渤海湾盆地中生代地层划分与对比

Stratigraphic Subdivision and Correlation of the Mesozoic in the Bohai Bay Basin

摘要

渤海湾盆地中生界长期缺乏统一的岩石地层格架.基于测井、录井、孢粉组合及年龄数据分析，开展了地层划分和对比研究.研究表明，中生界可划分为8个岩石地层单元：（1）三叠系陆相红层，发育Aratrisporites-Triassisporis-Chordasporites组合，最大沉积年龄为（241.4±6.8） Ma至（248.2±1.9） Ma；（2）侏罗系含煤地层，发育Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Classopollis组合，最大沉积年龄为（173.4±1.1） Ma至（187.2±4.8） Ma；（3）侏罗系灰色砂岩层，发育Cyathidites-Osmundacidites-Deltoidospora-Cycadopites组合，最大沉积年龄为（155.3±1.3） Ma至（164.4±3.8） Ma；（4）侏罗系红色砂砾岩层，发育Classopollis-Abietineaepollenites组合；（5）下白垩统下部含基性火山岩红层，发育Cicatricosisporites-Lygodiumsporites-Classopollis组合；火山岩年龄在140~132 Ma之间；（6）下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层，发育Lygodiumsporites-Cicatricosisporites-Osmundacidites-Cycadopites组合，火山岩年龄在130~116 Ma之间；（7）下白垩统上部含中、基性火山岩地层，发育Cicatricosisporites-Schizaeoisporites-Classopollis-Piceites组合，火山岩年龄在119~103 Ma之间；（8）上白垩统含酸性火山岩红层，发育Schizaeoisporites-Ephedripites-Classopollis组合，火山岩年龄在76~69 Ma之间.

关键词

地层划分 / 地层对比：孢粉组合 / 最大沉积年龄 / 中生界 / 渤海湾盆地 / 地层学 / 地质年代学

Key words

stratigraphic subdivision / stratigraphic correlation / sporopollen assemblage / maximum depositional ages / Mesozoic / Bohai Bay basin / stratigraphy / geochronology

0 引言

渤海湾盆地是我国重要的含油气盆地，为我国提供了大量的油气资源，经过多年的勘探与开发，浅层油气勘探开发已经进入成熟或高成熟阶段，勘探方向逐渐转向中深层（蒋有录等，2020；刘梦醒等，2021）.渤海湾盆地中生界分布广泛、厚度大，油气勘探结果显示，中生界具有很好的油气勘探潜力，其中在王官屯构造带、舍女寺构造带、埕岛地区、锦州20-2、渤中22-2、QHD30-1、兴隆台等地区的中生界中均获得工业油气流（罗海炳等，2019）；但中生界在各油气探区发育程度和地层类型有所不同，且各勘探区的勘探程度不一致，岩石地层的划分和对比相对混乱（彭兆蒙，2007），极大地限制了区域地层研究.漆家福等（2003）对渤海湾盆地构造特征进行总结，将其构造演化划分为5个阶段： 早‒中三叠世、晚三叠世、早‒中侏罗世、晚侏罗世‒早白垩世和晚白垩世；朱吉昌等（2020）基于地层同位素年代学和二维、三维地震资料的研究，将渤海湾盆地中生代构造地层划分为下‒中三叠统、下‒中侏罗统、上侏罗统、下白垩统和上白垩统这5个构造层.对于整个渤海湾盆地的地层格架，前人的研究多针对构造地层，而缺乏对岩石地层、生物地层的划分和对比，本文基于测井、录井、孢粉组合、碎屑锆石最大沉积年龄、火山岩年龄，并综合前人研究成果，对中生代岩石地层和生物地层进行了分析，讨论了各地层的时代，建立了渤海湾盆地中生代综合地层格架，以期为区域地层研究提供数据支持，同时为油气勘探提供地层理论指导.

1 区域地质概况

渤海湾盆地为中、新生代叠合盆地，位于华北克拉通东部，东部为郯庐断裂带和苏鲁造山带，北部为中亚造山带和燕山造山带，南部为鲁西隆起和南华北盆地，西部为太行山隆起（李三忠等，2010）.盆地构造受控于郯庐断裂带、盐山‒歧口‒兰聊断裂带、张家口‒蓬莱断裂带和太行山东断裂带等几个形成于中、新生代的深大断裂（图1）（Qi and Yang， 2010）.在深大断裂的构造控制下，渤海湾盆地被划分为冀中、黄骅、济阳、昌维、临清、渤中、辽东湾、辽东8个坳陷，沧县、邢蘅、内黄、埕宁4个隆起（Qi and Yang， 2010），可进一步划分为154个次一级构造单元，包含68个凹陷、50个凸起以及36个低凸起或潜山构造带（图1）.

渤海湾盆地地区与华北绝大部分地区一样，在太古宙‒古元古界基底的基础上，发育中‒新元古界的局限海相碳酸盐岩夹碎屑岩建造，下古生界为陆表海相碳酸盐岩沉积建造，奥陶纪中晚期到石炭纪早期的加里东运动使得区域抬升，缺失志留系和泥盆系，石炭纪‒二叠纪海西构造旋回为海陆交互相和陆相碎屑岩沉积，下、中三叠统为红色碎屑岩地层，三叠纪晚期，研究区被挤压抬升，侏罗纪‒白垩纪，伴随多期构造挤压和伸展活动，发育陆相碎屑及火山岩；新生代的喜山运动使得渤海湾盆地最终形成（Qi and Yang， 2010）.

2 数据搜集及研究方法

2.1　孢粉数据多元统计分析

本文从大港油田、胜利油田及前人研究数据（王香婷和毕力刚，1998；杜金虎等，2002；陶明华等，2003；修申成等，2003；蒋飞虎等，2006；刘士磊等，2017）中搜集89个井段共计550块次的孢粉数据.由于油田孢粉资料较老，其分类方案不统一，存在很多已被废弃的命名，本文参考《中国孢粉化石》分类方案（宋之琛等，1999），基于化石孢粉形态对研究区孢粉数据进行重新分类整理，研究区中生界共发育170属孢粉类型（见附表1）.

由于地下样品的不连续性，无法建立完整的生物延限带，本文通过对孢粉数据进行多元统计学分析，来判断不同孢粉属种之间的远近关系，以及其与不同岩石地层单元的对应关系，进而根据多元统计学结果进行孢粉组合的分析.多元统计分析可以有效地对地质学中多变量、多样品的数据进行分类和解释，通过剔除干扰的数据来降低维数，本文使用SPSS软件和R程序包robCompositon（Templ et al.， 2011）对孢粉数据进行聚类分析、对应分析和主成分分析.

各井段所测样品块次数差异较大，本文对所有井段孢粉数据进行百分数换算并进行中心对数变换（公式1）（Aitchison，1986）.零值无法取自然对数，在中心对数变换之前，需对所有零值数据进行替换.基于中心对数变换数据，对所研究孢粉数据进行多元统计分析.

y = ( y_{\mathrm{1}} , . . . , y_D ) = ( \mathrm{l} \mathrm{n} \frac{x_{\mathrm{1}}}{\sqrt[D]{{\prod }_{i=\mathrm{1}}^D{x}_i}} , . . . , \mathrm{l} \mathrm{n} \frac{x_D}{\sqrt[D]{{\prod }_{i=\mathrm{1}}^D{x}_i}} ) .（1）

2.2　碎屑岩及火山岩锆石测年

本次研究从7口钻井的不同层位采集了7块岩心样品（1块火山岩，6块沉积岩）.在北京锆年领航科技有限公司和河北省区域地质矿产调查研究所对锆石颗粒进行分选，并完成环氧树脂靶的制备.锆石阴极发光拍照和LA-ICP-MS U-Pb定年在河北地质大学区域地质与成矿作用重点实验室及北京中科矿研检测技术有限公司完成，激光剥蚀系统分别为193 nm ArFESI和193 nm NWR，质谱仪分别为iCAP RQ和Agilent 7500.激光束斑直径 30 μm，激光能量密度3 J/cm²，剥蚀频率8 Hz.以国际标准锆石91500为外部标样进行同位素比值校正，国际标准锆石GJ-1进行监控盲样，元素含量以国际标样NIST610为外标.使用软件ICPMSDataCal进行同位素比值计算.对于年龄<1 000 Ma的锆石，使用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，年龄>1 000 Ma的锆石，使用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄.谐和年龄和平均年龄的计算使用Isoplot软件.测试结果见附表2.

