白凌燕， 張磊 , 張悅澤， 張曉亮， 王凱， 何付兵

(1.北京市地質(zhì)調(diào)查研究院， 北京 100195； 2. 維高維工程技術(shù)(北京)有限公司， 北京 102299)

第四紀(jì)北京凹陷內(nèi)部由于受北西西或近東西向斷裂分割，自北向南被分解為順義凹陷、來(lái)廣營(yíng)凸起、豐臺(tái)凹陷、良鄉(xiāng)凸起和琢縣凹陷[1-2]。此后，受順義斷裂和黃莊高麗營(yíng)斷裂活動(dòng)的影響，在第四紀(jì)沉積作用下，順義凹陷分化解體，形成兩個(gè)新的第四紀(jì)凹陷即：后沙峪凹陷和俸伯凹陷[3-4]。

受傳統(tǒng)的第四紀(jì)測(cè)年方法(生物化石、光釋光、碳14)的限制[5-7]，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)第四紀(jì)的年齡測(cè)定，在活動(dòng)斷裂第四紀(jì)活動(dòng)分析及構(gòu)造演化的精細(xì)方面研究較少。磁性地層學(xué)出現(xiàn)以后在解決第四紀(jì)地層劃分及遠(yuǎn)距離對(duì)比方面卓有成效[8-12]，但對(duì)于持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)、新活構(gòu)運(yùn)動(dòng)期次較多的早更新世，這種方法時(shí)代的劃分就略顯粗略。旋回地層學(xué)的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)定年方法的瓶頸，一旦從地層中識(shí)別出米蘭科維奇旋回，就有可能建立分辨率達(dá)0.02 Ma的天文年代標(biāo)尺，實(shí)現(xiàn)地層的精確對(duì)比和劃分。

因此，現(xiàn)利用北京平原區(qū)后沙峪凹陷鉆孔ZK19磁性地層建立的第四紀(jì)地層年代框架作為“年齡”錨點(diǎn)，通過(guò)對(duì)鉆孔沉積自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行旋回地層分析，將沉積與地時(shí)結(jié)合，建立精度為0.1 Ma的連續(xù)天文年代標(biāo)尺，并對(duì)鉆孔巖芯所劃分的巖性巖相進(jìn)行年代標(biāo)定，對(duì)后沙峪凹陷第四紀(jì)以來(lái)沉積演化與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)進(jìn)行精細(xì)分析與探討。

1 地質(zhì)背景與鉆孔位置

后沙峪凹陷位于北京平原區(qū)北京凹陷的北緣古城-后沙峪一帶。晚第三紀(jì)，北京凹陷內(nèi)部受北西向樞紐斷裂南口-孫河斷裂活動(dòng)的影響，出現(xiàn)南北分化的局面，“兩隆一凹”的構(gòu)造圖式消失。南口-孫河斷裂東南段北東盤(pán)下降，南西盤(pán)上升，形成順義凹陷和良鄉(xiāng)、豐臺(tái)隆起。第四紀(jì)時(shí)期，受北東向順義斷裂活動(dòng)的影響，順義凹陷又被分化為后沙峪凹陷和俸伯凹陷。后沙峪凹陷基底為侏羅系及古生界，西深東淺，靠近黃莊-高麗營(yíng)斷裂一側(cè)，沉積厚度較大；凹陷內(nèi)堆積的第四紀(jì)沉積物厚度為500～700 m[2-3](圖1)。

F1為黃莊-高麗營(yíng)斷裂；F2為順義斷裂；F3為南苑-通縣斷裂；F4為南口-孫河斷裂圖1 北京地區(qū)第四紀(jì)凹陷分區(qū)及鉆孔位置圖Fig.1 The depression division of Quaternary in Beijing area and the location of bolehole

鉆孔ZK19位于北京昌平北七家鎮(zhèn)燕丹村，地理坐標(biāo)116°26′51″N、40°05′32″E，孔口海拔35.385 m，孔深500.93 m，區(qū)域構(gòu)造位置上處于后沙峪凹陷內(nèi)。

2 方法原理與替代性指標(biāo)

旋回地層學(xué)(cyclostratigraphy)是研究受天文軌道周期力(偏心率、斜率和歲差)控制形成的地層序列的地層學(xué)分支學(xué)科[13-16]。其研究的主要內(nèi)容是從地層中識(shí)別出米蘭科維奇旋回，并將其應(yīng)用于地質(zhì)年代學(xué)，提高年代地層研究的精度和分辨率，實(shí)現(xiàn)地層的高精度劃分和對(duì)比，被稱為地層學(xué)解讀時(shí)間的第三里程碑[17]。

