吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (1): 229-251.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250269

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渤海湾盆地歧口凹陷古近纪构造背景分析:来自碎屑锆石U-Pb年代学的证据

许中杰,冷龙,朱占平,段煜,张芳霞,徐大志   

  1. 吉林大学地球科学学院,长春 130061
  • 收稿日期:2025-10-03 出版日期:2026-01-26 发布日期:2026-02-09
  • 通讯作者: 朱占平(1971—),男,副教授,硕士生导师,主要从事沉积学和石油地质学方面的研究,E-mail:zhuzp@jlu.edu.cn
  • 作者简介:许中杰(1984—),男,教授,博士生导师,主要从事构造沉积学和海洋地质方面的研究,E-mail: zhongjiexu@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    吉林大学青年师生交叉学科培育项目(2025-JCXK-21);国家自然科学基金面上项目(41872101)

Analysis of the Paleogene Tectonic Setting in Qikou Sag, Bohai Bay Basin: Evidence from Detrital Zircon U-Pb Geochronology

Xu Zhongjie, Leng Long, Zhu Zhanping, Duan Yu, Zhang Fangxia, Xu Dazhi   

  1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
  • Received:2025-10-03 Online:2026-01-26 Published:2026-02-09
  • Supported by:
    the Fundamental Research Funds for the Central Universities of Jilin University (2025-JCXK-21) and the National Natural Science Foundation of China (41872101)

摘要: 渤海湾盆地歧口凹陷是华北克拉通东部重要的新生代沉积凹陷,其古近纪构造演化过程对理解区域构造-沉积响应及油气成藏机制具有重要意义。本文基于歧口凹陷的南部三口取心井(X、Y、Z)的沙河街组一段(Es1)与二段(Es2)碎屑岩样品,开展系统的碎屑锆石U-Pb年代学与微量元素分析,结合物源贡献度反演与构造背景判别,探讨了古近纪构造背景对物源体系的控制作用。结果表明:Es1样品主要年龄峰为120、284、1 866和2 515 Ma,Es2样品则集中于252~246、320~291、1 882~1 877和2 542~2 532 Ma,两件样品碎屑锆石年龄谱系存在显著差异;物源解析显示,Es1物源主要来自华北板块北缘的板缘造山带北部、胶东半岛与辽东半岛,Es2物源则主要源自中亚造山带与苏鲁造山带;物源贡献度模拟进一步揭示,Es1以胶北(76.48%)、胶东(12.14%)和辽东(6.65%)为主要供给区,Es2则显著受中亚造山带(9.46%)与苏鲁造山带(5.65%)影响。结合碎屑锆石结晶年龄与沉积年龄差值(CA-DA)累积曲线及区域断裂系统演化,认为歧口凹陷在渐新世整体处于伸展构造背景,但Es2至Es1阶段发生了显著的物源体系转换,反映了断裂系统由NE向转为近EW向的构造转型。该转变导致源—汇路径由南北向转为东西向,进一步佐证了太平洋板块俯冲背景下区域应力场转换对盆地构造-沉积过程的深部控制。

关键词: 渤海湾盆地, 碎屑锆石, U-Pb年代学, 古近系, 微量元素, 太平洋板块, 构造背景, 油气

Abstract: The Qikou sag in the Bohai Bay basin, as a significant Cenozoic depression basin in the eastern North China craton, holds key implications for understanding regional tectonic-sedimentary responses and hydrocarbon accumulation mechanisms during the Paleogene. This study presents a systematic analysis of detrital zircon U-Pb geochronology and trace elements from clastic rock samples of the first (Es1) and second (Es2) members of the Shahejie Formation, obtained from three coring wells (X, Y, Z) in the southern Qikou sag. Integrated with provenance contribution inversion and tectonic setting discrimination, we investigate the controlling effects of the Paleogene tectonic background on the provenance system. Results reveal distinct detrital zircon age spectra between Es1 and Es2 samples: Es1 samples are dominated by age peaks at 120 Ma, 284 Ma, 1 866 Ma, and 2 515 Ma, whereas Es2 samples exhibit clusters at 252-246 Ma, 320-291 Ma, 1 882-1 877 Ma, and 2 542-2 532 Ma. The primary source of the Es1 sediments, according to provenance analysis, was the northern domain of the plate-margin orogenic belt bordering the North China block. Additional provenances included the Jiaodong and Liaodong Peninsulas. In contrast, Es2 sediments were primarily sourced from the Central Asian orogenic belt and the Sulu orogenic belt. Provenance contribution modeling further reveals that Es1 was mainly supplied by the Jiaobei (76.48%), Jiaodong (12.14%), and Liaodong (6.65%) regions, whereas Es2 was significantly influenced by the Central Asian orogenic belt (9.46%) and the Sulu orogenic belt (5.65%). Based on cumulative curves of the time difference between zircon crystallization and deposition ages (CADA) and the evolution of regional fault systems, this study proposes that the Qikou sag was generally under an extensional tectonic setting during the Oligocene. However, a significant provenance shift occurred from Es2 to Es1, reflecting a tectonic transition from a NE-trending to an approximately EW-trending fault system. This shift led to a change in sediment routing from NS to EW, further evidencing the deep-seated control of regional stress field transformation on tectonic-sedimentary processes in the basin under the influence of Pacific Plate subduction.

Key words: Bohai Bay basin, detrital zircon, U-Pb geochronology, Paleogene, trace elements, Pacific Plate, tectonic setting, oil and gas

中图分类号: 

  • P571
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