南黄海盆地位于南黄海海域，属于下扬子块体东部的一个组成部分，该盆地南部通过江绍断裂与华南板块相接，北部和西部通过苏鲁造山带(千里岩隆起)、大别造山带与华北板块相邻^[1]。盆地内从北向南依次为烟台坳陷、崂山隆起、青岛坳陷、勿南沙隆起(图 1)。

图  1  南黄海盆地位置图

Figure  1.  Location of the South Yellow Sea Basin

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自20世纪60年代以来，多个部门在南黄海区进行了大量的地质与地球物理勘探工作及研究工作^{[2, 3]}，但由于缺乏揭示下古生界的钻井资料，前人对南黄海的构造演化研究主要集中在对整个盆地的形成及演化方面，对于崂山隆起在早古生代的形成及演化研究则较为粗略。姚永坚等认为在古生代—三叠纪是南黄海大陆边缘海相盆地的稳定发育阶段，在J₃—K期间，南黄海盆地表现为苏鲁造山带晚期的前陆盆地，其后进入了后造山期的陆内断陷盆地发育阶段(K₂t—E)及区域沉降覆盖阶段(N—Q)^[4]。冯志强^[5]、杨风丽^[2]等的研究认为南黄海盆地在晚震旦世—奥陶纪期间为被动大陆边缘盆地，在早古生代末期受到单向挤压影响，在晚古生代主要表现为差异升降运动。

本文基于近年来在崂山隆起新获得的钻孔资料、二维地震资料及重力、磁力资料，对崂山隆起的形成、演化进行了探讨。

1.   崂山隆起的形成及演化

1.1   资料及方法

要研究崂山隆起的形成史、演化史，首先要研究该区古生界的发育特征，然后对其经历的构造运动进行恢复，确定其形成的时间及后期演化情况。本次研究采用了崂山隆起新钻遇下古生界的CSDP-2井资料及隆起区新采集的约10000km二维地震资料，同时也采用了青岛坳陷WX5- ST1井、CZ12-1-1井及勿南沙隆起CZ35-2-1井的地层界面资料(图 1)和VSP速度资料以进行层位标定，然后进行隆起区地层厚度的解释；对于崂山隆起未钻遇的地层，则综合陆区钻遇的岩性组合、地球物理波阻特征及本区的综合地球物理反演成果^{[6, 7]}，在地震资料上标定后进行解释。

1.2   崂山隆起中、古生代地层发育特征

下扬子陆区钻孔及露头已揭示了上震旦统灯影组至三叠系黄马青组地层^[8-10]，南黄海盆地地层特征与下扬子陆区相似。

1.2.1   崂山隆起中、古生界主要地层界面识别

对下扬子陆区及海区钻井揭示的地层界面及对应的地球物理参数研究表明^[10]，该区古生界碳酸盐岩地层与砂泥岩地层之间存在较明显的速度、密度差，因而在地震剖面上形成了多个强的波峰反射，如三叠系青龙组灰岩顶面、二叠系栖霞组灰岩顶面和奥陶系上统汤头组泥灰岩、硅质页岩顶面；其次是由高速、高密度碳酸盐岩地层与下伏低速、低密度的砂泥岩地层形成的负阻抗差界面，在地震剖面上表现为弱的波谷反射，如三叠纪青龙组灰岩底面、石炭系金陵组灰岩底面。

