加蓬盆地盐下断裂构造样式及展布特征

潘冬 陈孝端 张金龙

摘 要：裂谷时期形成的加蓬海岸盆地位于西非被动大陆边缘，地处非洲西海岸，是阿普特时期形成的众多盐盆之一，大体位于北纬1°和南纬4°之间。加蓬盆地中阿普第阶盐构造对后裂谷的沉积物的变形起着重要的作用，在后期逐渐形成了盐下和盐上两种不同的构造样式。由于裂谷内盐下复合盐构造、伴随快速相变的盐上速度场等地震资料问题使得地震资料的地质解释有一定难度，从而造成盐底、盐下构造落实遇到问题。通过对加蓬盐下地层系统的分析和研究，建立了加蓬盆地盐下断裂复杂构造样式及展布特征，为今后的油气勘探提供了有利的参考。

关键词：加蓬盆地 构造演化史 断裂构造 断裂展布

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0244-03

加蓬盆地整体呈现北东高，南西低的格局大体位于北纬1°和南纬4°之间[1-4]，处在古刚果和圣保罗克拉通之间的缝合带上，是一个裂谷盆地与被动大陆边缘盆地叠加的大型中新生代复合型盆地，也是西非海岸盆地群中的一个富油盆地。前人对盐上地层的研究比较全面，而对于盐下地层的研究较少，因此，笔者就盐下地层的断裂构造及结构在该文中做出相对系统的归纳总结。

1 加蓬盆地地质概况

西非板块演化起始于晚三叠世～早侏罗世冈瓦纳大陆解体。在整个板块演化过程中，非洲东西部的大部分被动大陆边缘盆地经历了裂陷期和漂移期两个构造阶段[5-6]，形成了上坳下断的“双层结构”，下部裂陷期层序伴随裂谷和火山活动，发育湖泊和局限海环境下的碎屑岩、碳酸盐岩沉积，而上部漂移期层序随海平面不断升降变化，发育海相碎屑岩、碳酸盐岩台地、三角洲和浊流沉积，大西洋的分裂是由南向北的。西非地区板块的构造演化主要经历了4个阶段，即晚古生代—早中生代大陆克拉通阶段（前裂谷阶段）、中-晚中生代以来的裂谷阶段及过渡阶段、中生代末—第三纪以来的被动大陆边缘阶段（或后裂谷坳陷阶段）（图1）。[7]

加蓬盆地可分为北加蓬次盆、南加蓬次盆、内陆次盆和南巴雷内高地四个主要的构造单元（图1）。加蓬盆地已开发的油田152个，其中北次盆103个，南次盆47个，内陆次盆2个。目前盆地探明石油可采储量为45亿桶，天然气可采储量为850×108 m3。从待发现的油气资源来看，加蓬海岸盆地待发现的油气资源丰度为7500万桶油当量（USGS，2000）。从已开发的油田及储量来看，北次盆开发程度高，而同为沉积中心的南次盆开发程度低，特别是对南次盆盐下地层的研究程度低，那么对南次盆的勘探研究对整个加蓬盆地就有了重大的战略意义。

2 加蓬盆地盐下断裂构造结构及样式

与其它大陆内裂谷盆地一样，例如：国内的渤海湾盆地、松辽盆地、海拉尔盆地等东部断陷盆地，以及国外的东非裂谷盆地（如阿尔伯特盆地等）、北大西洋边缘裂谷盆地（如阿斯图里亚斯等盆地）、南大西洋西缘的巴西坎普斯盆地和桑托斯盆地、澳大利亚的吉普斯兰盆地等，裂谷时期形成的加蓬海岸盆地因受非洲、南美板块旋转漂移产生的NNE-SSW向拉张应力影响，具有典型的伸展构造特征，在断裂机制上发育一系列的张性断裂。另外，由于大西洋洋中脊附近广泛发育的转换断层存在，使得区域在后期又叠加了走滑应力场。该文通过解剖加蓬X、Y工区内部断陷体系特征，对南加蓬次盆盐下层序的断裂构造特征解释具有一定的指导意义。

2.1 盆地结构分析

加蓬盆地南西-北东向结构特征，盆地东部的维阿凹陷与西部的登泰尔凹陷均为半地堑式结构，中部为甘巴凸起，在凸起斜坡带上发育一系列南西倾正断层所组成的断阶（图2）。

通过对以上南大西洋加蓬裂谷盆地结构解剖不难看出，加蓬裂谷盆地为典型的结晶基底卷入式伸展构造，其总体构造格局由一系列倾向东或西向的基底断裂控制的地垒、地堑或半地堑相间组合而成。凹陷低地一般为地堑或半地堑结构，局部隆起高地为地垒式结构，次级凹陷斜坡发育由一系列西倾的正断层组成的断阶。

2.2 盐下断裂构造样式分析

2.2.1 断层分级

前人通过断裂的延伸长度、剖面断距、切割深度或与层位的切割关系、断裂两侧岩性和厚度变化、断裂形成及持续活动时间等，结合断裂对盆地（或凹陷）形成演化以及对盆地（或凹陷）内构造、沉积、层序及圈闭的控制程度大小来进行断裂级别划分。该次研究在断裂分级上，主要考虑了以下几点。

（1）断裂规模，即断裂的平面延伸长度和剖面断距大小。

（2）切割深度或与层位的切割关系。

（3）形成时间及持续活动时间。

（4）与构造演化的关系。

（5）对构造格局乃至沉积作用的控制程度大小。

通过以上划分原则，加蓬海岸盆地断裂可分为控制盆地边界一级断裂、控制盆地二级构造单元（如凹陷及隆起）的二级断裂、控制盆地内三级构造单元（如洼陷）的三级断裂、以及三级构造单元内的四～五级断裂，而研究区块处于南部次盆内，所以断裂主要为二级～五级断裂（如图3所示）。

