渤海湾盆地是中国东部重要的含油气盆地，内部呈现出多隆多坳的特点(查全衡，1988)。冀中坳陷是渤海湾盆地内最西部的一个二级构造单元(图 1)，大量的油气勘探工作积累了丰富的地质和地球物理资料。前人在此基础上，对冀中坳陷的地质结构、构造发育特征、演化历史和油气富集规律进行了深入的研究(李德生，1980a，1980b；查全衡，1988；杨明慧等，2002；孙冬胜等，2004；庞玉茂，2012)。保定凹陷与冀中坳陷内的霸县、廊固、饶阳等富油凹陷相比，勘探程度相对较低，目前仍处于二维地震勘探阶段。受资料限制，前人尚未对保定凹陷的构造—地层层序等问题开展深入研究。

图 1(Figure 1)

图 1 保定凹陷区域位置(a； 据Zhao et al.，2014修改)，保定凹陷构造单元划分(b； 据华北油田内部资料修改)和冀中坳陷区域构造地质剖面图(c； 位置见 图 1a) Fig. 1 Location map of Baoding sag(a； modified after Zhao et al.，2014)，structual units of Baoding sag(b； modified after Huabei Oilfield Company)and regional interpretation of the structure of Jizhong depression(c; location see Fig. 1a)

构造—地层层序(tectono-stratigraphic sequence)是指在一定的构造作用背景下形成的、以区域性不整合面为界、具有相同构造特征的一套地层总和(汪泽成等，2002)。一套较完整的构造—地层层序指示了沉积盆地的构造演化阶段。本文按照井、震结合的思路，综合利用最新的钻井资料和高精度的地震资料，并结合周缘地质资料，建立了保定凹陷的地层系统，根据识别出的区域性不整合面，划分出了保定凹陷的构造—地层层序与盆地演化阶段。

保定凹陷位于冀中坳陷西部凹陷带的中部，西侧以太行山山前断层为界与太行山相隔，处于渤海湾盆地与太行山隆起的转换部位。保定凹陷构造—地层层序的研究，是揭示保定凹陷形成演化的基础，为太行山山前断层的发育特征和演化提供约束，对保定凹陷的油气勘探工作具有一定的借鉴意义。

保定凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷西部凹陷带的中部，北邻徐水凹陷，南接石家庄凹陷，东北部与容城凸起、牛北斜坡和牛驼镇凸起相邻，东部以高阳低凸起与饶阳凹陷相连，西侧以太行山山前断层为界与太行山隆起隔开，为北东走向的箕状断陷(图 1)。东西宽约为40 km，南北长约为90～120 km，勘探面积近4 000 km²。

图 2(Figure 2)

图 2 保定凹陷地层综合柱状图 Fig. 2 The comprehensive stratigraphic column of Baoding sag

保定凹陷是在中-新元古界基底之上发育起来、受太行山山前断层控制的新生代断陷盆地。整体表现为西断东超的箕状断陷，具有东高西低的构造格局。平面上可以划分为西部潜山带、中央洼槽带和东部断垒带3个构造单元，其中，中央洼槽带自北向南依次发育淀北、保北和保南3个洼槽，总体上表现出东西分带的构造特征(图 1)。

基于大量的钻井和地质资料，前人对冀中坳陷地层分布特征进行了系统的研究。李德生(1980)对冀中坳陷中-新元古界—新近系地层进行了详细的划分，并将其与渤海湾同时期的其它盆地拗陷地层进行对比；桂宝玲等(2011)对临近的廊固凹陷的地层进行了研究。在前人研究结果的基础上，本文利用最新的钻井、二维和三维地震资料，并结合周缘1 : 20万区域地质填图成果，建立了保定凹陷的地层系统(图 2)，并对研究区内地层进行了连井地层对比(图 3)，以揭示研究区内地层发育特征。

图 3(Figure 3)

图 3 保定凹陷保深1井—保深3井—高深1井—高深14井连井地层对比(位置见 图 1b) Fig. 3 Baoshen1-Baoshen3-Gaoshen1-Gaoshen14 stratigraphic correlation profile of Baoding sag(location see Fig. 1b)