本次利用崂山隆起新的钻孔资料及地震资料对各个界面重新进行了识别与标定，同时考虑了地层界面受局部因素影响其地震反射特征可能发生的变化^[11-14]。本次研究利用了崂山隆起及青岛坳陷、勿南沙隆起的WX5-ST1井、CSDP-2井及CZ35-2-1井(位置见图 1)的岩性及速度资料进行了中志留统及其以浅界面标定。WX5-ST1井新生界砂、泥岩地层为低速度、低密度，与三叠系青龙组灰岩之间形成一个强的波阻界面T₈反射层(图 2)；三叠系青龙组层速度为5361m/s，灰岩地层为不连续、弱反射，与下伏的低速度、低密度大隆组泥岩之间形成一个弱的波阻界面T₉反射层；该井已钻遇龙潭组地层330m(未穿)，在该井井底下部约2087ms处强反射层为栖霞组灰岩与其上覆龙潭组泥岩形成的强阻抗界面，即T₁₀反射层。自T₁₀强反射界面以下为一组较强振幅、弱连续反射(图 2)，根据区域钻井岩性组合特征及CSDP-2井标定，该套反射对应的地层是石炭系以碳酸盐岩为主的地层，其底部界面为泥盆系砂泥岩沉积层顶部，即T₁₁反射层；CSDP-2井揭示的下石炭统高骊山组至中、上志留统厚度为462m^[15]，按照青岛坳陷内CZ12-1-1A井及N4井的层速度计算，该套地层底部为T₁₁s反射层(图 2)。

图  2  过WX5-ST1井地震解释剖面a

(位置见图 1)

Figure  2.  Interpretation of a seismic profile

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未钻遇界面的综合标定。T₁₁s反射层之下为下志留统高家边组以泥岩为主地层，低速度、低密度，区域上常表现为空白或极弱地震反射，受多条逆断层影响，在部分地震剖面上表现为杂乱反射；由于志留系茅山组、坟头组和高家边组是以泥岩为主的地层，厚约1500m，因而在受到挤压、逆冲时很容易在高家边组厚层泥岩中形成一个滑脱面，这一现象已在下扬子陆区得到证实^[16]，在崂山隆起也可见志留系内部发育多条逆断层滑脱面，如测线b所示(图 3)。该滑脱面之下即为一套强反射，预测为上奥陶统汤头组泥灰岩与上覆低速、低密的志留系泥岩地层形成的强反射界面，即T₁₁x(图 3)。

图  3  崂山隆起剖面b显示滑脱面

(位置见图 1)

Figure  3.  The detachment surface passing through of Laoshan uplift on section b

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基底顶面识别。根据下扬子陆区资料，震旦系沉积层之下即为变质岩基底，二者之间速度、密度差极小而无法产生强的地震反射界面^[10]，但是基底面上、下存在较明显的磁性差异，因此, 可以采用磁异常场来反演基底面深度，再结合地震资料标定后加以横向追踪和解释。剖面c的120~260km之间磁力异常明显，为崂山隆起基底显示(图 4)，对多条剖面的磁化强度分析后预测该区基底顶面深度约为7000m。根据重力、磁力、地震资料联合反演确定基底面并在地震剖面上标定为T_g，然后再进行横向追踪与解释。

图  4  重磁震联合反演剖面c

(位置见图 1)

Figure  4.  Gravity-magnetic-seismic inversion section c

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1.2.2   崂山隆起中、古生界分布特征

根据崂山隆起地层解释结果，震旦系灯影组-三叠系青龙组在崂山隆起连续发育。

崂山隆起T₂反射层以上为新近系及第四系，分布较为均匀，厚约500~1000m，中南部相对较厚。在崂山隆起T₂至T₈反射层之间发育3个小规模残留洼陷，最大厚度约300~500m，推测隆起可能曾经大范围发育侏罗系、白垩系或者古近纪阜宁组沉积，遭受后期剥蚀后在残洼内保留了少部分该期沉积。

三叠系在崂山隆起分布较广，厚约500~1000m，隆起西北部和东部三叠系剥蚀量较大，局部可达1000m以上。

古生代地层在崂山隆起分布稳定，其中上古生界厚约2000~2500m，在隆起区南北两翼厚度略大，局部范围内二叠系受到少量剥蚀；下古生界厚约2500~3500m，在崂山隆起中部因志留系内部存在滑脱面而出现局部增厚现象。上震旦统在崂山隆起地层厚约500~1000m，南北较厚，中间较薄。

