，砂體大規(guī)模發(fā)育（圖7a）。層序Ⅱ發(fā)育時(shí)期，即沙三下亞段沉積期，層序Ⅰ時(shí)期的三大物源體系繼承性發(fā)育，但砂體規(guī)模有所減小，同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)小型砂體（圖7b）。層序Ⅲ發(fā)育時(shí)期，即沙三中亞段沉積期，物源區(qū)明顯后退，湖平面上升，砂體規(guī)模明顯變小，此時(shí)湖盆由多個(gè)小型點(diǎn)物源提供碎屑物質(zhì)（圖7c）。據(jù)前人研究，渤海灣盆地沙三段是盆地強(qiáng)烈斷陷的時(shí)期，且沙三中時(shí)期水體最深[44]。因此，該時(shí)期為退積沉積特征，砂體規(guī)模有限，在深洼陷區(qū)重力流沉積較發(fā)育。層序Ⅳ和層序Ⅴ發(fā)育時(shí)期，斷陷作用減弱，經(jīng)過(guò)了早期的剝蝕和湖盆充填作用，魯西隆起與湖盆的高差變小，湖平面降低，砂體由退積變?yōu)檫M(jìn)積，平面分布范圍變大（圖7d，e）。

5 結(jié)論

（1）江家店地區(qū)沙四上—沙三段特征元素特征表現(xiàn)為明顯高M(jìn)g/Mn 比值、Al/Mg 比值和較高Ba/Mn比值、Al/Na 比值的特點(diǎn)，各層序樣品特征元素比值分布模式與中生界接近，反映了其碎屑物質(zhì)來(lái)源于中生界。

（2）各層序砂巖成熟度較高，巖石類型主要為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖，且碎屑顆粒組分的平均含量差別不大，但是Q 型聚類分析結(jié)果表明各層序存在時(shí)間上繼承性、空間上差異性的物源體系。層序Ⅰ發(fā)育兩個(gè)物源體系，分別以夏斜507 井樣品、夏510 井樣品為代表；層序Ⅱ發(fā)育四個(gè)物源體系，夏斜504 井—夏斜506 井—夏斜507 井的樣品和夏941 井—夏斜502井—夏501 井—夏503 井的樣品代表主要物源，夏510 井、夏斜502 井樣品則代表次要物源；層序Ⅳ揭示了兩個(gè)物源體系，分別以夏斜507 井樣品和夏47井樣品為代表；層序Ⅴ存在兩個(gè)物源體系，分別為以夏97井樣品為代表和夏斜507井樣品為代表。

（3）層序Ⅰ時(shí)期，夏口斷層西段主要存在過(guò)夏27井—夏斜98井區(qū)和夏24井區(qū)的物源通道，東段存在過(guò)夏225 井區(qū)的物源通道，此時(shí)砂體發(fā)育規(guī)模較大；層序Ⅱ時(shí)期，物源體系繼承性發(fā)育，同時(shí)在西段發(fā)育兩個(gè)小型物源通道；層序Ⅲ時(shí)期，物源體系仍然繼承性發(fā)育，但砂體規(guī)模明顯減小，反映物源后退，湖平面上升；層序Ⅳ、層序Ⅴ時(shí)期，物源體系發(fā)育特征與層序Ⅰ和層序Ⅱ相似，但此時(shí)砂體規(guī)模最大，說(shuō)明湖平面下降，砂體持續(xù)向湖盆進(jìn)積。