保定凹陷自下而上依次发育中元古界长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组，蓟县系杨庄组、雾迷山组，古近系孔店组(Ek)、沙河街组(沙四段(Es₄)、沙三段(Es₃)、沙二段(Es₂)、沙一段(Es₁))、东营组(Ed)，新近系馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)和第四系平原组(Qp)。普遍缺失古生界，局部发育少量中生界。

根据保定凹陷内地震反射特征和井震标定结果，并结合区域地质背景，在研究区内地震反射剖面上清楚地识别出两个区域性的不整合面(图 4，图 5)。

图 4(Figure 4)

图 4 保定凹陷B-B′地震剖面及解释方案(剖面位置见 图 1b) Chc. 长城系； Jx. 蓟县系； Ek. 孔店组； Es4. 沙四段； Es3. 沙三段； Es2. 沙二段； Es1. 沙一段； Ed. 东营组； Ng. 馆陶组； Nm. 明化镇组； Qp. 平原组； Ar. 太古宇； 各层位均为相应地层底界 Fig. 4 Comprehensive seismic geological interpretation for the B-B′ profile of Baoding sag(location see Fig. 1b)

图 5(Figure 5)

图 5 保定凹陷C C′地震剖面及解释方案(剖面位置见图 1b) Fig. 5 Comprehensive seismic geological interpretation for the C C′ profile of Baoding sag(location see Fig 1b)

(1)古近系孔店组底部角度不整合为断陷活动初始发育时期的产物，从地震反射剖面上可以识别出该不整合面非常发育，分布于整个凹陷范围内。断陷早期沉积的孔店组(Ek)、沙河街组四段(Es₄)角度不整合于下伏的蓟县系雾迷山组(Jxw)之上。该界面附近地层产状发生明显变化，具有下削上超的结构(图 4)。界面之下地层产状较陡，顶部遭受削截，反射略显杂乱；界面之上发育清晰的上超现象。

(2)新近系馆陶组底部角度不整合发育在古近纪—新近纪之间，是盆地由断陷期向拗陷期过渡的产物，分布范围较为广泛。表现为上覆的馆陶组地层(Ng)不整合于东营组(Ed)、沙河街组一段(Es₁)之上。界面上、下地层产状发生显著变化，同样具有下削上超的结构(图 4)。界面之下断陷期地层具有反转特征，形成的背斜顶部遭受剥蚀，且两翼剥蚀程度不同；界面之上馆陶组地层超覆于下伏不同时期地层之上。该不整合面与下伏地层之间的夹角从凹陷边缘向凹陷中心逐渐变缓。

依据上述识别出的区域性不整合面，可以在保定凹陷内划分出3个构造层:基底构造层(TS1)、断陷期构造层(TS2)和拗陷期构造层(TS3)(图 2，图 6)。

图 6(Figure 6)

图 6 保定凹陷北西—南东向年代地层格架剖面(位置见 图 1b) Fig. 6 NW-SE striking stratigraphic frame profile of Baoding sag(location see Fig. 1b)

基底构造层(TS1)包括太古宇、中-新元古界长城系和蓟县系地层。太古宇岩性以黑云奥长片麻岩为主，也包含有二长片麻岩、斜长角闪岩等；中-新元古界为海相地层，长城系底部以石英砂岩、粉砂质页岩为主，发育少量白云岩，向上逐渐过渡为白云岩为主；蓟县系底部为含砾石英砂岩和白云质砂岩，顶部为雾迷山组巨厚的硅质条带白云岩和叠层石白云岩，雾迷山组以上地层普遍缺失。研究区内只有高深1井(位置见图 1)钻穿蓟县系至长城系底部常州沟组(未见底)，揭示蓟县系残余厚度为396 m，长城系厚度大于1 750 m。基底构造层自新元古代以来经历了多期复杂的构造演化，使得其顶部遭受严重剥蚀，内部褶皱和断裂也都较为发育。