1.3   崂山隆起的沉积特征与沉积模式

下扬子地区崂山隆起、苏南地区及浙西北地区的沉积盖层主要由震旦系、古生界和下、中三叠统组成^{[10, 17, 18]}。通过对这3个地区的沉积盖层对比研究，建立了3个地区的沉积模式，研究表明崂山隆起在古生代、中生代早期较长的时期内发育台地相沉积。

(1) 上震旦统-寒武系在下扬子区沉积环境差异较大。浙西北地区寒武系可达1000m以上，底部为含碳质的硅质页岩，夹石煤层，之上为泥质灰岩与钙质页岩，反映较深较静的海盆环境(表 1)；苏南地区寒武系沉积厚度也近1000m，底部为硅质泥岩，之上为白云岩、硅质云岩互层，反映由平缓斜坡演变到局限台地相的环境；崂山隆起寒武系沉积厚度相对较薄，约为700m，从地震相来看，推测该区寒武系是以碳酸盐岩为主的沉积，其沉积相带与苏南地区相似，为台地相沉积。浙西北地区中、下奥陶统厚约600m，中下部为泥质条带灰岩、黑色页岩、含碳硅质页岩，上部为硅质岩、瘤状灰岩，反映泥质陆棚-盆地环境(表 1)；苏南地区中、下奥陶统厚约400m，以生屑灰岩为主，多见灰质白云岩，反映开阔台地环境；崂山隆起中、下奥陶统厚约400m，从地震相特征及层速度分析，该套地层以碳酸盐岩为主，推测与苏南地区同为台地相沉积。

表  1  南黄海-苏南-浙西北地区中、古生界地层及岩相对比

Table  1.  Comparison of Mesozoic and Paleozoic stratigraphic systems among the South Yellow Sea, South of Jiangsu and northwestern Zhejiang

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根据上述对比，在晚震旦世—寒武纪—中奥陶世期间，推测南黄海盆地崂山隆起主要为台地-斜坡相-开阔台地沉积，水深相对较浅，形成了大量的白云岩、灰岩(图 5，图 6a)，苏南地区也是台地—台地边缘相沉积；而在此时期浙西北主要为边缘海陆棚—盆地相沉积环境(图 5，图 6a)。在这一时期下扬子地区为“两盆夹一台”沉积格局，即沿巢湖-南京-崂山隆起一线发育“古宁巢台地”沉积，在该台地的南、北两侧发育了深水盆地沉积。

图  5  崂山隆起早奥陶世沉积相略图

Figure  5.  Sedimentary faces map of Early Ordovician in Laoshan uplift

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图  6  崂山隆起沉积模式图

Figure  6.  Sedimentary models of Laoshan uplift

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(2) 上奥陶统-志留系在下扬子区沉积厚度差异大。浙西北地区上奥陶统-志留系沉积较厚，其中上奥陶统最大厚度可达2000m，志留系厚约3300m，二者均为滨浅海相砂、泥岩互层沉积(表 1)。苏南地区上奥陶统厚约100m，为盆地相硅质页岩、泥质灰岩沉积；志留系厚度约2300m，底部为盆地相泥岩、硅质泥岩沉积，向上为滨岸相砂岩、泥岩互层沉积。南黄海崂山隆起上奥陶统厚约100m，推测其岩性、沉积环境与苏南地区同为盆地相硅质泥岩沉积；崂山隆起的志留系厚约2200m，CSDP-2井已证实该区中、上志留统为滨浅海相砂、泥岩沉积。

在下扬子区，上奥陶统-志留系的沉积相在平面上变化不大，但在上述3个区域的沉积厚度相差近3000m，其原因是在晚奥陶世-志留纪期间，华南古陆和扬子古陆东南侧碰撞，使扬子板块呈现出东南部持续沉降(即浙西地区)而东北部(崂山隆起区)相对缓慢抬升的构造格局^{[4, 18]}。受此构造活动影响，下扬子浙西地区在志留纪期间持续沉降、周缘物质持续充填形成沉积厚度较大的滨浅海相坳陷区，而南黄海崂山隆起区及苏南地区在志留纪期间的沉降量较小，相对于浙西地区持续抬升，形成一个构造上的“隆起区”。

