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自燕山运动二幕，随着地堑式盆地的产生，陈南断层剧烈活动，在中生代形成了达5000 m的垂直断距（任安身，1993；戴俊生等，1998）。而后，晚白垩世的区域隆升，形成了大型区域不整合。古新世末到渐新世，喜马拉雅运动一幕作用，在中生代双断式盆地的基础上，东营凹陷发展为单断式盆地，陈南断层重新剧烈活动，形成了盆地与陈家庄凸起之间巨大的高差（图2-9A）。据任安身（1993）等研究，陈南断层在孔店组至沙四段时期的断距达1150 m，而此时气候相对干旱，从而形成了“盆深水浅”的特征，在东营凹陷的北部产生了湖平面与岸崖超过1000 m的高差，再加上中生代所遗留下来的高差，使得陈家庄凸起远高于凹陷基准面，为强烈下蚀奠定了基础。
始新世时期，该地区为干旱—半干旱气候，盆地内沉积了红色地层、灰岩、膏岩层和上部的灰色泥岩、砂岩和油页岩。在永921地区，由于间歇洪水作用，在陈家庄凸起上冲蚀形成湖缘峡谷。峡谷形成时所剥蚀的碎屑物质分布于陈南断层南面的冲积扇群地区（图2-9B）。
图2-9 永921湖缘峡谷成因模式
据古生物资料（表2-1）分析，湖缘峡谷形成过程中，具有很大的高差。沙四上段（表2-1中7-18号样品）的裸子类以针叶乔木为主，含量较高，除此仅有少量麻黄类，被子类占优势，属针阔叶混交林。其中木本植物占绝对优势，说明当时山势较高。沙三下段裸子类以针叶乔木为主，含量比沙四上段略有降低，除此仅有麻黄少量，被子类阔叶植物增加，属针阔叶混交林，木本植物仍然占绝对优势，总体说明当时山势开始降低。沙四段晚期至沙三段早期，较高的山地植物以针叶林树种松类和杉类为主，较低的山地以阔叶林的榆类、栎类和胡桃科、桦科等喜温植物发育，草本植物不发育，说明低地和平原地形不太发育，同时当时的气候温湿，属中亚热带气候。总之，该地区沙四段和沙三段沉积时期木本被子和裸子植物占绝对优势，裸子植物又以松类和杉类等针叶植物为主，说明沉积区离山地不远，周围隆起特征明显。虽然由于沉积物搬运中的孢粉混合作用难以准确恢复当时的山高，但根据与现代植物的地理气候分异对比和当时的古地理、古构造特征来看，可以推断出山高（由于该时期的湖平面与海平面的差别不大，海拔与相对高差相近）应在500～1000 m之间。这仅仅是在沙四段上段充填时的高差，在峡谷充填之前，谷底到山顶的高度应大于这一高度。
沙三段沉积时期，断层活动减弱（任安身，1993），气候变得湿润，湖平面快速上升，峡谷被充填（图2-9C、D），辫状河沉积逐渐演变为扇三角洲、滨浅湖等充填。沙二段沉积早期，峡谷被完全充填。进入中后期，构造抬升，凹陷大部分出露剥蚀，形成了沙二段晚期的区域不整合，永921峡谷也结束了其充填史。
表2-1 永921井中孢粉含量及垂向分布
峡谷演化过程中，陈南断层起了决定性作用。陈南断层的活动造成了上下盘之间巨大的高差，这种高差导致在上升盘水流的下切。随着时间的推移，侵蚀作用不断进行，并向两侧和源头发展。构造活动稳定时期，这种侵蚀作用一直持续下去，在上升盘形成一强烈侵蚀面。随着后期的充填，在峡谷纵向剖面上形成一平滑基岩底面。