2.3　碎屑锆石最大沉积年龄

本文对渤海湾盆地已发表和自测的碎屑锆石年代学数据进行整理（见表1），并对碎屑锆石年龄数据进行最大沉积年龄（MDA）计算.最大沉积年龄为年轻碎屑锆石的年龄所限定的最老沉积年龄（Sharman and Malkowski， 2020），目前主要有以下几种方法获得：（1）YSG：最年轻单颗粒年龄（Dickinson and Gehrels， 2009）；（2）YC1s：最年轻年龄峰中两个以上颗粒的单标准差加权年龄（Dickinson and Gehrels， 2009）；（3）YC2s：最年轻年龄峰中两个以上颗粒的双标准差加权年龄（Dickinson and Gehrels， 2009）；（4）Y3Zo：最年轻的三个颗粒的双标准差加权年龄（Ross et al.， 2017）；（5）YPP：两个或以上颗粒的最年轻年龄峰（Dickinson and Gehrels， 2009）；（6）YSP：两组最年轻锆石群的加权年龄，加权平均方差在1附近（Coutts et al.， 2019）；（7）tau：所有年轻峰中锆石的加权年龄（Barbeau et al.， 2009）.本文使用基于Python语言编写的detritalPy工具包进行最大沉积年龄的计算（Sharman et al.， 2018）.

3 岩石地层

根据渤海湾盆地中生界钻井岩心、测录井特征，研究区中生界可划分为8个岩石地层单元.

（1）三叠系陆相红层，地层为紫红色泥岩与棕色、紫红色粉砂岩、细砂岩、钙质砂岩交互沉积，整合于石千峰组之上，厚度一般为500~ 800 m，最厚可在1 000 m以上.测井曲线底部较平直，顶部为指状，电阻率较高（图2d、图2f）.主要分布在张家口‒蓬莱断裂以南，盐山‒歧口‒兰聊断裂以西的区域；其中临清坳陷的东濮凹陷北部、汤阴凹陷、莘县凹陷、堂邑低凸起、冠县凹陷、德州凹陷、馆陶低凸起和巨鹿凹陷以及黄骅坳陷的吴桥凹陷、东光低凸起、南皮凹陷、徐黑凸起和王官屯低凸起均有发育.在临清坳陷根据岩性和测井响应，该地层被划分为刘家沟组、和尚沟组和二马营组（蒋飞虎等，2006）（图2d）.黄骅坳陷地区则统一将位于石千峰组以上的红色碎屑地层划为下、中三叠统（彭兆蒙，2007）（图2f）.

（2）侏罗系含煤地层，厚度一般为100~500 m，最厚可达1 000 m.侏罗系含煤地层主要分布在张家口‒蓬莱断裂以南的区域，但东西地区地层岩性存在些许差异.东部地层底部为冲积扇砂砾岩，顶部为湖沼相砂泥岩夹煤层（图2g、图2k），主要分布在黄骅坳陷的西南庄‒柏格庄凸起、埕北斜坡以及济阳坳陷的埕北低凸起、车镇凹陷的大王庄、义和庄凸起东部、沾化凹陷、东营凹陷南部、西部和北部斜坡.西部地区暗色砂泥岩互层，含少量煤（图2a、图2e、图2f）；主要分布在冀中坳陷的杨村斜坡，黄骅坳陷的吴桥凹陷、东光低凸起、南皮凹陷、徐黑凸起和王官屯低凸起，济阳坳陷的惠民凹陷南部、曲提地垒，临清坳陷的德州凹陷部分地区、莘县凹陷、丘县凹陷.侏罗系含煤地层在济阳坳陷和临清坳陷地区为坊子组（胜利油田石油地质志编辑委员会，1993；蒋飞虎等，2006）（图2e、图2k），冀中坳陷地区为葛渔城组和杨村组（修申成等，2003）（图2a），黄骅坳陷地区的侏罗系含煤地层与其上部侏罗系灰色砂岩地层则被统一称为下、中侏罗统（大港油田石油地质志编辑委员会，1991），本文将下部含煤地层单独划为一个岩石地层单元，与其他地区进行对比（图2f、图2g）.

（3）侏罗系灰色砂岩层，分布范围与侏罗系含煤层相近，主要分布在张家口‒蓬莱断层以南的区域，是连续沉积于含煤层之上的一套河流相灰色砂岩与紫红色泥岩互层，厚度一般为200~500 m，最厚可在800 m以上.灰色砂岩层在济阳坳陷和临清坳陷地区为三台组（胜利油田石油地质志编辑委员会，1993；蒋飞虎等，2006）（图2e、图2k），在冀中坳陷地区为苏桥组（修申成等，2003）（图2b），在黄骅坳陷地区统一将其与下部侏罗系含煤地层统一称为下、中侏罗统（大港油田石油地质志编辑委员会，1991），本文将上部灰色砂岩地层单独划为一个岩石地层单元，与其他坳陷进行对比（图2f、图2g）.

（4）侏罗系红色砂砾岩层，分布范围比较局限，在张家口‒蓬莱断裂以南的文安斜坡、舍女寺构造带、内丘凹陷、垦东凸起以及沾化凹陷南部的部分地区发育.岩性为红色冲积扇砂砾岩（图2b、图2e、图2h），地层厚度变化比较大，在20~700 m之间.侏罗系红色砂砾岩地层的岩性与上下地层存在差异，本文将其单独划分为一个岩石地层单元.

（5）下白垩统下部含基性火山岩红层，地层分布很局限，受控于盐山‒歧口‒兰聊断裂和郯庐断裂带两条走滑断裂，在黄骅坳陷的北大港和南大港地区以及辽河坳陷的兴隆台、曙光和三界泡等地区分布，厚度变化大，在100~500 m之间.在辽河坳陷为紫红色火山角砾岩（图2n），在黄骅坳陷前人将含火山岩地层统一归为上侏罗统‒下白垩统（大港油田石油地质志编辑委员会，1991），本文将下白垩统下部的含基性火山岩红层划为一个岩石地层单元.

（6）下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层，厚度在500~800 m之间.分布范围较大，渤海湾盆地的大部分地区均有分布，尤以盐山‒歧口‒兰聊断裂、郯庐断裂带和太行山东断裂附近地层厚度最大.地层底部发育厚层中、基性火山熔岩或火山碎屑岩，顶部为灰色碎屑岩.在冀中坳陷为卢沟桥组（杜金虎等，2002）（图2c），在临清坳陷为临西组（蒋飞虎等，2006）（图2e），在济阳坳陷为蒙阴组（胜利油田石油地质志编辑委员会，1993）（图2l），在渤中、辽东湾和辽河坳陷则为义县组和九佛堂组（辽河油田石油地质志编辑委员会，1993；刘士磊等，2017）（图2m、图2o），本文将黄骅坳陷下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层单独划为一个地层单元（图2i）.

（7）下白垩统上部含中、基性火山岩地层，地层同样广泛分布，厚度在400~600 m之间，在盐山‒歧口‒兰聊断裂、郯庐断裂带和太行山东断裂三条断裂附近厚度较大.在济阳坳陷岩性为紫红色火山岩与碎屑岩互层，称为西洼组（胜利油田石油地质志编辑委员会，1993）（图2l）.在冀中坳陷地区为丰台组（杜金虎等，2002）（图2e），在临清坳陷为丘城组（蒋飞虎等，2006）（图2e），在渤中、辽东湾和辽河坳陷为沙海组和阜新组（辽河油田石油地质志编辑委员会，1993；刘士磊等，2017）（图2m、图2o），岩性为灰黑色砂泥岩互层.本文将黄骅坳陷下白垩上部含中、基性火山岩的红色地层单独划为一个地层单元（大港油田石油地质志编辑委员会，1991）（图2i）.

（8）上白垩统含酸性火山岩红层，地层分布在盐山‒歧口‒兰聊断裂、郯庐断裂带和太行山东断裂三条断裂附近；在冀中坳陷的石家庄凹陷和无极藁城低凸起，黄骅坳陷的风化店地区，临清坳陷的丘县凹陷、邯郸凹陷、莘县凹陷和馆陶凸起的部分地区以及辽河坳陷西部凹陷的部分地区发育；厚度在200~500 m之间.在冀中坳陷地区和临清坳陷地区为无极组（杜金虎等，2002；蒋飞虎等，2006），在辽河坳陷为孙家湾组（辽河油田石油地质志编辑委员会，1993）（图2o），地层为红色砂泥岩互层.但在黄骅坳陷则为酸性火山岩夹红色碎屑岩（图2j）.

4 孢粉组合

本文对渤海湾盆地不同地区不同层位共计89个井段的孢粉数据进行多元统计分析，划分孢粉组合.

