加蓬盆地鹽下斷裂構(gòu)造樣式及展布特征

1、加蓬盆地鹽下斷裂構(gòu)造樣式及展布特征加蓬盆地整體呈現(xiàn)北東高，南西低的格局大體位于北緯 1 和南緯4之間 1-4 ，處在古剛果和圣保羅克拉通之間的縫合 帶上，是一個裂谷盆地與被動大陸邊緣盆地疊加的大型中新生代 復(fù)合型盆地， 也是西非海岸盆地群中的一個富油盆地。 前人對鹽 上地層的研究比較全面，而對于鹽下地層的研究較少，因此，筆 者就鹽下地層的斷裂構(gòu)造及結(jié)構(gòu)在該文中做出相對系統(tǒng)的歸納 總結(jié)。加蓬盆地地質(zhì)概況西非板塊演化起始于晚三疊世 ? 早侏羅世岡瓦納大陸解體。 在整個板塊演化過程中， 非洲東西部的大部分被動大陸邊緣盆地 經(jīng)歷了裂陷期和漂移期兩個構(gòu)造階段5-6 ，形成了上坳下斷的 “雙層結(jié)構(gòu)”， 下

2、部裂陷期層序伴隨裂谷和火山活動， 發(fā)育湖泊 和局限海環(huán)境下的碎屑巖、碳酸鹽巖沉積， 而上部漂移期層序隨海平面不斷升降變化，發(fā)育海相碎屑巖、碳酸鹽巖臺地、三角洲 和濁流沉積， 大西洋的分裂是由南向北的。 西非地區(qū)板塊的構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了 4 個階段，即晚古生代一早中生代大陸克拉通階段（前裂谷階段）、中 - 晚中生代以來的裂谷階段及過渡階段、 中生代末一第三紀(jì)以來的被動大陸邊緣階段（或后裂谷坳陷階段）（圖 1 ）。7加蓬盆地可分為北加蓬次盆、 南加蓬次盆、 內(nèi)陸次盆和南巴 雷內(nèi)高地四個主要的構(gòu)造單元（圖 1）。加蓬盆地已開發(fā)的油田 152 個，其中北次盆 103 個，南次盆47 個，內(nèi)陸次盆2 個

3、。目 前盆地探明石油可采儲量為45億桶，天然氣可采儲量為850X 108 m3。從待發(fā)現(xiàn)的油氣資源來看，加蓬海岸盆地待發(fā)現(xiàn) 的油氣資源豐度為 7500 萬桶油當(dāng)量（ USGS，2000）。從已開發(fā)的油田及儲量來看， 北次盆開發(fā)程度高，而同為沉積中心的南次盆開發(fā)程度低， 特別是對南次盆鹽下地層的研究程度低， 那么對 南次盆的勘探研究對整個加蓬盆地就有了重大的戰(zhàn)略意義。加蓬盆地鹽下斷裂構(gòu)造結(jié)構(gòu)及樣式 與其它大陸內(nèi)裂谷盆地一樣，例如：國內(nèi)的渤海灣盆地、松遼盆地、 海拉爾盆地等東部斷陷盆地， 以及國外的東非裂谷盆地 （如阿爾伯特盆地等）、北大西洋邊緣裂谷盆地（如阿斯圖里亞 斯等盆地）、南大西洋西緣的巴

4、西坎普斯盆地和桑托斯盆地、澳 大利亞的吉普斯蘭盆地等， 裂谷時期形成的加蓬海岸盆地因受非洲、南美板塊旋轉(zhuǎn)漂移產(chǎn)生的NNE-SS響拉張應(yīng)力影響，具有典 型的伸展構(gòu)造特征， 在斷裂機(jī)制上發(fā)育一系列的張性斷裂。 另外， 由于大西洋洋中脊附近廣泛發(fā)育的轉(zhuǎn)換斷層存在，使得區(qū)域在后期又疊加了走滑應(yīng)力場。該文通過解剖加蓬X、 Y 工區(qū)內(nèi)部斷陷 體系特征， 對南加蓬次盆鹽下層序的斷裂構(gòu)造特征解釋具有一定的指導(dǎo)意義。盆地結(jié)構(gòu)分析加蓬盆地南西 - 北東向結(jié)構(gòu)特征，盆地東部的維阿凹陷與西部的登泰爾凹陷均為半地塹式結(jié)構(gòu)， 中部為甘巴凸起， 在凸起斜坡帶上發(fā)育一系列南西傾正斷層所組成的斷階（圖2）。通過對以上南大西洋加