断陷期构造层(TS2)主要为古近纪断陷期发育的沉积层系，仅局部地区包含有中生界地层。底部的孔店组—沙四段为半深湖—滨浅湖沉积，岩性以暗色、灰色泥岩为主，夹有灰色薄层砂岩，孔店组底部发育砾岩；沙三段—沙二段为滨浅湖、河流相沉积，底部为紫红色泥岩与浅灰色砂岩互层，顶部为紫红色泥岩夹浅灰色、褐色砂岩，纵向上具有下粗上细的特征；沙一段—东营组沉积时期，以发育湖沼相沉积为主，岩性有泥岩、砂岩、油页岩及煤层。钻井资料揭示断陷期构造层在研究区范围内厚度变化比较明显(图 3)。断陷期构造层在地震剖面上呈一上翘的背斜形态，背斜两翼顶部沙一段—东营组地层遭受不同程度的剥蚀，前翼薄而后翼相对较厚，背斜核部发育一系列同向和反向断层。靠近边界断层一侧，地层明显上翘(图 7)，与典型的滚动背斜形态有着明显的区别，这表明断陷期构造层后期经历了构造反转。

图 7(Figure 7)

图 7 渐新世末反转构造特征(剖面位置见 图 1b) TS1. 基底构造层； TS2. 断陷期构造层； TS3. 拗陷期构造层； Ⅰ . 孔店组底部角度不整合； Ⅱ . 馆陶组底部角度不整合； Ⅰ -1～Ⅰ -11. 断陷期构造层内次级不整合面； Ⅱ -1～Ⅱ -3. 拗陷期构造层内次级不整合面 Fig. 7 Characteristics of inversion structure in the Late Oligocene(location see Fig. 1b)

拗陷期构造层(TS3)包括新近系和第四系，同样以陆相沉积为主，分布范围远大于断陷期构造层。新近系馆陶组和明化镇组以砂、泥岩为主，二者多呈互层发育，馆陶组底部发育有砾岩；第四系平原组下部为黄褐色粉砂、中砂，上部为灰褐色砂质粘土、耕植土。这一时期凹陷处于热沉降阶段，大多数断层活动趋于停止。从地震剖面上看，这一时期的地层产状平缓，均表现为近水平地层或略微向东倾斜。从凹陷边缘到中心地层逐渐加厚，整个区域上地层厚度变化不大(图 3，图 4，图 5)。

保定凹陷作为渤海湾盆地的一部分，其形成和演化与渤海湾盆地整体相比，具有相似性也具有一定的独特性。根据前述区域性不整合面发育及地层沉积充填特征，对保定凹陷的盆地演化阶段进行了划分(图 8)。

图8(Figure 8)

图 8 保定凹陷构造演化剖面(位置见 图 1b) Fig. 8 Tectonic evolution section of Baoding sag(location see Fig. 1b)

保定凹陷位于中朝板块的东部，是受太行山山前断层控制的新生代断陷盆地。盆地基底包括太古宇—中-新元古界，其形成是一个长期、复杂的过程(葛肖虹等，2014a，2014b)。太古宙末，中朝板块的主体出现，古元古代末吕梁运动形成板块基底，随后发育盖层。中-新元古代为裂谷阶段。古生代初，整个中朝板块开始统一升降。早古生代为海相环境，发育了寒武系—中-下奥陶统碳酸盐岩。晚古生代—三叠纪发育海陆交互相—陆相沉积。整个区域上主体缺失上奥陶统—中石炭统。中生代以来，受印支运动和燕山运动的影响，现今保定凹陷所处区域经历了长期的剥蚀作用，仅残留太古宇—中-新元古界，并最终形成新生代断陷盆地的基底(葛肖虹等，2014a，2014b)。

新生代以来，受太平洋板块俯冲作用及印度与欧亚板块碰撞作用远程效应的影响，中国东部发育右旋剪张应力场(赵重远，1984)。古近纪期间，在此区域应力场作用下保定凹陷进入伸展断陷期，相当于唐智(1979)提出的“华北运动期”。受断层活动强度等因素的影响，断陷期可以进一步分为强烈断陷期、持续断陷期和断陷末期3个阶段。前人研究结果表明，冀中坳陷古近纪水平伸展率为15％～65％(杨明慧等，2002)，太行山山前断层在古近纪的水平断距约为17 km(徐杰等，2000，2001)。通过本文研究发现，保定凹陷在古近纪断陷期所遭受的拉张强度很大，水平伸展量约为18.6 km，相对水平伸展率约为59.42％。