4.1　多元统计分析

4.1.1　聚类分析

聚类分析可以根据各孢粉类型之间的亲缘关系，对孢粉化石进行分类.本次选取22类主要孢粉分子（如Cyathidites、Cicatricosisporites、Classopollis等含量大于40%的孢粉）及特征分子（Triassisporites、Angiospermae等具有时代指示意义的孢粉），对89个井段的孢粉数据进行Q型聚类分析.聚类结果如图3所示，将孢粉数据分为8组和8个亚组，不同岩性地层单元之间的孢粉数据存在差异.根据聚类分析结果，将三叠系陆相红层、侏罗系含煤层、侏罗系灰色砂岩层、侏罗系红色砂砾岩层、下白垩统下部含基性火山岩红层、下白垩统上部含中、基性火山岩层和上白垩统含酸性火山岩红层的孢粉数据聚为一类，下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层的数据聚为两类.中侏罗系灰色砂岩层、下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层和下白垩统上部含中、基性火山岩层的孢粉还可进一步划分为两小类.

4.1.2　主成分分析

主成分分析可以在损失很少信息的情况下，将多个变量转变为几个主要成分，从而使得数据降维.本文对聚类分析的孢粉数据进行主成分分析，检验聚类分析结果.结果显示（图4），侏罗系含煤层与侏罗系灰色砂岩层的孢粉数据以及下白垩统中部含中、基性火山岩灰色砂岩层和下白垩统上部含中、基性火山岩层的孢粉数据在双标图上有很多重复，三叠系陆相红层、侏罗系红色砂砾岩层、下白垩统下部含基性火山岩红层、上白垩统含酸性火山岩红层的孢粉数据较易区分，三叠系陆相红层主要发育Triassisporis、Cordaitina、Calamospora、Florinites等孢粉分子，侏罗系红色砂砾岩层主要富集Lueckisporites、Classopollis等孢粉分子，下白垩统下部含基性火山岩红层富集Cicatricosisporites、Lygodiumsporites等分子，上白垩统含酸性火山岩红层发育Angiospermae、Ephedripites等分子.

侏罗系含煤层、侏罗系灰色砂岩层、下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层、下白垩统上部含中、基性火山岩层的孢粉数据主成分分析显示，其内部存在一些差异（图5）.侏罗系含煤层分为两类，一类主要发育Cyathidites、Leiotriletes、Cycadopites、Quadraeculina等孢粉分子，另一类主要发育Piceites、Piceaepollenites、Pinuspollenites、Podocarpidites等孢粉分子.侏罗系灰色砂岩层也分为两部分，一部分为Osmundacidites、Cyathidites、Apiculatasporites、Abietineaepollenites等孢粉分子，另一部分为Piceites、Neoraistrickia、Leitriletes、Quadraeculina等孢粉分子.下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层一类为Hymenophyllumsporites、Gleicheniidites等孢粉分子，另一类为Klukisporites、Cerebropollenites、Classopollis等孢粉分子.下白垩统上部含中、基性火山岩层一部分为被子植物（Angiospermae）花粉、Taxodiaceaepollenites等孢粉，另一部分为Cyathidites、Osmundacidites、Cedripites等孢粉分子.

4.1.3　对应分析

对应分析是对同一变量各个类别之间的差异和不同变量各个类别对应关系的一种多元统计分析.基于对应分析，可以区分不同孢粉类型之间，以及孢粉类型与岩性地层单元之间的亲疏关系.8个地层单元35类孢粉分子的多元对应分析结果显示（图6），第一维度占比41.8%，第二维度占比19.3%，两个维度合计占比61.1%，可以说明大部分数据的对应关系.各地层单元离散分布，差异明显.Ephedripites、Schizaeoisporites、Alsophilidites、Angiospermae等孢粉分子与上白垩统含酸性火山岩红层关系较近.Taxodiaceaepollenites、Lygodioisporites、Hsuisporites等孢粉分子与下白垩统上部含中、基性火山岩层距离接近.下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层与Todisporites、Cyclogranisporites等孢粉分子关系更紧密.Cedripites、Appendicisporites、Pinuspollenites等孢粉分子与下白垩统下部含基性火山岩红层距离靠近.Cicatricosisporites介于下白垩统下部含基性火山岩红层和上部含中、基性火山岩层之间.Abietineaepollenites、Podocarpidites、Lygodiumsporites和Klukisporites介于下白垩统下部含基性火山岩红层和中部含中、基性火山岩灰色地层之间.Classopollis更多地分布在侏罗系红色砂砾岩层.侏罗系灰色砂岩层与三叠系陆相红层存在部分孢粉类型重叠.Lycopodiumsporites、Cycadopites、Deltoidospora、Osmundacidites和Cibotiumspora与侏罗系灰色砂岩层关系较近.Triassisporis、Cordaitina、Aratrisporites和Florinites与三叠系陆相红层距离接近.侏罗系含煤地层与Cyathidites、Granulatisporites、Quadraeculina、 Leiotriletes、Neoraistrickia等孢粉分子关系较近.

4.2　孢粉组合

多元统计分析结果显示各岩石地层单元的孢粉数据区别明显，本文对研究区孢粉数据进行总结，共划分出8个孢粉组合（图7）.

（1）Aratrisporites-Triassisporis-Pityosporites（ATP）孢粉组合.该组合主要发育在临清坳陷的三叠系陆相红层，裸子植物花粉含量（71.94%）多于蕨类植物孢子（28.06%）.蕨类植物孢子中Aratrisporites（2.56%）较多，见三叠纪特征分子Triassisporis（1.65%），常见Leiotriletes、Punctatisporites、Laevigatosporites等.裸子植物花粉以不具肋条的双气囊花粉为主，如Pityosporites（14.60%）、Alisporites（5.31%）、Pinuspollenites（1.17%）、Piceaepollenites（0.73%）等，具肋条的双气囊额花粉也常发育，如Chordasporites（3.88%）、Taeniaesporites（2.65%）、Chordasporites（3.88%），Striatoabieites（0.18%）等.常见Cycadopites，可见Cordaitina、Florinites等古老分子（图7）.

（2）Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Classopollis（COCC）组合.该组合出现在冀中、临清、黄骅、济阳及渤中坳陷的侏罗系含煤地层，包含Cyathidites-Osmundacidites-Classopollis和Cyathidites-Cycadopites-Classopollis两个亚组合.蕨类植物孢子的含量（60.95%）高于裸子植物花粉（39.05%）.蕨类植物孢子以Cyathidites（24.14%）等桫椤科孢子最为发育，在渤中坳陷含量最高（33.47%）.紫萁科孢子Osmundacidites占一定数量（3.56%），常见Leiotriletes、Duplexisporites等.裸子植物花粉中以掌鳞杉科花粉Classopollis（14.44%）和单沟花粉Cycadopite（8.03%）居多，Classopollis在临清坳陷含量最多，为16.54%，渤中坳陷相对较少，为8.02%，冀中坳陷的Cycadopite含量达17.66%.常见Quadraeculina、 Piceites、Pinuspollenites等裸子植物花粉（图7）.

（3）Cyathidites-Osmundacidites-Deltoidospora-Cycadopites（CODC）组合.该组合见于黄骅、济阳和渤中坳陷的侏罗系灰色砂岩层，包含Cyathidites-Deltoidospora-Cycadopites和Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites两个亚组合.蕨类植物孢子（64.71%）占优势，包含74个属类，分异度较高.以Cyathidites（14.12%）等桫椤科孢子和Osmundacidites（10.10%）居多.黄骅坳陷的Cyathidites（18.71%）含量最高，济阳坳陷的Osmundacidites（10.22%）含量最高.蕨类植物常见Deltoidospora、Lycopodiumsporites、Cibotiumspora等.裸子植物花粉以Cycadopites（6.03%）为主，松柏类具囊花粉和原始松柏类花粉常出现，如Piceaepollenites、Podocarpidites、Piceites、Protoconiferus等（图7）.

（4）Classopollis-Abietineaepollenites（CA）组合.该组合产于济阳坳陷的侏罗系红层砂砾岩层，以裸子植物花粉（94.55%）为主.其中Classopollis占绝对优势，为69.26%.松柏类花粉Abietineaepollenites（8.82%）和Pinuspollenites（6.50%）含量也较高，常见Psophosphaera、Piceaepollenites、Podocarpidites等（图7）.

（5）Cicatricosisporites-Lygodiumsporites-Classopollis（CLC）组合.该组合见于黄骅和渤中坳陷的下白垩统下部含基性火山岩红层，裸子植物花粉（64.33%）的含量高于蕨类植物孢子（35.67%）.蕨类植物孢子以Cicatricosisporites（16.69%）、 Lygodiumsporites（4.91%）、Klukisporites（1.46%）等海金沙科孢子为主.裸子植物花粉中Classopollis（17.95%）占绝对优势，Pinuspollenites（8.44%）、 Piceaepollenites（4.21%）、Cycadopites（4.04%）较多，常见Podocarpidites、Abietineaepollenites、Piceites等（图7）.