由于軌道動(dòng)力變化引起全球氣候變化的等時(shí)性及側(cè)向連續(xù)性，旋回地層學(xué)的出現(xiàn)，通過(guò)對(duì)地層年代的精確劃分，較準(zhǔn)了地質(zhì)年代表，從而實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)盆內(nèi)、盆際地層的對(duì)比[18-22]。吳懷春等[18-19]系統(tǒng)總結(jié)了古生代、新生代旋回地層學(xué)的研究成果，這些研究成果對(duì)較正國(guó)際地質(zhì)年代表，深入理解地球演化歷史提供了可靠的年代學(xué)約束；徐道一等[20]通過(guò)對(duì)東營(yíng)凹陷明化鎮(zhèn)組測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的頻譜分析，得出明化鎮(zhèn)組各段的堆積速率、延續(xù)時(shí)間，并指出在11～2.6 Ma B.P.期間，地球上可能存在過(guò)大約2 Ma間隔的突變，并與區(qū)域或全球性的地層變化界線大體一致。任傳真等[21]通過(guò)磁化率，伽馬能譜數(shù)據(jù)的旋回分析，對(duì)洪水莊組進(jìn)行了天文年代較準(zhǔn)。賈東力等[22]通過(guò)對(duì)自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的旋回分析，識(shí)別出研究區(qū)志留系地層中的米氏旋回，為盆地內(nèi)或類似盆地內(nèi)海相碎屑巖高頻旋回劃分提供了一種有效方法。

目前，旋回地層學(xué)不僅在中、新生代地層劃分、對(duì)比和古環(huán)境研究取得重要成果，在第四紀(jì)地層研究中也得到廣泛應(yīng)用[23-26]。姚益民等[23]通過(guò)東營(yíng)凹陷東辛2-4井上世至全新世磁化強(qiáng)度數(shù)值曲線的頻譜分析，根據(jù)400 ka的天文旋回周期，推測(cè)出上新統(tǒng)上亞段和平一段不整合的延續(xù)時(shí)間，以及不整合面的形成時(shí)間，并提出這次事件對(duì)儲(chǔ)層孔隙的擴(kuò)張和壓實(shí)具有重要影響。郭少斌等[24]通過(guò)對(duì)柴達(dá)木盆地第四系自然伽馬測(cè)井曲線的旋回地層分析，求得地層中所保存的具有穩(wěn)定規(guī)律的主要控制周期，指出旋回地層分析對(duì)以氣候?yàn)橹骺匾蛩氐某练e環(huán)境中進(jìn)行層序劃分肯有行之有效的指導(dǎo)作用。唐聞強(qiáng)等[25]通過(guò)對(duì)自然伽馬測(cè)井曲線的頻譜分析，著重對(duì)研究區(qū)沉積速率和古氣候進(jìn)行了探討。劉智榮等[26]通過(guò)對(duì)河北三河地區(qū)上更新統(tǒng)-全新統(tǒng)剖面磁化率的頻譜分析，得出研究區(qū)沖積沉積中存在23 ka的歲差尺度旋回，為河流沖積沉積天文驅(qū)動(dòng)氣候變化研究提供了參考依據(jù)，為第四紀(jì)沖積沉積和地質(zhì)事件研究提供新的年齡約束手段。

旋回地層的研究方法與北京平原區(qū)活動(dòng)斷裂兩盤(pán)鉆孔相結(jié)合，進(jìn)行第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)斷裂活動(dòng)規(guī)律的研究，已取得了多項(xiàng)研究成果。張磊等[27]利用旋回地層學(xué)，根據(jù)斷裂兩盤(pán)鉆孔的對(duì)比，對(duì)順義斷裂第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)性進(jìn)行了精細(xì)分析；白凌燕等[28]通過(guò)對(duì)南口-孫河斷裂兩盤(pán)鉆孔測(cè)井和磁化率數(shù)據(jù)的頻譜分析，建立了精度為0.1 Ma的連續(xù)天文年代標(biāo)尺，并識(shí)別出南口-孫河斷裂在第四紀(jì)時(shí)期的6個(gè)相對(duì)較強(qiáng)的活動(dòng)幕。