(3) 在晚古生代早期，受加里东末期构造运动的影响，下扬子地区受抬升影响普遍缺失中、下泥盆统，上泥盆统则均有发育，其中浙西北地区上泥盆统厚约130m，苏北地区厚约150m，南黄海地区区域研究厚约200m，CSDP-2井钻遇五通组地层100多m^[15]，3个区的岩性均为石英砂岩与泥岩互层，沉积相带均为滨岸相。从晚泥盆世的沉积相带及沉积厚度看，下扬子区整体表现为稳定的均匀沉降，且3个地区均为滨岸相沉积，沉积厚度基本上差别不大。

(4) 在晚古生代中晚期，下扬子地区沉积环境相似，沉积厚度相差不大。青岛坳陷内钻孔CZ12-1-1A揭示石炭系高骊山组-船山组地层厚约877m，自下而上以滨海相、台地相为主。对比3个地区的沉积环境及沉积厚度可以发现，在石炭纪期间，3个地区沉积环境均从滨岸环境演变为台地环境，3个地区的石炭系厚度约为200~900m，其下部为滨岸-潮坪相砂泥岩或灰岩沉积，中上部发育台地相灰岩、白云岩。CSDP-2井钻探成果证实崂山隆起石炭系主要发育碳酸盐岩台地相沉积^[15]。在二叠纪沉积期间，3个区在早期均为浅水台地灰岩或泥岩沉积，其中青岛坳陷WX13-3-1井钻遇早二叠纪栖霞组地层厚约143m，以开阔台地相灰岩为主；崂山隆起CSDP-2井揭示崂山隆起二叠系主要为浅海陆棚灰岩沉积^[15]。二叠纪中、晚期的沉积环境略有差别，其中浙西发育了浅海台地相生物碎屑灰岩和白云质灰岩，苏南地区为滨浅海相砂泥岩、局部短时期发育深水相硅质泥岩；勿南沙隆起CZ35-2-1井钻遇龙潭-大隆组厚约385m，青岛坳陷WX5-ST1井钻遇龙潭-大隆组厚约440m，崂山隆起CSDP-2井上二叠系主要为浅海陆棚及海陆过渡相沉积体系的砂泥岩互层、薄煤层^[15]，南黄海盆地内的上二叠统均以潮坪和滨岸相为主。整体来看，浙西、苏南到南黄海盆地崂山隆起3个区的二叠系厚度为500~900m，相差不大。

综合分析，下扬子区在石炭纪-二叠纪期间整体进入滨浅海或陆表海环境，沉积厚度相差不大，整个下扬子区表现为稳定的均匀沉降。

(5) 下扬子区中、下三叠统均有沉积层发育，但沉积环境在横向上有较大变化。浙西北下三叠统厚约650m，为深水盆地相钙质泥岩、泥质灰岩；苏南地区下三叠统厚约650m，为浅海开阔台地相泥灰岩及局限台地相白云岩、含膏沉积；南黄海盆地勿南少隆起CZ35-2-1井钻遇下三叠统青龙组地层厚约891m(残余厚度)，以台地斜坡和开阔台地相为主，青岛坳陷WX5-ST1井钻遇青龙组地层厚约1402m，以开阔台地相为主；南黄海地区崂山隆起下三叠统厚约500~1000m，为局限台地沉积相灰岩、泥岩、泥灰岩^[15]。因此，在早三叠世下扬子区南黄海崂山隆起区与苏南地区发育浅海开阔台地及台缘斜坡相沉积，总体沉积水深不大，而浙西北为深水盆地相，在三者之中水深最大；从横向上看，下扬子区在早三叠世发育了崂山隆起至苏北碳酸盐岩台地—浙西北盆地相沉积模式(图 6b、图 7)。

图  7  崂山隆起早三叠世沉积相略图

Figure  7.  Sedimentary faces map of Early Triassic in Laoshan uplift

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1.4   崂山隆起的形成及演化

根据区域板块动力学环境演变，结合前述对崂山隆起区的地层、沉积、岩相研究成果，采用构造解析的方法，运用move软件对崂山隆起的骨干剖面c进行了构造演化分析，认为崂山隆起的形成及演化史可分为5个阶段(图 8)：