5、蓬裂谷盆地結(jié)構(gòu)解剖不難看出， 加蓬 裂谷盆地為典型的結(jié)晶基底卷入式伸展構(gòu)造， 其總體構(gòu)造格局由 一系列傾向東或西向的基底斷裂控制的地壘、地塹或半地塹相間 組合而成。凹陷低地一般為地塹或半地塹結(jié)構(gòu)， 局部隆起高地為 地壘式結(jié)構(gòu)， 次級凹陷斜坡發(fā)育由一系列西傾的正斷層組成的斷 階。鹽下斷裂構(gòu)造樣式分析斷層分級前人通過斷裂的延伸長度、 剖面斷距、 切割深度或與層位的 切割關(guān)系、 斷裂兩側(cè)巖性和厚度變化、 斷裂形成及持續(xù)活動時間 等，結(jié)合斷裂對盆地（或凹陷）形成演化以及對盆地（或凹陷） 內(nèi)構(gòu)造、沉積、層序及圈閉的控制程度大小來進(jìn)行斷裂級別劃分。 該次研究在斷裂分級上，主要考慮了以下幾點(diǎn)。1）斷裂規(guī)模，

6、即斷裂的平面延伸長度和剖面斷距大小。2）切割深度或與層位的切割關(guān)系。3）形成時間及持續(xù)活動時間。4）與構(gòu)造演化的關(guān)系。5）對構(gòu)造格局乃至沉積作用的控制程度大小。 通過以上劃分原則， 加蓬海岸盆地?cái)嗔芽煞譃榭刂婆璧剡吔缫患墧嗔选?控制盆地二級構(gòu)造單元 （如凹陷及隆起） 的二級斷裂、 控制盆地內(nèi)三級構(gòu)造單元（如洼陷）的三級斷裂、以及三級構(gòu)造單元內(nèi)的四 ? 五級斷裂，而研究區(qū)塊處于南部次盆內(nèi)， 所以斷裂 主要為二級? 五級斷裂（如圖 3 所示）。斷裂期次分析在斷裂期次分析上， 前人的研究主要包括定性分析和定量分析兩個方面。 該研究在斷裂活動期次分析上， 現(xiàn)階段基本以定性 分析為主。根據(jù)前人研究，大致

7、可以將區(qū)內(nèi)斷裂活動分為四期：裂谷早期活動基底斷裂、 裂谷期持續(xù)活動基底斷裂、 裂谷期蓋層 斷裂及裂谷期后斷裂（即鹽上斷裂）。該文主要討論的是鹽下斷 裂結(jié)構(gòu)，所以以前三個為主要論述對象。（圖 4 ）（ 1）裂谷早期活動基底斷裂。 此類斷裂形成時間早（前裂谷期），屬于基底卷入型斷裂， 一般止于基辛達(dá)組，對早裂谷期地層（基底砂巖及基辛達(dá)組）沉 積具有一定的控制作用，但后期停止了活動（圖4）。（ 2）裂谷期持續(xù)活動基底斷裂。一般為早期卷入型基底斷裂演化而來的深大斷裂， 在同裂谷 期繼承性生長， 至斷坳轉(zhuǎn)換期乃至裂后期由于構(gòu)造反轉(zhuǎn)可再度復(fù) 活，控制洼陷或斷塊的邊界斷層常具備這種特征， 例如 Y 區(qū)塊的