所有可以反映古氣候變化的指標(biāo)，如磁化率、碳氧同位素、測(cè)井曲線，色粒度等都可以用來(lái)進(jìn)行旋回地層學(xué)的研究。在眾多的古氣候替代指標(biāo)中，自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)，易獲取、成本低，且可以敏感地反映沉積物中泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)成分含量的變化，可以敏感地反映巖性旋回與沉積韻律的變化等優(yōu)點(diǎn)，成為進(jìn)行旋回地層分析的理想指標(biāo)[29-33]。

3 鉆孔巖性與沉積相分析

根據(jù)鉆孔巖芯的沉積物粒度變化及組合特征，自下而上將ZK19巖芯劃分為7個(gè)地層沉積旋回，對(duì)后沙峪凹陷第四紀(jì)以來(lái)的沉積相進(jìn)行了初步的分析。

第一巖性段，埋深433.6～374.0 m，本段共發(fā)育四套沉積旋回，主要巖性為灰色粉砂質(zhì)黏土，局部為灰綠色，黏土含量較高且致密，壓實(shí)作用較好；本段中發(fā)育第一套正粒序沉積旋回，下部最粗可達(dá)粗砂粒徑，局部含礫，其中第二套砂體含礫粗砂層，向上逐漸過(guò)渡為砂級(jí)沉積物，分選性一般，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理并逐漸過(guò)渡為平行層理，屬于曲流河發(fā)育的邊灘沉積。巖芯421.2 m處為黑褐色粉砂質(zhì)黏土層見(jiàn)碳化植物莖，已成薄層植物腐敗堆積，418.9 m處發(fā)育薄層灰綠色粉砂質(zhì)黏土見(jiàn)大量腹足類殘片，整體為底部中砂向上逐漸漸變?yōu)榉凵百|(zhì)黏土的正粒序沉積。在氣候潮濕的情況下，河漫湖泊低而潮濕，植物生長(zhǎng)繁盛，進(jìn)一步發(fā)展成為河漫沼澤，隨著水體加深可形成淺湖，如375～355 m灰綠色沉積。綜上，該段巖性組合特征具有明顯的河流相特點(diǎn)，二元結(jié)構(gòu)沉積完整，上部天然堤微相及河漫沼澤微相明顯發(fā)育，總體反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫湖)以及淺湖沉積環(huán)境。

第二巖性段，埋深374.0～315.1 m，本段共發(fā)育三套沉積旋回，主要巖性為灰色中粗砂、細(xì)砂和灰綠色-灰色粉砂質(zhì)黏土。較第一巖性段單套砂體厚度明顯增加，旋回自下而上由中砂向細(xì)砂過(guò)渡，上部為粉砂質(zhì)黏土。本段第一期沉積旋回中底部砂質(zhì)沉積粒度較粗，含一定量粗砂，另兩個(gè)沉積旋回砂質(zhì)粒徑較小，為分選性較好細(xì)砂。巖芯359～349 m灰綠色粉砂質(zhì)黏土-黏土質(zhì)粉砂中可見(jiàn)明顯波狀交錯(cuò)，結(jié)合下部正粒序砂體沉積共同判斷為河流相沉積，底部河道邊灘沉積逐漸向上過(guò)渡為粉細(xì)砂-粉砂質(zhì)黏土級(jí)的天然堤沉積，頂部黏質(zhì)粉砂層發(fā)育斜層理，傾角約10°，同時(shí)349～348.6 m出現(xiàn)40 cm反粒序粉砂-細(xì)砂質(zhì)沉積，表明水位升高后沖決天然堤，形成了決口扇。該段巖性特征總體反映了曲流河(邊灘、天然堤和決口扇)的沉積環(huán)境。

第三巖性段，埋深315.1～244.1 m，本段共發(fā)育兩套沉積旋回，主要巖性為灰色-灰褐色黏土和灰色中粗砂-粉砂。第一套沉積旋回下部為粗砂-細(xì)砂-黏土的正粒序，中部再次發(fā)育砂質(zhì)正粒序沉積，上部轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑ち＝M分極高的黏土沉積，黏土頂部漸變?yōu)楹稚?，表明該沉積旋回由下部的河道沉積隨著基準(zhǔn)面上升，開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榛疑凵百|(zhì)黏土-黏土的還原環(huán)境河漫沼澤沉積，隨后基準(zhǔn)面穩(wěn)定一段時(shí)間后又開(kāi)始下降，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸h(huán)境的河漫灘沉積；第二套沉積旋回下部為粗砂-粉砂的河道沉積，底部與上期沉積旋回間具有明顯沖刷面，表明河道再次短暫發(fā)育后，繼續(xù)形成河漫沼澤，隨后水體繼續(xù)加深形成河漫湖泊，259～257 m處發(fā)育席狀砂。該段巖性特征下部反映了曲流河(邊灘河漫沼澤)的沉積環(huán)境，當(dāng)基準(zhǔn)面上升幅度較大時(shí)，該區(qū)域形成了淺湖沉積相且為該巖性段的主要沉積環(huán)境。