2.2.2 断裂期次分析

在断裂期次分析上，前人的研究主要包括定性分析和定量分析两个方面。该研究在断裂活动期次分析上，现阶段基本以定性分析为主。根据前人研究，大致可以将区内断裂活动分为四期：裂谷早期活动基底断裂、裂谷期持续活动基底断裂、裂谷期盖层断裂及裂谷期后断裂（即盐上断裂）。该文主要讨论的是盐下断裂结构，所以以前三个为主要论述对象。（图4）

（1）裂谷早期活动基底断裂。

此类断裂形成时间早（前裂谷期），属于基底卷入型断裂，一般止于基辛达组，对早裂谷期地层（基底砂岩及基辛达组）沉积具有一定的控制作用，但后期停止了活动（图4）。

（2）裂谷期持续活动基底断裂。

一般为早期卷入型基底断裂演化而来的深大断裂，在同裂谷期继承性生长，至断坳转换期乃至裂后期由于构造反转可再度复活，控制洼陷或断块的边界断层常具备这种特征，例如Y区块的F3断层、X区块的F2、F3断层等。一般终止于埃詹加组盐岩（图4）。

（3）裂谷期盖层断裂。

此类断裂属于沉积盖层型断裂，形成时间较晚，一般为断坳转换期以及裂后期形成的。断坳转换期形成的盖层断裂对沉积具有一定的控制作用，但规模有限，对克拉伯组及登泰尔组地层沉积厚度具有一定的影响。裂后期形成的盖层断裂不控制沉积作用。强烈的构造运动可使该类断层下切很深甚至接近基底（图4）。

2.2.3 断裂的剖面组合样式及构造几何形态分析

加蓬海岸盆地裂谷时期以发育广泛的张裂构造为显著特点，以正断层为主。这些中-高角度正断层与东部的盆地边缘近于平行，组成一系列地垒、地堑、半地堑以及掀斜断块。盆地早期发育垒、堑相间构造，晚期则以断面西倾的“多米诺”式构造为主。

断裂组合特征可以概括为同向型和反向型两大类。同向型断裂构造样式是指一组倾向相同或相近的断裂组合，而反向型是指一组倾向相反的断裂组合（图2）。研究区断裂几何形态主要有旋转平面式和铲式两种（图5）。

（1）旋转式平面断层。

旋转式平面正断层是南大西洋两岸裂谷盆地断裂的主要构造样式之一，根据断层与被断岩块的组合关系可分为反向旋转式平面正断层和顺向旋转式平面正断层，可分别形成反向掀斜构造和顺向掀斜构造，掀斜构造可进一步发展为多米诺式构造，甚至半地堑或地堑构造。Ⅲ级断层和Ⅳ级断层可能具有旋转平面式正断层特征。这类断层在两岸诸盆地深水和浅水区均普遍发育，尤其在次级洼陷斜坡上特征更明显。

（2）铲式断层。

加蓬裂谷盆地断裂构造的另一类样式就是铲式断层，一般为盆地或次级洼陷边缘控制沉积和构造格局的边界断层。

2.2.4 断裂展布特征

平面上，受裂谷期北东-南西向拉深应力影响，形成的一系列张性断裂走向应力与盆地边缘海岸线近于平行，与古拉张应力垂直。通过断裂构造地震解释方法的不断试验，以地质模式为指导，对全区断裂系统进行了剖面解释，完成了主要断裂的平面组合。共解释出3条控制洼陷的二级断裂，9条控制局部断块的三级断裂。研究区内断裂的分布主要有两个方向，即北北西-南南东及北西-南东向，而且Y工区主要发育北北西-南南向断裂，X工区北北西-南南东及北西-南东向断层均有发育，而以北西-南东向断层为主。

3 结论及认识

（1）盆地类型及盆地结构特征：均为基底卷入型伸展盆地，盆地结构由地垒、地堑或半地堑相间组合而成。凹陷低地一般表现为地堑或半地堑结构，局部隆起高地一般表现为地垒式结构。

（2）通过定性分析得出盐下地层发育一系列受伸展作用控制的断层，主要为旋转式平面断层以及铲式断层，主干断裂走向垂直古应力方向，后期随着板块旋转漂移，大致与现今海岸线平行，倾向主要向海倾斜。这一系列断层组成了地堑、半地堑、地垒以及掀斜断块。

（3）通过整个工区断裂体系剖面解释及平面组合，明确了研究区主要断裂展布特征。区内断裂的分布主要有两个方向，即北北西-南南东及北西-南东向，而且Y工区主要发育北北西-南南东向断裂，X工区北北西-南南东及北西-南东向断层均有发育，而以北西-南东向断层为主。

参考文献

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[2] Michael R.Lentini1.etc，Geodynamics of the central South Atlantic conjugate margins：implications for hydrocarbon potential[J].Petroleum Geoscience，2010（16）：217，229.

[3] Christopher Aiden-Lee Jackson.GSA Bulletin[J].2012，125（516）：746-761.

[4] 关增淼，李剑.非洲油气资源与勘探[M].北京：石油工业出版社，2005：7-17.

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[6] 裴振洪.非洲区域油气地质特征及勘探前景[J].天然气工业，2004，24（1）：29-33.

[7] 陆克政，漆家福.渤海湾新生代含油气盆地构造模式[M].北京：地质出版社，1997：1-209.