（6）Lygodiumsporites-Cicatricosisporites-Osmundacidites-Cycadopites（LCOC）组合，主要发育于临清、黄骅、济阳和渤中坳陷的下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层，包含Lygodiumsporites-Cyathidites-Classopollis和Lygodiumsporites-Osmundacidites-Cycadopites两个亚组合.蕨类植物孢子（56.44%）的含量高一些，以海金沙科孢子Lygodiumsporites（11.51%）为主，其在黄骅（16.98%）和济阳坳陷（10.10%）含量最多；其次为Osmundacidites（5.48%），Cicatricosisporites（2.93%）和Klukisporites（1.33%）含量也较多.Osmundacidites在济阳坳陷（14.14%）含量最多，渤中坳陷Cicatricosisporites（9.02%）含量较多.蕨类植物孢子常见Cyclogranisporites、 Leiotriletes、Trilites、Cyathidites等.裸子植物花粉含量为43.56%，以Cycadopites（4.34%）为主.Podocarpidites（3.97%）、Paleoconiferus（3.74%）、Classopollis（3.32%）含量也较多（图7）.

（7）Cicatricosisporites-Schizaeoisporites-Classopollis-Piceites（CSCP）组合.该组合分布广泛，在大部分坳陷的下白垩统上部含中、基性火山岩层，包含Lygodiumsporites-Cyathidites-Classopollis和Lygodiumsporites-Osmundacidites-Cycadopites两个亚组合.裸子植物花粉（61.86%）占优势，其中以Classopollis（30.82%）为主，其中黄骅坳陷的含量最多，达43.98%.常见Cycadopites、Pinuspollenites、Podocarpidites等.蕨类植物孢子含量为37.77%.以Cicatricosisporites（14.80%）和Schizaeoisporites（11.58%）为主，Cicatricosisporites在辽河坳陷（28.30%）和冀中坳陷（26.79%）含量最多，Schizaeoisporites在渤中坳陷（18.00%）含量最多.零星出现Tricolporopollenites、Tricolporoidites等被子植物花粉（图7）.

（8）Schizaeoisporites-Ephedripites-Classopollis（SEC）组合.主要发育于冀中、临清和渤中坳陷的上白垩统含酸性火山岩红层，蕨类植物孢子含量为57.17%.其中Schizaeoisporites（41.87%）占绝对优势.裸子植物花粉占41.49%，以Classopollis（12.62%）和Ephedripites（8.03%）为主.渤中坳陷Classopollis（20.41%）含量最高.裸子植物花粉常见Taxodiaceaepollenites、Pinuspollenites、Podocarpidites、Piceaepollenites等（图7）.Tricolporopollenites（1.34%）等被子植物花粉占一定比例.

5 年代地层

本文对1块火山岩及6块碎屑岩进行锆石定年分析，结合前人的数据，对碎屑岩锆石最大沉积年龄进行计算，综合孢粉地层年龄、碎屑岩最大沉积年龄及火山岩年龄，对渤海湾盆地地层时代进行讨论.

5.1　碎屑岩及火山岩锆石测年数据结果

采集黄骅坳陷C4-5井的侏罗系含煤地层中砂岩1块，深度2 785.3 m.随机挑选300颗碎屑锆石，制靶并进行CL拍照，从中选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在100.5~245.3 μm之间，中生代锆石颗粒具有明显振荡环带，晶体边缘锋利清晰，为岩浆成因锆石.古生代和前寒武纪锆石晶体浑圆，部分锆石颜色较深，无分带或面状分带，为变质成因锆石（图8）.94颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为3组，第1组47颗锆石年龄在162~424 Ma之间，第2组17颗锆石年龄在 1 677~1 910 Ma之间，第3组30颗锆石年龄在 2 187~2 763 Ma之间.显生宙47颗锆石年龄可被进一步划分为162~197 Ma（n=7）、226~ 299 Ma（n=24）、302~424 Ma（n=16）三组（图9）.

采集黄骅坳陷NV19井的侏罗系灰色砂岩层中砂岩1块，深度3 125.50 m.随机挑选300颗碎屑锆石，制靶并进行CL拍照，从中随机选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在101.5~315.2 μm之间，中生代锆石颗粒具有明显振荡环带，晶体边缘锋利清晰，为岩浆成因锆石.古生代和前寒武纪锆石晶体浑圆，部分锆石颜色较深，无分带或面状分带，为变质成因锆石（图8）.83颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为3组，第1组43颗锆石年龄在142~351 Ma之间，第2组5颗锆石年龄在1 702~1 880 Ma之间，第3组35颗锆石年龄在2 444~2 616 Ma之间.显生宙43颗锆石年龄可被进一步划分为142~161 Ma（n=7）、210~ 300 Ma（n=17）、334~351 Ma（n=3）三组（图9）.

采集黄骅坳陷GUAN142井的侏罗系灰色砂岩层中砂岩1块，深度2 588.50 m.随机挑选300颗碎屑锆石，制靶并进行CL拍照，从中随机选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在100.3~ 323.4 μm之间，中生代锆石颗粒具有明显振荡环带，晶体边缘锋利清晰，为岩浆成因锆石.古生代和前寒武纪锆石晶体浑圆，部分锆石颜色较深，无分带或面状分带，为变质成因锆石（图8）.89颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为2组，第1组28颗锆石年龄在160~412 Ma之间，第2组58颗锆石年龄在2 243~2 720 Ma之间，另有3颗锆石年龄为 974 Ma、1 916 Ma和1 924 Ma.显生宙28颗锆石年龄可被进一步划分为160~190 Ma（n=12）、204~328 Ma（n=14）、403~412 Ma（n=2）三组（图9）.

采集冀中坳陷SU50井的侏罗系红色砂砾岩层中砂岩1块，深度3 859.5 m.随机挑选300颗碎屑锆石，制靶并进行CL拍照，从中随机选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在100.1~211.2 μm之间.大部分锆石晶体浑圆，为再旋回锆石，其中部分具有明显振荡环带，为岩浆成因，部分锆石颜色较深，无分带或面状分带，为变质成因（图8）.98颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为3组，第1组32颗锆石年龄在241~373 Ma之间，第2组45颗锆石年龄在 1 718~1 965 Ma之间，第3组21颗锆石年龄在2 473~2 716 Ma之间.显生宙32颗锆石年龄可进一步划分为241~263 Ma（n=5）292~339 Ma（n=20）、354~373 Ma（n=7）三组（图9）.

采集黄骅坳陷NV82井的侏罗系红色砂砾岩层中砂岩1块，深度2 100 m.为更好地约束侏罗系红色砂砾岩层的地层时代，在挑选锆石时，选取自形程度好，棱角分明，形态相对较简单且变化不大的颗粒，进行制靶和CL拍照，共挑选300颗碎屑锆石，从中选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在103.4~275.1 μm之间，颗粒具有明显振荡环带，锆石晶体边缘锋利清晰，为岩浆成因锆石.古生代和前寒武纪部分锆石颜色较深，无分带，为变质成因锆石（图8）.97颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为3组，第1组86颗锆石年龄在229~384 Ma之间，第2组7颗锆石年龄在1 788~1 885 Ma之间，第3组4颗锆石年龄在2 452~2 532 Ma之间.显生宙86颗锆石年龄可被进一步划分为229~298 Ma（n=70）和310~384 Ma（n=16）两组（图9）.

采集临清坳陷NC1井的侏罗系红色砂砾岩层中砂岩1块，深度2 510 m.随机挑选300颗碎屑锆石，制靶并进行CL拍照，从中选取100颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石粒径在100.1~200.2 μm之间，大部分锆石晶体浑圆，为再旋回锆石，其中部分具有明显振荡环带，为岩浆成因，部分锆石颜色较深，无分带，为变质成因（图8）.97颗锆石年龄的协和度大于90%，可分为3组，第1组20颗锆石年龄在208~439 Ma之间，第二组73颗锆石年龄在1 746~2 131 Ma之间，第3组4颗锆石年龄在2 431~2 555 Ma之间.显生宙20颗锆石年龄可被进一步划分为208~274 Ma（n=12）和308~439 Ma（n=8）两组（图9）.

采集冀中坳陷JI2井的下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层中凝灰岩1块，深度2 502.1 m.挑选150颗锆石，制靶并进行CL拍照，从中选取35颗锆石颗粒进行U-Pb测年.锆石颗粒较细，粒径在50.2~ 110.3 μm之间，颗粒具有明显振荡环带，晶体边缘锋利清晰，为岩浆成因锆石（图8）.其中仅有6颗锆石年龄的协和度大于90%，锆石年龄基本都在谐和线上，²⁰⁶Pb/²³⁸U的加权年龄为（117.2±2.1） Ma（图9）.