第四巖性段，埋深244.1～177.5 m，本段共發(fā)育三套沉積旋回，主要巖性為灰色-褐黃色中砂-細(xì)砂和褐色-褐灰色黏土為主。第一套沉積旋回下部為多期次疊至的正粒序砂體沉積，下部為8 m厚度砂層，河道交切特征明顯，向上過(guò)渡至褐色黏土-粉砂質(zhì)黏土互層；第二套沉積旋回繼承了上期旋回的沉積特征，捅為大套多期次疊至的正粒序砂體沉積，但厚度明顯增大；第三套沉積旋回與上兩套特征一致，在該旋回內(nèi)，砂體沉積厚度達(dá)到最大，約20 m，可見(jiàn)三期河道側(cè)向加積，砂體上部為褐黃色河道砂體，漸變?yōu)榉凵?黏土質(zhì)粉砂堤岸沉積，頂部為褐灰色黏土。該段巖性特征總體反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境，本段中部河流沉積厚度達(dá)到最大。

第五巖性段，埋深177.5～129.4 m，本段共發(fā)育兩套沉積旋回，主要巖性為褐灰色-灰色黏土和褐黃色細(xì)砂層局部含礫。底部黏土為下伏黏土頂部漸變?yōu)榛疑?，而后又漸變?yōu)楹只疑?，表明基?zhǔn)面在此時(shí)期上下波動(dòng)；本段黏土多為灰色，局部夾砂質(zhì)沉積薄層，如167.4～163.5 m和139～135.4 m，巖性為正粒序粉砂-細(xì)砂，其中140～135 m段細(xì)砂可見(jiàn)平行層理，為邊灘沉積；但153.2～151.5 m礫石沉積與上述兩砂質(zhì)薄層完全不同，本層具有較高泥質(zhì)含量，分選性差，磨圓度為次棱角-次圓狀，礫石直徑大小不一，為沖積扇沉積。該段巖性特征總體反映了曲流河(河漫灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境，其中153.2～151.5 m處的薄砂層沉積為偶發(fā)的河漫灘上沖積扇沉積事件。

第六巖性段，埋深129.4～49.6 m，本段共發(fā)育四套沉積旋回，主要巖性為灰色-褐黃色中細(xì)砂巖和灰褐色-褐色黏土至黏土質(zhì)粉砂。四套沉積旋回特征一致，均為由中粗砂至黏土的正粒序沉積，部分細(xì)粒沉積物表現(xiàn)為黏土與粉砂質(zhì)黏土互層樣式，為河漫灘沉積特征。本巖性段砂體厚度明顯增大，均具有2～3期次河道交切特征，在細(xì)砂中可見(jiàn)明顯的平行層理，88.9～84.6 m黏土質(zhì)粉砂中可見(jiàn)小型波狀交錯(cuò)層理。該段巖性特征總體反映了曲流河(河床滯留沉積，邊灘，天然堤和河漫灘)的沉積環(huán)境。

第七巖性段，埋深49.6 m至頂，本段共發(fā)育兩套沉積旋回，主要巖性為灰褐色-黃褐色的黏土與粉砂，二者在本段中以互層特征沉積。黏土中發(fā)育不規(guī)則水平紋層，局部見(jiàn)植物根系，屬于曲流河發(fā)育的邊灘沉積和側(cè)向加積形成的河漫灘沉積；該段巖性特征總體反映了曲河流(邊灘和河漫灘)的沉積環(huán)境。