图  8  崂山隆起构造演化剖面

Figure  8.  Tectonic evolution of Laoshan uplift

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(1) 晚震旦世-早奥陶世为崂山隆起台地相沉积发育期。晚震旦世至早奥陶世，崂山隆起区为台地沉积，与浙西地区深水盆地沉积形成了台地-深水盆地沉积格局，隆起南部为斜坡，并向西南方向逐渐变为深水盆地，“崂山古隆起”在该时期初步形成。此时期扬子板块与华南板块组成的联合板块由南东往北西向华北板块之下“B”型俯冲，下扬子地区处于被动大陆边缘发育阶段^[19]，整体呈中间高，南北低的地貌形态，在南部和北部沉积了较厚的地层(图 8a);

(2) 晚奥陶世-志留纪为“构造隆起”形成期。加里东晚期，华南板块内部的板内造山运动导致下扬子地区形成大规模褶皱，板内“江南古陆”开始隆升^[20]，而浙西地区则为坳陷区，沉积厚度比崂山隆起区及苏南地区地层厚度超出约3000m，早古生代早期形成的台地-盆地的沉积格局在早古生代晚期加强为隆起-坳陷的构造格局；在志留纪末期，虽然崂山隆起区志留纪地层与其他区高差不明显，但该区的晚震旦世至奥陶纪地层与浙西地区相比处于构造高部位(图 8b)，因此，“崂山古隆起”在晚奥陶世-志留纪期间受构造运动影响得到进一步加强；

(3) 泥盆纪-二叠纪为隆起保持期。海西期的构造作用在整个下扬子地区并不显著，崂山隆起在晚古生代表现出较为稳定的沉积环境。早、中泥盆世为下扬子整体垂向抬升、剥蚀期，晚泥盆世为整体沉降期；石炭纪-二叠纪期间崂山隆起及浙西等下扬子区表现为较为稳定的沉积环境，地层分布比较均匀，厚度差别较小(图 8c)，该时期断层活动性较弱，该时期基本保持了早期的构造格局；

(4) 早三叠世为“崂山古隆起”的二次发育期。在早三叠世，崂山隆起发育台地相沉积，陆区浙西地区形成深水盆地沉积，崂山隆起区与浙西地区再次形成“台地-盆地”的沉积格局，崂山隆起区相对于浙西地区再次“隆升”；

(5) 中、新生代为崂山隆起改造期。印支运动是下扬子-南黄海地区最重要的一次构造事件，其北部前陆变形的动力源为扬子板块与华北板块之间发生的正向陆陆碰撞，而南部前陆变形动力源为板内的造山作用。印支期早期南黄海盆地由海相盆地过渡为前陆盆地，南北向挤压引起的对冲在崂山隆起上形成近东西向展布的构造带，发育东西向逆断层^{[4, 21]}，滑脱断层主要发育在志留系内部，同时崂山隆起区三叠系和部分二叠系遭受剥蚀(图 8d)。印支运动晚期主要受南北向挤压诱发的板内造山作用影响，滑脱带继续发育，且形成一系列北东向逆冲推覆构造带^[22]。

在新生代喜山期，随着太平洋板块向NW方向的高角度俯冲、消减，南黄海盆地从挤压环境向伸展环境转换^[4]，崂山隆起内部断裂不再活动，仅在其南部边缘及北部边缘发育少数几条张性断裂。新近纪—第四纪，隆起区整体沉降(图 8e)。