5.2　地层时代

对前人中生界碎屑岩锆石U-Pb年龄、自生伊利石K-Ar年龄、火山岩锆石U-Pb年龄进行搜集整理，其中包括黄骅坳陷23块火山岩样品的锆石U-Pb年代学数据和8块沉积岩样品的锆石U-Pb年代学数据，临清坳陷1块沉积岩的自生伊利石K-Ar年代学数据，济阳坳陷2块火山岩样品的锆石U-Pb年代学数据和6块沉积岩样品的自生伊利石K-Ar年代学数据，渤中坳陷14块火山岩样品的锆石U-Pb年代学数据，以及辽河坳陷5块火山岩样品的锆石U-Pb年代学数据（表1）.对分析和整理的碎屑锆石U-Pb年代学数据进行碎屑锆石最大沉积年龄的计算，结合沉积岩自生伊利石K-Ar数据、火山岩锆石年代学数据和生物地层时代，以对地层时代进行约束.

5.2.1　三叠系陆相红层

红层中常发育三叠纪重要分子Aratrisporites和常见分子Chordasporites，含有一定量的中三叠统特色分子Triadispora，可见一些古老的孑遗分子Cordaitina和Florinites.三叠系红层的孢粉组合特征和岩性特征与我国北方陕甘盆地和沁水盆地广泛分布的下、中三叠统相似（曲立范等，1983），对应于下、中三叠统的印度阶、奥伦尼克阶和安尼阶，在我国陆相阶中为吉木萨尔阶、府谷阶和吴堡阶，年龄在252~247 Ma（童金南等，2019）.

黄骅坳陷的DG1井三叠系红层中碎屑锆石最大沉积年龄的YC1s年龄为（258.1±2.9） Ma（MSWD=0.62），YC2s年龄为（258.8±5.4） Ma（MSWD=0.19），Y3Zo年龄为（257.3±3.5） Ma（MSWD=0.91），YPP年龄为259.6 Ma，YSP年龄为（258.8±2.7） Ma（MSWD=0.75），tau年龄为（258.8±2.7） Ma（MSWD=0.75），这些年龄与生物地层年龄相差较大，YSG年龄为（241.4±6.8） Ma，可以代表最大沉积年龄（图10）.黄骅坳陷的Z1532井三叠系红层中碎屑锆石最大沉积年龄的YSG年龄为（237.0±5.0） Ma，YC1s年龄为（247.2±2.2） Ma（MSWD=0.62），YC2s年龄为（249.7±3.5） Ma（MSWD=0.35），Y3Zo年龄为（247.7±2.5） Ma（MSWD=0.53），YPP年龄为250.5 Ma，年龄值均在区域地层年龄之间，但5颗年轻碎屑锆石求得的YSP和tau年龄值为（248.2±1.9） Ma，其平均方差为1.26，显示数据离散程度最低，可代表最大沉积年龄（图10）.临清坳陷的砂岩中自生伊利石K-Ar年龄为（239.9±3.0） Ma（表1；蒋飞虎等，2006），但自生伊利石受成岩作用影响和分离提纯技术的制约，自生伊利石K-Ar年龄仍有不确定性，其年龄仅作为参考年龄.综合以上分析，地层的地质时代应归为早、中三叠世，最大沉积年龄为（241.4±6.8） Ma.

5.2.2　侏罗系含煤地层

侏罗系含煤地层的孢粉组合中出现侏罗纪重要孢粉分子Cyathidites、Deltoidospora、Osmundacidites、Neoraistrickia、Lycopodiumsporites等，其中Cyathidites含量较高.Classopollis在欧亚地区早侏罗世Toarcian期含量达到一个高峰，至中侏罗世早期减少（钟筱春等，2003），含煤地层的孢粉组合中Classopollis占较大比例，与早侏罗世的特征类似.组合中零星出现三叠纪孑遗分子Aratrisporites和古老的孑遗分子Cordaitina和Florinites.孢粉组合的这些特征与我国新疆北部的三工河组（邓胜徽等，2010）和辽宁西部的北票组（刘淼等，2019）的孢粉组合特征类似，对应于下、中侏罗统的普林斯巴阶、托阿尔阶、阿林阶和巴柔阶，在我国陆相侏罗系中为硫磺沟阶，年龄为~190.8~168 Ma（黄迪颖，2019）.

黄骅坳陷的YE21井侏罗系含煤地层中砂岩碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（168.7±2.8） Ma、（172.9±1.2） Ma（MSWD=0.72）、（171.8±2.4） Ma（MSWD=0.46）、（170.8±1.6） Ma（MSWD=1.70）、173.5 Ma、（173.4±1.1） Ma（MSWD=1.13）、（172.2±1.1） Ma（MSWD=2.10），其中YSP年龄与生物地层年龄相符，且具有较好的方差值（图10）.黄骅坳陷的C4-5井侏罗系含煤地层砂岩碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（161.8±4.5） Ma、（187.2±4.8） Ma（MSWD=0.72）、（191.9±6.3） Ma（MSWD=0.47）、（189.9±3.8） Ma（MSWD=2.0）、194.5 Ma、（187.2±4.8） Ma（MSWD=0.72）、（191.9±3.2） Ma（MSWD=1.85），YC1s、Y3Zo、YSP年龄与生物地层年龄相符，其中YC1s和YSP具有较好的方差值（图10）.济阳坳陷的ZHUANG181井、ZHUANG119井和ZG17井侏罗系含煤地层砂岩自生伊利石K-Ar年龄分别为（172.12±1.29） Ma、（175.07±1.12） Ma和（188.04±1.19） Ma，具有一定的参考价值（表1；刘华等，2014）.综上，该地层的地质时代应归为早‒中侏罗世，最大沉积年龄为（173.4±1.1） Ma.

5.2.3　侏罗系灰色砂岩地层

侏罗系灰色砂岩地层的孢粉组合中，出现侏罗纪重要孢粉分子Cyathidites、Deltoidospora、Osmundacidites、Quadraeculina等，其中Cyathidites、Deltoidospora等桫椤科孢粉分子含量有所下降，Osmundacidites、Classopollis含量减少，在部分井段（如KQ9-3井）仍占一定比例，Classopollis在欧亚地区中侏罗世含量达到一个低值，到晚侏罗世明显增加（钟筱春等，2003）.孢粉组合中常见中侏罗世重要分子Neoraistrickia和Lycopodiacidites，Chasmatosporites、Aratrisporites等三叠纪的残余分子及古老的孑遗分子Cordaitina和Florinites已经基本消失.这些特征与我国新疆北部中侏罗统的西山窑组和头屯河组（黄嫔和李建国，2007）、鄂尔多斯北部的延安组和直罗组（孙立新等，2017）、内蒙古的海房沟组（张前旗等，2018）孢粉特征相似，对应于中、上侏罗统的巴通阶、卡洛夫阶和牛津阶，在我国陆相侏罗系中为石河子阶和玛纳斯阶，年龄为168~155 Ma（黄迪颖，2019）.

黄骅坳陷的NV19井侏罗系灰色砂岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（141.5±6.9） Ma、（154.6±1.4） Ma（MSWD=1.20）、（155.3±2.6） Ma（MSWD=0.21）、（154.1±3.0） Ma（MSWD=0.13）、155.1 Ma、（155.3±1.3） Ma（MSWD=0.47）、（154.8±1.3） Ma（MSWD=1.15），其中YSP年龄与生物地层年龄相符，且具有较好的方差值（图10）.黄骅坳陷的GUAN142井侏罗系灰色砂岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（159.8±4.1） Ma、（160.5±3.2） Ma（MSWD=0.36）、（164.4±3.8） Ma（MSWD=0.49）、（162.2±2.6） Ma（MSWD=1.95）、166.4 Ma、（160.5±3.2） Ma（MSWD=0.36）、（164.4±1.9） Ma（MSWD=1.95），其中YC2s年龄具有较好的方差值（图10）.黄骅坳陷的YE21-1井侏罗系灰色砂岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（152.0±4.0） Ma、（153.0±2.3） Ma（MSWD=0.75）、（152.9±4.5） Ma（MSWD=0.27）、（153.0±2.3） Ma（MSWD=0.75）、152.7 Ma、（153.0±2.3） Ma（MSWD=0.75）、（153.0±2.3） Ma（MSWD=0.85），年龄均与生物地层年龄不符，选取第5至第7年轻碎屑锆石的加权年龄为最大沉积年龄，即为163.0±4.1 Ma（图10）.黄骅坳陷的WANG22-1井侏罗系灰色砂岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（164.0±6.0） Ma、（170.3±1.6） Ma（MSWD=0.42）、（171.2±2.6） Ma（MSWD=0.57）、（169.5±1.7） Ma（MSWD=1.84）、175.2 Ma、（171.1±1.4） Ma（MSWD=0.76）、（174.8±0.9） Ma（MSWD=4.71），YSG年龄与生物地层年龄相符（图10）.黄骅坳陷的TC1井侏罗系灰色砂岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄分别为（157.0±6.0） Ma、（161.3±1.8） Ma（MSWD=0.29）、（162.3±3.1） Ma（MSWD=0.14）、（160.2±3.1） Ma（MSWD=0.14）、162.1 Ma、（162.5±1.6） Ma（MSWD=0.90）、（162.5±1.6） Ma（MSWD=0.58），YSP年龄与生物地层年龄相符，且具有较好的方差值（图10）.济阳坳陷ZG17井侏罗系灰色砂岩地层中自生伊利石K-Ar年龄为（166.2±2.2） Ma，具有一定的参考价值（表1，刘华等，2014）.综上，该地层的地质时代应归为中‒晚侏罗世，最大沉积年龄为（155.3±1.3） Ma.