4 精細(xì)地層年代格架的建立

旋回地層學(xué)的研究精度依賴于準(zhǔn)確的年代地層學(xué)研究。張磊等[3]根據(jù)磁性地層學(xué)、結(jié)合光釋光、C14的測(cè)年數(shù)據(jù)，建立了鉆孔第四紀(jì)地層年代框架。后沙峪凹陷鉆孔ZK19磁性地層研究結(jié)果表明，ZK19孔的磁極倒轉(zhuǎn)序列，將0～128 m的正極性帶解釋為布容正極性帶，128～434 m的負(fù)極性帶解釋為松山負(fù)極性帶，將162～178 m和282～325 m的正極性帶分別解釋為Jaramillo和Olduvai正極性亞帶，434 m以下的正極性帶解釋為高斯正極性帶，確定了ZK19早更新世、中更新世、晚更新世和全新世地層底板埋深分別為434、128、29.9、1.35 m，如圖3(a)所示。

通過(guò)對(duì)自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行等間距插值、去趨勢(shì)化等數(shù)據(jù)預(yù)處理，利用Multi Taper Method頻譜分析軟件包進(jìn)行頻譜分析，采用Analyseries 2.0.4軟件進(jìn)行濾波處理，在地層中包含的各種旋回中找到了與米蘭柯維奇旋回周期比率相近的5∶2∶1比率關(guān)系。將后沙峪凹陷鉆孔ZK19磁性地層建立的第四紀(jì)地層年代框架作為“年齡”錨點(diǎn)，把軌道信號(hào)調(diào)諧至天文參數(shù)模型，完成了深度域和時(shí)間域之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而獲得了后沙峪凹陷的連續(xù)的高分辨率地質(zhì)年代格架。

ZK19孔自然伽馬數(shù)據(jù)的頻譜分析結(jié)果揭示出明顯的旋回性，具有82、35.6、29.3、22.4、17.8、16、10.9、8.4、6.7、5.5、4.1、3.6、3.2 m的主周期，其中20～15 m∶ 8～5 m∶4～3.2 m的比值接近5∶2∶1，與短偏心率100 ka：斜率40 ka：歲差20 ka的比值接近，這些旋回可能分別代表了短偏心率、斜率和歲差沉積旋回[圖2(a)]。根據(jù)磁性地層學(xué)結(jié)果建立的初始年代格架，將自然伽馬數(shù)據(jù)在深度域上的變化轉(zhuǎn)換為時(shí)間域上的變化后[圖2(b)]，頻譜分析結(jié)果顯示出明顯的短偏心率、斜率和歲差周期，如圖2(c)所示。

對(duì)初始年代格架下的自然伽馬數(shù)據(jù)序列進(jìn)行100 ka的短偏心率信號(hào)濾波處理[圖3(c)和圖3(d)]，以磁性倒轉(zhuǎn)年齡為錨點(diǎn)，參考濾波曲線，將磁化率序列對(duì)比到理論偏心率曲線上，依據(jù)是將伽馬曲線高值對(duì)比到偏心率高值上，低值對(duì)比到偏心率低值上，據(jù)此建立了ZK19孔的天文年代標(biāo)尺，如圖3(d)和圖3(e)所示。對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)諧后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行頻譜分析，揭示出120、95、54、41、20.4、19.4 ka的主周期，與天文理論周期更加一致，表明ZK19孔的沉積過(guò)程受到地球軌道參數(shù)引起的古氣候變化的控制。

圖2 ZK19鉆孔自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)在深度域、初步年代格架和調(diào)諧后的頻譜分析結(jié)果Fig.2 Spectrum analysis results of natural gamma logging data of borehole ZK19 in depth， initial age frame and tuning

5 后沙峪凹陷第四紀(jì)沉積演化與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)

5.1 第四紀(jì)沉積演化

將ZK19建立的第四精細(xì)年代格架與巖相沉積環(huán)境相結(jié)合，得出后沙峪凹陷地層的沉積環(huán)境的演變時(shí)間。自下而上分別為7個(gè)巖性段[圖3(f)]，分別為：Ⅰ段沉積時(shí)代為2 595.5～2 260.6 ka，埋深433.6～374.0 m，反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫湖)以及淺湖沉積環(huán)境：Ⅱ段沉積時(shí)代為2 206.6～1 900.5 ka，埋深374.0～315.1 m，反映了曲流河(邊灘、天然堤和決口扇)的沉積環(huán)境；Ⅲ段沉積時(shí)代為1 900.5～1 465.3 ka，埋深315.1～244.1 m，反映了淺湖沉積相沉積環(huán)境；Ⅳ段沉積時(shí)代為1 465.3～1 060.6 ka，埋深244.1～177.5 m，反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境；Ⅴ段沉積時(shí)代為1 060.6 ～780.2 ka，埋深177.5～129.4 m，反映了曲流河(河漫灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境；Ⅵ段沉積時(shí)代為780.2～290.3 ka，埋深129.4～49.6 m，反映了曲流河(河床滯留沉積，邊灘，天然堤和河漫灘)的沉積環(huán)境；Ⅶ段沉積時(shí)代為290.3 ka至今，埋深49.6 m至頂，反映了曲河流(邊灘和河漫灘)的沉積環(huán)境。