2.   崂山隆起的形成对油气成藏的影响

根据前人的研究成果，扬子区发育多个古隆起，这些古隆起对扬子区的油气成藏有不同的影响。

2.1   扬子区古隆起控藏作用

在加里东运动、海西运动的影响下，中国南方扬子区形成了多个古隆起带，如宁巢古隆起、江南隆起带、乐山-龙女寺隆起、安吉隆起、黔中隆起、泸州隆起、开江隆起等^[23]。印支-燕山运动则形成了大量的挤压背斜，据统计仅下扬子陆区就有地表背斜达230多个^[24]。扬子区古隆起控制了中、古生界油气藏的形成，乐山-龙女寺气藏的形成及演化是古隆起控藏的典型例子^[5]，稳定的古隆起的背景为大型油气田的形成提供了有利的储层条件、圈闭条件、运移聚集条件和保存条件^{[24, 25]}。

2.2   崂山隆起对油气成藏的影响

崂山隆起在下述几个方面对大型油气田的形成提供了有利的条件：

(1) 早期形成的隆起区是油气聚集的有利方向

崂山隆起形成于寒武纪，在其后相当长的时期处于构造高部位，崂山隆起自然就成为其周缘盆地中烃源岩生成的油气运移、聚集的最有利方向(图 9)；

图  9  崂山隆起油气成藏模式图

Figure  9.  Hydrocarbon accumulation model of Laoshan uplift

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(2) 继承性古隆起上发育了良好的储层(图 9)

崂山隆起发育多期台地相沉积，包括上震旦统灯影组台地边缘礁灰岩、中上寒武统台地相灰岩和白云岩、下奥陶统台地相颗粒灰岩、下石炭统和州组浅水陆棚相灰岩、中上石炭统台地相灰岩、下二叠统局限台地相灰岩及青龙组台地相灰岩。台地相灰岩中易发育白云岩段及灰岩风化淋滤带、风化壳，在四川盆地已证实为大型油气田的主力储层，而在崂山隆起区南部的CZ12-1-1等井的钻孔中已证实上述部分层段台地相储层发育；

(3) 崂山隆起区相对稳定的构造背景为油气保存提供了良好条件

崂山隆起在印支运动及其后的构造运动中处于区域上的相对稳定区，特别是在隆起区的东部，地层呈单斜或大型宽缓的背斜(图 9)，这种弱逆冲构造一般不会对油气藏造成破坏，有利于早期形成油气藏的保存；另外崂山隆起后期拉张作用弱，二叠系泥岩及志留系泥岩盖层未遭断层拉开，对其下的油气藏仍具有区域性封盖作用，有利于早期形成的油气藏的保存；

(4) 崂山隆起及其周缘发育良好的烃源岩，为该区的油气成藏提供了丰富的烃源

下扬子陆区已证实发育下寒武统幕府山组烃源岩及上奥陶统-下志留统五峰组-高家边组烃源岩，这两套烃源均为区域性发育的好烃源岩；而本区钻井证实了二叠系栖霞组、龙潭组、大隆组烃源岩，其烃源岩厚度达100~200m，有机质丰度达3.0%~5.0%，因而崂山隆起区烃源条件较为优越。

总之，崂山隆起形成较早，其后的继承性发育形成了该区较好的储层条件及油气运移聚集条件，后期的构造稳定则有利于油气藏的保存，有利于形成大中型油气田(图 9)。

3.   结论

(1) 崂山隆起初始形成于晚震旦世—早奥陶世期间的崂山沉积台地，在晚奥陶世—志留纪期间得到进一步加强成为构造隆起；泥盆纪—二叠纪期间为隆起的保持期，构造面貌没有变化；早三叠世为崂山隆起二次发育期；中生代期间的挤压作用和周缘凹陷在新生代期间的沉降使该隆起区得到进一步整体抬升;

(2) 崂山隆起具有形成大型油气藏的有利条件。下扬子区发育4套区域性烃源岩且均已得到证实，崂山隆起具有形成大型油气田的雄厚物质基础；崂山隆起中、古生界发育多期台地相碳酸盐岩，为优质储层的形成提供了基础条件；崂山隆起中、东部经受的挤压作用和拉张作用相对较弱，志留系厚层泥岩盖层基本未受破坏，有利于油气藏的形成及保存，崂山隆起的继承性发育有利于该区形成大型油气田。