5.2.4　侏罗系红色砂砾岩地层

侏罗系红色砂砾岩地层的孢粉组合中，Classopollis含量占绝对优势，Classopollis在欧亚地区晚侏罗世达到了顶峰（钟筱春等，2003），侏罗系红色砂砾岩地层中的孢粉特征与之相似.孢粉组合中松柏类植物花粉占一定比例，不含有Cicatricosisporites、Lygodiumsporites等早白垩世特征分子，其孢粉组合的这些特征与我国燕辽地区土城子组一段相似（万晓樵等，2020），对应于上侏罗统的钦莫利阶和提塘阶，在我国陆相侏罗系中为未建阶，年龄为155~145 Ma（黄迪颖，2019）.

冀中坳陷的SU50井、黄骅坳陷的NV82井和临清坳陷的NC1井侏罗系红色砂砾岩地层中碎屑锆石的最大沉积年龄的YSG、YC1s、YC2s、Y3Zo、YPP、YSP、tau年龄在208 Ma至263 Ma之间，均远老于生物地层年龄（图10）.这可能与物源为再旋回的古老地层有关.因此采用生物地层年龄作为地层年龄，该地层的地质时代应为晚侏罗世.

5.2.5　下白垩统下部含基性火山岩红层

下白垩统下部含基性火山岩红层中孢粉组合中早白垩世重要分子Cicatricosisporites和Lygodiumsporites占比较大，松柏类双气囊花粉繁盛，如Pinuspollenites等.与冀北地区的大北沟组孢粉组合可对比（林妙琴和李建国，2021）.黄骅坳陷下白垩统下部火山岩年龄在140 Ma至132 Ma之间，而辽河坳陷下白垩统下部火山角砾岩中的火山岩锆石U-Pb年龄为中侏罗世（表1，图11），笔者推测其为火山岩角砾的年龄.研究区火山岩年龄与冀北‒辽西地区的后城组和张家口组火山岩年龄接近（张宏等，2005a；杨进辉等，2006），对应于下白垩统的凡兰吟阶和欧特里沃阶，在我国陆相下白垩统中为冀北阶，年龄为139~130 Ma（席党鹏等，2019）.

5.2.6　下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层

下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层中孢粉组合早白垩世重要分子海金沙科孢子Lygodiumsporites占较大比例，Cicatricosisporites、Klukisporites等早白垩世分子也占一定比例.黄骅坳陷、渤中坳陷及辽河坳陷的下白垩统中部火山岩年龄为128~121 Ma（表1，图11），与冀北‒辽西地区的义县组火山岩年龄接近（张宏等，2005b），济阳坳陷蒙阴组沉积岩自生伊利石K-Ar年龄为（129.01±1.06） Ma和（123.54±1.11） Ma（表1；刘华，2014），具有一定参考价值.综合以上分析结果，下白垩统中部火山岩地层对应于下白垩统的巴列姆阶和部分阿普特阶，在我国陆相下白垩统中为热河阶，年龄为130~116 Ma（席党鹏等，2019）.

5.2.7　下白垩统上部含中、基性火山岩地层

下白垩统上部含中、基性火山岩地层的孢粉组合中白垩纪重要分子Cicatricosisporites仍占一定比例，繁盛于早白垩世晚期和晚白垩世的重要分子Schizaeoisporites含量较多.被子植物花粉零星出现，Classopollis为优势属群，孢粉组合特征与山东的大盛群相似（司双印，2002）.黄骅坳陷、冀中坳陷、济阳坳陷及渤中坳陷下白垩统上部火山岩年龄为119~103 Ma（表1，图11）.综上，下白垩统上部火山岩地层大致对应于下白垩统的部分阿普特阶和阿尔必阶，在我国陆相下白垩统中为辽西阶，年龄为116.0~100.5 Ma（席党鹏等，2019）.

5.2.8　上白垩统含酸性火山岩红色地层

上白垩统红层中孢粉组合中晚白垩世重要分子Schizaeoisporites占绝对优势，晚白垩世常见分子Ephedripites占一定比例，Tricolporopollenites等孢子植物花粉也常见.上白垩统红层的岩性和孢粉组合与辽西地区的孙家湾组相似（席党鹏等，2019）.然而黄骅坳陷风化店‒枣园地区酸性火山岩年龄为70~76 Ma（表1，图11），火山岩年龄接近于辽西地区的大兴庄组（邴志波等，2003），两者可对比性较差.由于存在诸多不确定性，暂将上白垩统酸性火山岩红层地层时代归为上白垩统.

6 综合地层格架与演化

综合以上地层岩性、孢粉组合及地层年代结果，对渤海湾盆地中生代综合地层框架及演化进行分析（图12）.早、中三叠世渤海湾盆地地区为华北克拉通大型陆内坳陷沉积盆地的一部分（李三忠等，2010），气候干旱，发育陆相河湖相砂泥岩红色地层，以及Aratrisporites-Triassisporis-Chordasporites孢粉组合，碎屑锆石年龄显示其最大沉积年龄在（241.4±6.8） Ma至（248.2±1.9） Ma之间.晚三叠世，华南板块向北俯冲，并与华北板块碰撞拼接，研究区整体抬升剥蚀（李三忠等，2010）.受晚三叠世印支运动和其后侏罗纪燕山运动的影响，下、中三叠统主要分布在张家口‒蓬莱断裂以南、盐山‒歧口‒兰聊断裂以西的临清坳陷和黄骅坳陷部分地区.早侏罗世，研究区构造活动减弱，研究区以冲积湖沼沉积的含煤地层为主，此时气候湿热，生物繁茂，渤海湾盆地地区生长着桫椤科、紫萁科、掌鳞杉科等植物，发育Cyathidites-Osmundacidites- Cycadopites-Classopollis孢粉组合.侏罗系含煤地层碎屑锆石年龄显示其最大沉积年龄在（173.4±1.1） Ma至（187.2±4.8） Ma之间.地层主要在张家口‒蓬莱断裂以南的临清坳陷、冀中坳陷、黄骅坳陷和济阳坳陷部分地区沉积.中侏罗世的燕山运动A幕在渤海湾盆地地区影响微弱（朱吉昌等，2020），研究区河流纵横，发育灰色河流相砂岩地层，此时气候温暖潮湿，发育Cyathidites-Osmundacidites-Deltoidospora-Cycadopites孢粉组合.碎屑锆石年龄显示其最大沉积年龄在（155.3±1.3） Ma至（164.4±3.8） Ma之间.晚侏罗世气候干旱，耐旱植物掌鳞杉科植物花粉Classopollis占据绝对优势，发育Classopollis-Abietineaepollenites孢粉组合，研究区为红色冲积扇砂砾岩地层.此时受古太平洋板块俯冲影响，构造活跃（李三忠等，2010），地层分布很局限，仅临清坳陷、冀中坳陷、黄骅坳陷和济阳坳陷的局部地区有发育.此后受燕山运动B幕影响，研究区挤压抬升剥蚀（朱吉昌等，2020）.早白垩世华北克拉通发生破坏，研究区岩浆活动活跃（朱吉昌等，2020），早期研究区气候干旱，发育含基性火山岩的红层，孢粉组合为Cicatricosisporites-Lygodiumsporites-Classopollis，仅在黄骅坳陷和辽河坳陷的部分地区分布.火山岩的同位素年龄显示其喷发时间在140 Ma至132 Ma之间.早白垩世中期气候潮湿，发育Lygodiumsporites- Cicatricosisporites-Osmundacidites-Cycadopites组合，在盐山‒歧口‒兰聊断裂、郯庐断裂带和太行山东断裂等3条深大断裂附近发生地层沉积和岩浆活动，研究区为含中、基性火山岩灰色碎屑岩地层，火山岩的同位素年龄显示其喷发时间在130 Ma至116 Ma之间.早白垩世晚期气候逐渐变干，发育Cicatricosisporites-Schizaeoisporites-Classopollis-Piceites组合，岩浆活动仍然很强，发育含中、基性火山岩的地层，火山岩的同位素年龄显示其喷发时间在119 Ma至103 Ma之间.晚白垩世气候更加干旱，发育Schizaeoisporites-Ephedripites-Classopollis组合，发育含酸性火山岩红层，火山岩年龄在76 Ma至69 Ma之间.