通過(guò)對(duì)ZK19鉆孔全孔巖相組合特征分析，可以看出曲流河沉積為該地區(qū)第四紀(jì)的主要沉積相，其中包括了河道滯留沉積、邊灘、天然堤、河漫灘以及河漫湖泊等河流相沉積微相，局部存在一定厚度的淺湖相沉積，與前人觀點(diǎn)基本一致。ZK19鉆孔為經(jīng)典陸相沉積地層，早更新世2 580 la以來(lái)，河流相為主要沉積環(huán)境，在2 240 ka時(shí)期，河流相河漫沼澤為基礎(chǔ)，因基準(zhǔn)面上升，進(jìn)而形成具有一定水深的區(qū)域性淺湖，在巖相組合上漸變特征明顯，符合瓦爾特相律，該淺湖在2 152 ka時(shí)期結(jié)束，共沉積20 m厚湖相灰色黏土，2 240～2 152 ka為淺湖相在第四紀(jì)內(nèi)的第一期沉積。其后該地區(qū)河流相再次成為主要沉積環(huán)境，期間在2 080 ka時(shí)期發(fā)生多次河道決口事件；淺湖相第二次成為主要沉積環(huán)境是在早更新世中期1 784～1 465 ka時(shí)期，在1 784 ka時(shí)水體再次加深，開(kāi)始形成淺湖。

在1 720 ka時(shí)，淺湖開(kāi)始萎縮，并在1 715 ka時(shí)形成了一定厚度的河流相沉積，但在1 620 ka時(shí)，水體深度迅速加深，湖泊沉積規(guī)?？焖贁U(kuò)大，形成了該地區(qū)第四紀(jì)以來(lái)最大規(guī)模的湖相沉積，在1 465 ka時(shí)湖泊消亡，也意味著該地區(qū)湖相沉積的消亡；早更新世晚期1 465 ka以后，河流相沉積成為主要沉積環(huán)境，多期次疊至河道砂體和河漫灘沉積為主要沉積微相，雖然在1 000～1 068 ka，河漫沼澤再次形成，但未演化成有一定水深的河漫湖泊；在921 ka時(shí)期，發(fā)生了一期偶發(fā)性沉積事件——沖積扇；在260～661 ka該鉆孔位置為河道主體位置，共沉積近50 m厚多期次疊至砂體；260 ka后河漫灘沉積為主要沉積環(huán)境。

5.2 與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的過(guò)程同時(shí)也是沉積建造的歷史[34-37]，可以根據(jù)不同地區(qū)沉積物厚度及沉積環(huán)境，得出平原區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。第四紀(jì)以來(lái)，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，在北東向及北西向斷裂作用形成大小地塊，抬升地塊形成高地，下陷地塊形成了山間盆地和平原，從而形成山地、盆地和平原的構(gòu)造格局。平原區(qū)地貌受河流、氣候、構(gòu)造等多重因素共同作用，形成河谷階地、地塹式斷裂等地貌。