(1)强烈断陷期(孔店组—沙四段沉积时期)太行山山前断层强烈活动控制保定凹陷的发育，沉积了厚度较大的孔店组—沙四段。保深1井(井深4 750 m)揭示该套地层厚度在2 471 m(未穿)以上，岩性主要为杂色砾岩及灰质泥岩(图 3)，其中的泥岩层段是保定凹陷内有利的烃源岩之一。这一时期相对水平伸展率约为30.54％。

(2)持续断陷期(沙三段—沙二段沉积时期)太行山山前断层活动有所减弱，凹陷内发育一系列次级断层，地层表现出明显的超覆特征(图 4)，内部发育多个超覆不整合面(图 7)，同时沉积中心向盆地方向迁移(图 3，图 8)。岩性以滨浅湖、河流相的泥岩、砂岩沉积为主，地层厚度由保定凹陷向高阳低凸起方向减薄(图 3)。这一时期相对水平伸展率约为12.63％。

(3)断陷末期(沙一段—东营组沉积时期)沙二段沉积之后，断陷活动进一步减弱，盆地进入断陷活动末期，沉积了以湖沼相为主的沙一段—东营组，发育岩性有泥岩、页岩，夹有砂岩层，是研究区内有利的烃源岩和储集层。地层除在边界断层附近有所增厚外，在全区内厚度变化不大(图 8)。由于伸展活动强度减弱，该时期相对水平伸展率约为8.4％。

葛肖虹等(2014a，2014b)研究成果表明，从晚白垩世(81 Ma)—古新世期间，西太平洋板块一直向北北西的阿拉斯加方向俯冲，而从始新世中期—渐新世末期(42～23 Ma)，俯冲方向由北北西转向北西西。这一构造体制的转变，在欧亚大陆的东缘产生了一系列的响应。具体到保定凹陷，该事件导致盆地构造发生发转，断陷活动停止，早期沉积地层被抬升并遭受不同程度的剥蚀，表现为渐新统东营组与上覆的中新统馆陶组之间广泛发育的区域性角度不整合。地震剖面上清楚地显示了断陷期发育的滚动背斜被抬升改造(图 7)，顶部东营组—沙一段地层遭受剥蚀。根据缺失地层厚度估算，该期反转程度较为强烈，水平缩短率约为9.42％。

新近纪以来，在构造反转后剥蚀夷平的基础上，受东亚—西太平洋构造体系的影响，统一的渤海湾盆地形成(葛肖虹等，2014a，2014b)。在此背景下，保定凹陷的演化进入拗陷阶段。这一时期，主要断层大都停止活动，仅有少数断层活动微弱，凹陷以热沉降为主，水平伸展率仅为1.77％。馆陶组、明化镇组岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩为主，第四系地层多未胶结，自下至上发育砾石层、粉砂质粘土层，顶部为耕植土。钻井和地震资料揭示，拗陷期沉积地层分布范围广泛，厚度从凹陷边缘到中心逐渐增大，表现出典型的碟状展布特征(图 3，图 8)。

(1)结合钻井、地震和区域地质资料，在保定凹陷内识别出古近系孔店组底部和新近系馆陶组底部两个区域性不整合面，并据此将保定凹陷在纵向上划分为3个构造层:基底构造层、断陷期构造层和拗陷期构造层。其中，基底构造层包括太古界和中-新元古界；断陷期构造层主要为古近系，局部包含少量中生界；拗陷期构造层包括新近系和第四系。

(2)保定凹陷是在中-新元古代基底之上发育的、受太行山山前断层控制的新生代断陷盆地，其形成演化经历了基底形成阶段、古近纪断陷阶段、渐新世末反转阶段和新近纪—第四纪拗陷阶段。根据断陷活动的强度，断陷阶段又可以进一步分为强烈断陷期、持续断陷期和断陷末期。

致谢 华北油田地球物理勘探研究院提供了相应的地震、钻井资料，在此表示感谢!