7 结论

（1）渤海湾盆地中生界可被划分为8个岩性地层单元：①三叠系陆相红层；②侏罗系含煤地层；③侏罗系灰色砂岩层；④侏罗系红色砂砾岩层；⑤下白垩统下部含基性火山岩红层；⑥下白垩统中部含中、基性火山岩灰色地层；⑦下白垩统上部含中、基性火山岩地层；⑧上白垩统含酸性火山岩红层.

（2）发育8个孢粉组合：①Aratrisporites-Triassisporis-Pityosporites孢粉组合；②Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Classopollis组合，包含两个亚组合；③Cyathidites-Osmundacidites- Deltoidospora-Cycadopites组合，包含两个亚组合；④Classopollis-Abietineaepollenites组合；⑤Cicatricosisporites-Lygodiumsporites-Classopollis组合；⑥Lygodiumsporites-Cicatricosisporites- Osmundacidites-Cycadopites组合，包含两个亚组合；⑦Cicatricosisporites-Schizaeoisporites-Classopollis-Piceites组合，包含两个亚组合；⑧Schizaeoisporites-Ephedripites-Classopollis组合.

（3）①三叠系陆相砂泥岩红色地层的生物地层年代对应于下、中三叠统的吉木萨尔阶、府谷阶和吴堡阶，最大沉积年龄为（241.4±6.8） Ma至（248.2±1.9） Ma；②侏罗系含煤地层的生物地层年代对应于侏罗系的硫磺沟阶，最大沉积年龄为（173.4±1.1） Ma至（187.2±4.8） Ma；③侏罗系灰色砂岩层的生物地层年代对应于侏罗系的石河子阶和玛纳斯阶，最大沉积年龄为（155.3±1.3） Ma至（164.4±3.8） Ma；④侏罗系红色砂砾岩地层的生物地层年代对应于侏罗系的未建阶；⑤下白垩统下部基性火山岩红色地层的生物地层年代对应于下白垩统的冀北阶，火山岩年龄在140~132 Ma之间；⑥下白垩统中部中、基性火山岩灰色地层的生物地层年代对应于下白垩统的热河阶，火山岩年龄在130~116 Ma之间；⑦下白垩统上部含中、基性火山岩地层的生物地层年代对应于下白垩统的辽西阶，火山岩年龄在119~103 Ma之间；⑧上白垩统含酸性火山岩红层中的火山岩年龄在76~69 Ma之间.

参考文献

[1] Aitchison, J., 1986. The Statistical Analysis of Compositional Data. Chapman and Hall, London.

[2] Barbeau, D. L., Olivero, E. B., Swanson-Hysell, N. L., et al., 2009. Detrital-Zircon Geochronology of the Eastern Magallanes Foreland Basin: Implications for Eocene Kinematics of the Northern Scotia Arc and Drake Passage. Earth and Planetary Science Letters, 284(3-4): 489-503. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2009.05.014

[3] Bing, Z. B., Liu, W. H., Huang, Z. A., et al., 2003. Stratigraphic Sequence and Age of the Upper Cretaceous Daxingzhuang Formation in Western Liaoning Province. Geological Bulletin of China, 22(5): 351-355 (in Chinese with English abstract).

[4] Coutts, D. S., Matthews, W. A., Hubbard, S. M., 2019. Assessment of Widely Used Methods to Derive Depositional Ages from Detrital Zircon Populations. Geoscience Frontiers, 10(4): 1421-1435. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.11.002

[5] Deng, S. H., Lu, Y. Z., Fan, R., et al., 2010. The Jurassic System of Northern Xinjiang, China. University of Science & Technology of China Press, Hefei (in Chinese).

[6] Dickinson, W. R., Gehrels, G. E., 2009. Use of U-Pb Ages of Detrital Zircons to Infer Maximum Depositional Ages of Strata: A Test Against a Colorado Plateau Mesozoic Database. Earth and Planetary Science Letters, 288(1-2): 115-125. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2009.09.013

[7] Du, J. H., Zou, W. H., Fei, B. S., et al., 2002. Compound Oil and Gas Accumulation Area of Buried Hill in Jizhong Depression. Science Press, Beijing (in Chinese).

[8] Editorial Committee of Petroleum Geology of China of Dagang Oilfield, 1991. Petroleum Geology of China: Dagang Oilfield. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[9] Editorial Committee of Petroleum Geology of China of Liaohe Oilfield, 1993. Petroleum Geology of China: Dagang Oilfield. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[10] Editorial Committee of Petroleum Geology of China of Shengli Oilfield, 1993. Petroleum Geology of China: Shengli Oilfield. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[11] Guo, Y. F., 2012. Petrological and Geochemical Characteristics and Formation Mechanism of Middle Cenozoic Igneous Rocks in Huanghua Depression (Dissertation). Northwest University, Xi’an (in Chinese with English abstract).

[12] Huang, D.Y., 2019. Jurassic Integrative Stratigraphy and Timescale of China. Science in China (Series D), 49(1): 227-256 (in Chinese).

[13] Huang, P., Li, J. G., 2007. Sporopollen Assemblages from the Xishanyao and Toutunhe Formations at the Honggou Section of the Manasi River, Xinjiang and Their Stratigraphical Significance. Acta Micropalaeontologica Sinica, 24(2): 170-193 (in Chinese with English abstract).

[14] Jiang, F. H., Deng, R. J., Yang, J., et al., 2006. The Mesozoic-Paleozoic Stratigraphy of the Zhongyuan Petroliferous Area. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[15] Jiang, Y. L., Liu, X. J., Zhao, X. Z., et al., 2020. Comprehensive Identification of Oil and Gas Accumulation Period by Fluid Inclusion Technique and Reservoir Bitumen Characteristics: A Case Study of the Paleozoic Buried Hill in Beidagang, Huanghua Depression. Earth Science, 45(3): 980-988 (in Chinese with English abstract).

[16] Jin, F. M., Huang, J., Pu, X. G., et al., 2020. Characteristics of the Cretaceous Magmatism in Huanghua Depression and Their Relationships with Hydrocarbon Enrichment. Journal of Earth Science, 31(6): 1273-1292. https://doi.org/10.1007/s12583-020-1308-8

[17] Li, H. Y., Xu, Y. G., Liu, Y. M., et al., 2013. Detrital Zircons Reveal No Jurassic Plateau in the Eastern North China Craton. Gondwana Research, 24(2): 622-634. https://doi.org/10.1016/j.gr.2012.12.007

[18] Li, H., 2020. Spationtemporal Evolution of Mesozoic Volcanic Rocks in Chengdao-Zhuanghai Area (Dissertation). China University of Petroleum, Beijing (in Chinese with English abstract).

[19] Li, S. Z., Suo, Y. H., Dai, L. M., et al., 2010. Development of the Bohai Bay Basin and Destruction of the North China Craton. Earth Science Frontiers, 17(4): 64-89 (in Chinese with English abstract).

[20] Lin, M. Q., Li, J. G., 2021. Palynological Assemblages from the Tuchengzi and Dabeigou Formations in the Luanping Basin at Sanchazi Section, Northern Hebei Province and Their Implications. Acta Palaeontologica Sinica, 60(2): 263-280 (in Chinese with English abstract).

[21] Liu, H., 2014. A Study on Mesozoic Isotopic Chronostratigraphy in Zhuanghai Area, Jiyang Depression. Coal Geology of China, 26(11): 12-16 (in Chinese with English abstract).

[22] Liu, M. X., Hao, F., Wang, Q., et al., 2021. Light Hydrocarbon Geochemical Characteristics and Geological Significance of Buried Hill Condensate Oil in Bozhong 19-6 Structural Belt. Earth Science, 46(10): 3645-3656 (in Chinese with English abstract).

[23] Liu, M., Zhang, Y. J., Sun, S. L., et al., 2019. Palynological Assemblages of Beipiao Formation in Jinyang Basin of West Liaoning, and Their Age and Paleoclimatic Significances. Earth Science, 44(10): 3393-3408 (in Chinese with English abstract).

[24] Liu, S. L., Pan, W. J., Gao, X. L., et al., 2017. Mesozoic Stratigraphy of the Bohai Bay Basin. Journal of Stratigraphy, 41(4): 411-420 (in Chinese with English abstract).