據(jù)北京西山現(xiàn)存的各種新構(gòu)造山體上升標(biāo)志及年齡測(cè)定，整個(gè)第三紀(jì)時(shí)期，西山的上升量達(dá)1 700 m；第四紀(jì)期間，北京西山繼承了第三紀(jì)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征，北京西山強(qiáng)烈抬升，山前及東南地區(qū)相對(duì)下降，堆積了第四紀(jì)沉積物。早更新世期間，山體上升幅度為120 m，其中在1.8～2.5 Ma B.P.，山體上升幅度為50 m[38]。這一時(shí)期，后沙峪地區(qū)受北東向的黃莊-高麗營(yíng)斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)的影響，同時(shí)在河流改道、氣候變化等多重因素的共同作用上，于2 240～2 153 ka形成淺湖；在此之后，北西向順義斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)，后沙峪地區(qū)相對(duì)抬升，經(jīng)2 080 ka左右的河道多次決口事件后，河流相再次成為本區(qū)的主要沉積環(huán)境。順義凹陷被分化為后沙峪凹陷和俸伯凹陷，至此，北京凹陷北緣盆地解體。這一觀點(diǎn)與文獻(xiàn)[3-4]的觀點(diǎn)一致。早更新世中期(1 784～1 475 ka)，受青藏運(yùn)動(dòng)的B幕的影響[39]，北京西山強(qiáng)烈上升，上升幅度約30 m，北東向黃莊-高麗營(yíng)斷裂再次成為北京北部的主導(dǎo)構(gòu)造因素，在后沙峪地區(qū)再次形成淺湖相沉積，早更新世晚期(1 465 ka)淺湖消亡。晚更新世以來(lái)，北東向斷裂表現(xiàn)為整體運(yùn)動(dòng)，兩盤(pán)差異不大[38]，后沙峪地區(qū)主要為曲流河的沉積環(huán)境。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)后沙峪凹陷鉆孔ZK19開(kāi)展旋回地層和沉積環(huán)境分析，將地時(shí)與巖相下結(jié)合，探討了后沙峪凹陷沉積環(huán)境對(duì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)，得出以下結(jié)論。

(1)通過(guò)對(duì)ZK19鉆孔自然伽瑪測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)頻譜分析發(fā)現(xiàn)，北京后沙峪凹陷沉積地層中保存完好的米蘭柯維奇旋回，天文軌道參數(shù)比與識(shí)別出的地層旋回厚度比率一致，受控于 100 ka 的短偏心率周期影響的旋回厚度為15～20 m，40 ka的斜率周期影響的旋回厚度為5～8 m，20 ka的歲差周期影響的旋回厚度為3.2～4 m。據(jù)此，建立了后沙峪凹陷第四紀(jì)0.1 Ma年精度的年代標(biāo)尺，為后續(xù)研究后沙峪第四紀(jì)的構(gòu)造演化、氣候變化提供了精細(xì)的年齡標(biāo)定。

(2)通過(guò)對(duì)ZK19孔的沉積相分析，將地時(shí)與巖相沉積環(huán)境演化相結(jié)合，分析了后沙峪凹陷地層的沉積環(huán)境及演變時(shí)間。自下而上分別為7個(gè)巖性段，分別為：Ⅰ段沉積時(shí)代為2 595.5～2 260.6 ka，埋深433.6～374.0 m，反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫灘)以及淺湖沉積環(huán)境：Ⅱ段沉積時(shí)代為2 206.6～1 900.5 ka，埋深374.0～315.1 m，反映了曲流河(邊灘、天然堤和決口扇)的沉積環(huán)境；Ⅲ段沉積時(shí)代為1 900.5～1 465.3 ka，埋深315.0～244.1 m，反映了淺湖沉積相沉積環(huán)境；Ⅳ段沉積時(shí)代為1 465.3～1 060.6 ka，埋深244.1～177.5 m，反映了曲流河(河床滯留沉積、邊灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境；Ⅴ段沉積時(shí)代為1 060.6～780.2 ka，埋深177.5～129.4 m，反映了曲流河(河漫灘和河漫湖泊)的沉積環(huán)境；Ⅵ段沉積時(shí)代為780.2～290.3 ka，埋深129.4～49.6 m，反映了曲流河(河床滯留沉積，邊灘，天然堤和河漫灘)的沉積環(huán)境；Ⅶ段沉積時(shí)代為290.3 ka至今，埋深49.6 m至頂，反映了曲河流(邊灘和河漫灘)的沉積環(huán)境。

(3)鉆孔中識(shí)別出兩次淺湖沉積，沉積時(shí)間分別為2 240～2 152 ka和1 784～1 475 ka，分別對(duì)應(yīng)了早更世紀(jì)早期的西山強(qiáng)烈上升時(shí)期和早更新世中期的青藏動(dòng)動(dòng)，北京地區(qū)構(gòu)造以北東向斷裂活動(dòng)為主導(dǎo)。

(4)根據(jù)后沙峪凹陷淺湖相的消亡時(shí)間，確定順義凹陷解體為后沙峪和奉伯凹陷的時(shí)間在2 080 ka左右。晚更新世以來(lái)，北東向斷裂表現(xiàn)為整體運(yùn)動(dòng)，兩盤(pán)差異不大，后沙峪地區(qū)主要為曲流河的沉積環(huán)境。