8、F3 斷層、 X 區(qū)塊的F2、F3 斷層等。一般終止于埃詹加組鹽巖 （圖 4）。（3）裂谷期蓋層斷裂。此類斷裂屬于沉積蓋層型斷裂， 形成時間較晚， 一般為斷坳 轉(zhuǎn)換期以及裂后期形成的。 斷坳轉(zhuǎn)換期形成的蓋層斷裂對沉積具 有一定的控制作用， 但規(guī)模有限， 對克拉伯組及登泰爾組地層沉 積厚度具有一定的影響。裂后期形成的蓋層斷裂不控制沉積作 用。強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動可使該類斷層下切很深甚至接近基底 （圖 4）。斷裂的剖面組合樣式及構(gòu)造幾何形態(tài)分析 加蓬海岸盆地裂谷時期以發(fā)育廣泛的張裂構(gòu)造為顯著特點(diǎn)， 以正斷層為主。這些中 - 高角度正斷層與東部的盆地邊緣近于平行，組成一系列地壘、地塹、半地塹以及掀斜斷塊。

9、盆地早期發(fā) 育壘、塹相間構(gòu)造，晚期則以斷面西傾的“多米諾”式構(gòu)造為主。斷裂組合特征可以概括為同向型和反向型兩大類。 同向型斷 裂構(gòu)造樣式是指一組傾向相同或相近的斷裂組合， 而反向型是指 一組傾向相反的斷裂組合（圖 2）。研究區(qū)斷裂幾何形態(tài)主要有旋轉(zhuǎn)平面式和鏟式兩種（圖 5）。（ 1）旋轉(zhuǎn)式平面斷層。 旋轉(zhuǎn)式平面正斷層是南大西洋兩岸裂谷盆地?cái)嗔训闹饕獦?gòu) 造樣式之一， 根據(jù)斷層與被斷巖塊的組合關(guān)系可分為反向旋轉(zhuǎn)式 平面正斷層和順向旋轉(zhuǎn)式平面正斷層， 可分別形成反向掀斜構(gòu)造和順向掀斜構(gòu)造， 掀斜構(gòu)造可進(jìn)一步發(fā)展為多米諾式構(gòu)造， 甚至 半地塹或地塹構(gòu)造。山級斷層和 W 級斷層可能具有旋轉(zhuǎn)平面式正 斷層

10、特征。這類斷層在兩岸諸盆地深水和淺水區(qū)均普遍發(fā)育， 尤 其在次級洼陷斜坡上特征更明顯。（ 2）鏟式斷層。加蓬裂谷盆地?cái)嗔褬?gòu)造的另一類樣式就是鏟式斷層， 一般為盆地或次級洼陷邊緣控制沉積和構(gòu)造格局的邊界斷層。斷裂展布特征平面上，受裂谷期北東 - 南西向拉深應(yīng)力影響，形成的一系 列張性斷裂走向應(yīng)力與盆地邊緣海岸線近于平行， 與古拉張應(yīng)力 垂直。通過斷裂構(gòu)造地震解釋方法的不斷試驗(yàn)， 以地質(zhì)模式為指 導(dǎo)，對全區(qū)斷裂系統(tǒng)進(jìn)行了剖面解釋， 完成了主要斷裂的平面組合。共解釋出 3 條控制洼陷的二級斷裂， 9 條控制局部斷塊的三 級斷裂。研究區(qū)內(nèi)斷裂的分布主要有兩個方向，即北北西 - 南南 東及北西 - 南東向，而且Y工區(qū)主要發(fā)育北北西-南南向斷裂，X工區(qū)北北西-南南東及北西 南東向斷層均有發(fā)育，而以北西 - 南 東向斷層為主。結(jié)論及認(rèn)識地類型及盆地結(jié)構(gòu)特征：均為基底卷入型伸展盆地， 盆地結(jié)構(gòu)由地壘、 地塹或半地塹相間組合而成。 凹陷低地一般表現(xiàn)為地塹或半地塹結(jié)構(gòu)，局部隆起高地一般表現(xiàn)為地壘式結(jié)構(gòu)。通過定性分析得出鹽下地層發(fā)育一系列受伸展作用控 制的斷層， 主要為旋轉(zhuǎn)式平面斷層以及鏟式斷層， 主干斷裂走向 垂直古應(yīng)力方向， 后期隨著板塊旋轉(zhuǎn)漂移， 大致與現(xiàn)今海岸