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济阳坳陷位于渤海湾盆地西南部，是我国东部典型的中新生代断陷盆地之一，也是重要的含油气盆地。新生代盆地沉积了巨厚的碎屑沉积层，记录了盆地演化过程中的多种重要信息。本文对济阳坳陷新生代沉积岩开展详细的主、微量元素和Sr、Nd、C、O等多元同位素地球化学研究，在理解陆源碎屑沉积岩地球化学组成的主要控制因素基础上，探讨了新生代济阳坳陷沉积古环境变化和物源演化特征。论文取得了以下主要认识：
1、济阳坳陷新生代沉积岩的地球化学组成受粒度大小的影响较明显，最细粒的泥岩由于含较高的粘土矿物，对许多元素起到富集作用，而略粗的粉砂岩和细砂岩由于含有较高的石英和长石类矿物，对许多元素起到稀释作用。化学风化作用对新生代沉积岩地球化学组成的影响相对较弱；重矿物分选作用对全岩REE含量的贡献仅为15％左右。因此，不活动元素如REE、Th、Nb、Zr、Y、Cr、Co以及元素比值La/Co、La/Nb、Th/Cr、Zr/Y受风化、搬运等沉积作用的影响较小，主要继承了源岩的地球化学特征。
2、济阳坳陷新生代沉积岩相对后太古代澳大利亚页岩(PAAS)和大陆上地壳低Cr、Co、Ni，高REE、Th、Zr、Nb、Ta和La/Co、Th/Cr、Zr/Y比值，指示了其源岩主要由后太古代长英质岩石组成。其中古近系沉积岩源岩以周缘凸起出露的古—中生界沉积岩为主，来自太古界岩石剥蚀的碎屑物质较少，坳陷内凸起区古生界地层在沙二段沉积时期仍有大面积残留；古近纪的区域火山活动为盆地供应了部分火山碎屑物质，导致古近系沉积岩具有相对高143Nd/144Nd比值和低87Sr/86Sr比值的特征。新近系沉积岩的化学组成特征指示其物源主要来自盆地东部的胶东隆起，其相对高87Sr/86Sr比值和低143Nd/144Nd比值则指示来自太古界和元古界岩石对该时期沉积的碎屑物质的贡献增大。
3、在沉积古环境演化方面，古近系沙四段沉积岩含有最高的CaO含量，平均值为28.18％；其自生碳酸盐相对上覆的沙三段具有较高的δ13CpDB(平均值为+2.91‰)和δ180PDB(平均值为-9.38‰)，指示当时区域气候干旱，盆地主要发育成化浅水湖泊沉积；沙三段沉积岩CaO含量低，平均值仅为1.58％，自生碳酸盐具有最低的δ13CPDB(平均值为-1.82％)和δ18OpDB(平均值为-12.93‰)，指示了沙三段沉积时期研究区气候湿润，盆地发育半深—深湖沉积；沙二段沉积岩CaO含量低，平均值仅为1.76％，自生碳酸盐具有最高的δ13CPDB(平均值为+5.16％)和δ180PDB(平均值为-6.83％)，指示沙二段沉积时期气候较沙三段干旱，湖泊范围缩小。
4、沾化凹陷新近系螺化石层下部的Ng5+6段沉积岩的Rb、Cs含量和Th/U、Rb/Ti、K/Na比值均比化石层上部的Ng3+4、Nm段沉积岩要高，而K/Ti、Na/Ti比值比Ng3+4、Nm段沉积岩要低，螺化石所在层位沉积岩具有相对较高的δ180PDB值和相对较低的δ13CPDB值。结合这些沉积岩较低的Al203、Ti02、Th、Nb、Zr、Hf等弱迁移元素含量指示新近纪区域上气候发生了一次较为明显的干热化过程，大气降水明显减少，湖泊蒸发量较大，使盆地的水体盐度增加，水体营养生物和河流输入的营养物质减少。沉积环境的变迁致使田螺最终死亡。