[25] Luo, H. B., Hu, Y. J., Liu, X. Z., et al., 2019. New Understanding of Mesozoic Geology and New Discovery of Oil and Gas in Xinglongtai Buried Hill, Liaohe Depression. China Petroleum Exploration, 24(4): 439-448 (in Chinese with English abstract).

[26] Peng, Z. M., 2007. Stratigraphic Classification, Correlation and Distribution of Mesozoic in the Eastern Part of North China (Dissertation). China University of Petroleum, Qingdao (in Chinese with English abstract).

[27] Qi, J. F., Yang, Q., 2010. Cenozoic Structural Deformation and Dynamic Processes of the Bohai Bay Basin Province, China. Marine and Petroleum Geology, 27(4): 757-771. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2009.08.012

[28] Qi, J. F., Yu, F. S., Lu, K. Z., et al., 2003. Conspectus on Mesozoic Basins in Bohai Bay Province. Earth Science Frontiers, 10(S1): 199-206 (in Chinese with English abstract).

[29] Qu, L. F., Yang, J. D., Bai, Y. H., et al., 1983. A Preliminary Discussion on the Characteristics and Stratigraphic Divisions of Triassic Spores and Pollen in China. Acta Geoscientica Sinica, 4(1): 81-94, 121 (in Chinese with English abstract).

[30] Ren, Y. F., Luo, J. L., Zhang, C. L., et al., 2013. Geochemical Characteristics, Forming Age and Tectonic Implications of the Igneous Rocks in Qikou Depression. Chinese Journal of Geology (Scientia Geologica Sinica), 48(4): 1083-1102 (in Chinese with English abstract).

[31] Ross, J. B., Ludvigson, G. A., Möller, A., et al., 2017. Stable Isotope Paleohydrology and Chemostratigraphy of the Albian Wayan Formation from the Wedge-Top Depozone, North American Western Interior Basin. Science China Earth Sciences, 60(1): 44-57. https://doi.org/10.1007/s11430-016-0087-5

[32] Sharman, G. R., Malkowski, M. A., 2020. Needles in a Haystack: Detrital Zircon U-Pb Ages and the Maximum Depositional Age of Modern Global Sediment. Earth-Science Reviews, 203: 103109. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103109

[33] Sharman, G. R., Sharman, J. P., Sylvester, Z., 2018. DetritalPy: A Python-Based Toolset for Visualizing and Analysing Detrital Geo-Thermochronologic Data. The Depositional Record, 4(2): 202-215. https://doi.org/10.1002/dep2.45

[34] Si, S. Y., 2002. Palynological Assemblage from the Dasheng Group and Its Significance in Shandong Province. Journal of Stratigraphy, 26(2): 126-130, 164 (in Chinese with English abstract).

[35] Song, Z. C., Shang, Y. K., Liu, Z. S., et al., 1999. Fossil Spores and Pollen of China Vol.2: The Mesozoic Spores and Pollen. Science Press, Beijing (in Chinese).

[36] Sun, J., Liu, Z., Zhang, S., et al., 2017. Large-Scale Removal of Lithosphere Underneath the North China Craton in the Early Cretaceous: Geochemical Constraints from Volcanic Lavas in the Bohai Bay Basin. Lithos, 292-293: 69-80. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2017.09.004

[37] Sun, L. X., Zhang, Y., Zhang, T. F., et al., 2017. Jurassic Sporopollen of Yan’an Formation and Zhiluo Formation in the Northeastern Ordos Basin, Inner Mongolia, and Its Paleoclimatic Significance. Earth Science Frontiers, 24(1): 32-51 (in Chinese with English abstract).

[38] Tao, M. H., Peng, W. S., Cui, J. F., et al., 2003. The Jurassic System of the Central Hebei. Journal of Stratigraphy, 27(1): 33-40 (in Chinese with English abstract).

[39] Templ, M., Hron, K., Filzmoser, P., 2011. RobCompositions: An R-Package for Robust Statistical Analysis of Compositional Data. In: Pawlowsku-Glahn, V., Buccianti, A., eds., Compositional Data Analysis: Theory and Applications, Wiley Publishers, London, 341-355. https://doi.org/10.1002/9781119976462.ch25

[40] Tong, J. N., Chu, D. L., Liang, L., et al., 2019. Trassic Integrative Stratigraphy and Timescale of China. Science in China (Series D), 49(1): 194-226 (in Chinese).

[41] Wan, X. Q., Sun, L. X., Li, W., 2020. Terrestrial Fossil Assemblages of Tuchengzi Formation and Jurassic- Cretaceous Boundary Chronostratigraphy in Yanliao Area. Acta Palaeontologica Sinica, 59(1): 1-12 (in Chinese with English abstract).

[42] Wang, D. Y., Xue, Y. A., Yu, H. B., et al., 2019. Slope Types and Neogene Hydrocarbon Accumulation Characteristics of Bozhong Sag in Bohai Sea. China Offshore Oil and Gas, 31(4): 9-18 (in Chinese with English abstract).

[43] Wang, X. T., Bi, L. G., 1998. Sporo-Pollen Assemblages of Middle Jurassic and Early Cretaceous in Bohai Region. China Offshore Oil and Gas, 12(5): 318-327 (in Chinese with English abstract).

[44] Wu, Q. X., Wang, Y. C., Wei, A. J., et al., 2017. Division of the Mesozoic Volcanic Rock Eruption Cycle and Its Relationship with Oil and Gas in the Bohai Sea. China Offshore Oil and Gas, 29(2): 18-26 (in Chinese with English abstract).

[45] Xi, D. P., Wan, X. Q., Li, G. B., et al., 2019. Cretaceous Integrative Stratigraphy and Timescale of China. Science in China (Series D), 49(1): 257-288 (in Chinese).

[46] Xiu, S. C., Yao, Y. M., Tao, M. H., et al., 2003. Jurassic System in the North of China Vol.6: The Stratigraphic Region of North China. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[47] Yang, J. H., Wu, F. Y., Shao, J. A., et al., 2006. In-Situ U-Pb Dating and Hf Isotopic Analyses of Zircons from Volcanic Rocks of the Houcheng and Zhangjiakou Formations in the Zhang-Xuan Area, Northeast China. Earth Science, 31(1): 71-80 (in Chinese with English abstract).

[48] Zhang, C., Ma, C. Q., Liao, Q. N., et al., 2011. Implications of Subduction and Subduction Zone Migration of the Paleo-Pacific Plate beneath Eastern North China, Based on Distribution, Geochronology, and Geochemistry of Late Mesozoic Volcanic Rocks. International Journal of Earth Sciences, 100(7): 1665-1684. https://doi.org/10.1007/s00531-010-0582-6

[49] Zhang, H., Liu, X. M., Gao, S., et al., 2005a. Redefinition of the Zhangjiakou Formation in Lingyuan, Western Liaoning and Its Significance-Constraints from Laser ICP-MS Zircon U-Pb Ages. Regional Geology of China, 24(2): 110-117 (in Chinese with English abstract).

[50] Zhang, H., Yuan, H. L., Hu, Z. C., et al., 2005b. U-Pb Zircon Dating of the Mesozoic Volcanic Strata in Luanping of North Hebei and Its Significance. Earth Science, 30(6): 707-720 (in Chinese with English abstract).

[51] Zhang, Q. Q., Li, J. G., Huang, D. Y., 2018. Palynological Assemblage of the Middle-Upper Jurassic Haifanggou Formation in Daohugou, Ningcheng, Inner Mongolia, China. Acta Micropalaeontologica Sinica, 35(2): 190-199 (in Chinese with English abstract).

[52] Zhang, Z., Zhang, X.T., Xu, C.Q., et al., 2019. Tectonic Evolution and Its Controlling on Hydrocarbon Accumulation of 428 Buried Hill in Bohai Sea. Journal of Northeast Petroleum University, 43(4): 69-77 (in Chinese with English abstract).

[53] Zhao, M., Pan, W. J., Hao, Y. W., et al., 2019. Zircon U-Pb Geochronology of the Volcanic Rocks on Bozhong 29-6 Structure in the Huanghekou Sag, Bohai Sea, and Its Geological Significance. Marine Geology Frontiers, 35(1): 22-34 (in Chinese with English abstract).

[54] Zhong, X. C., Zhao, C. B., Yang, S. Z., et al., 2003. Jurassic System in the North of China Vol.2: Palaeoenvironment and Oil-Gas Source. Petroleum Industry Press, Beijing (in Chinese).

[55] Zhu, J. C., Feng, Y. L., Meng, Q.R., et al., 2020. Late Mesozoic Tectonostratigraphic Division and Correlation of Bohai Bay Basin: Implications for the Yanshanian Orogeny. Science in China (Series D), 50(1): 28-49 (in Chinese).

基金资助

国家重大科技专项(2016ZX05006-007)