Termit盆地构造特征及其对成藏的控制作用

王玉华,毛凤军,王芝尧,刘 邦,吕明胜,3,郑凤云,陈忠民

(1.中国石油勘探开发研究院 北京 100083；2.中国石油大港油田公司 天津 300280；3.中国石油天然气勘探开发公司 北京 100034)

“裂谷”概念是GREGERY研究地堑时提出的[1]。SENGOR等和KHAIN按裂谷成因将其分为主动和被动两种类型[2-3]。中、西非裂谷系属于典型的被动裂谷盆地群是中国石油天然气集团公司最早、最重要的海外勘探区块。经过20余年的勘探实践，对其认识逐渐加深。尼日尔的Termit盆地、乍得的Bongor、Doba、Doseo盆地、以及苏丹的Muglad、Melut盆地等，均具有共同的构造特征和成藏规律[4-7]。本文以尼日尔Termit盆地为例，分析总结其构造演化和构造特征，进一步探讨被动裂谷盆地构造对成藏的控制作用。

1 区域构造背景及构造单元划分

Termit盆地属西非裂谷系北延部分，是发育于前寒武系变质岩基底(基底岩性为片麻岩)上的中、新生代裂谷盆地，位于尼日尔东南部，向南延伸至乍得北部(在乍得境内称Lake Chad盆地)(图1)。

图1 Termit盆地区域构造位置

盆地呈NW-SE向长条形展布，南北长约300 km，面积约为3×104km2。钻井揭示地层自上而下为第四系、新近系、古近系(Sokor2段、Sokor1段)、上白垩统(Donga组、Yogou组、Madama组)和下白垩统(K1组)。第四系主要为黏土、粉砂岩、细砂岩及砾石层，表层为约10 m厚的沙漠覆盖。新近系为河流相沉积，岩性以砂岩为主，偶见杂色软黏土。古近系以湖相沉积为主，岩性为砂泥岩互层。上白垩统下部为海相泥岩沉积，上部为陆相砂岩沉积。下白垩统为湖相沉积，岩性为含硅质、高岭石及石英质的砂岩、粉砂岩与泥岩互层[8](图2)。

根据区域大断层的展布和盆地结构，Termit盆地可划分为8个主要构造单元：两个凹陷分别为北部的Dinga凹陷和南部的Moul凹陷，两个凸起分别为北部的Soudana凸起和中部的Fana低凸起，西侧断阶带分为北部的Dinga断阶和南部的Yogou断阶，东侧的斜坡带分为北部的Araga斜坡和南部的Trakes斜坡(图3、4、5)。

图2 Termit盆地沉积地层柱状图

图3 Termit盆地上白垩统Yogou组和古近系

Sokor1组沉积末期构造格局

2 构造特征

Termit盆地已采集大量的地震资料，完钻近百口探井。可以进行精细的地震解释，开展构造建模和断层研究，从而较好地展示该盆地的构造特征。

2.1 断层展布

Termit盆地普遍发育正断层，有正断层200余条，断层总体呈NW-SE和近N-S向的两组断层。前者为早白垩世形成且古近纪继承性活动的控凹断层；后者为古近纪形成的一系列后期断层。两组不同走向的断层组成了断裂系统的基本格架，使得整个盆地构造具有“南北分块，东西分带”的特征。从南到北凹凸相间，从西到东分别发育断阶带、凹陷带和斜坡带(图6)。

图4 Termit盆地北部东西向地质剖面

图5 Termit盆地南部东西向地质剖面

图6 Termit盆地构造单元及断裂纲要

2.2构造样式

构造样式指同一期构造运动、同一应力环境下所产生的构造变形组合。它们应具有相似或相同的构造特征和变形机理[9]。不同断层组合特征可划分出不同构造样式，从而形成各种圈闭类型[10]。

Termit盆地断层组合剖面上主要有地垒、地堑、同向断阶、反向断阶、“Y”字型5种样式(图4、5)，地堑和“Y”字型，全区发育。Fana低凸起以地垒为主，断阶带以反向断块为主，斜坡带以地堑为主。

断层组合平面上主要有平行、雁列、斜交3种样式。平行式主要出现在晚期断层发育区域，Fana低凸起和Moul凹陷分布明显。雁列式断层全区发育，在Dinga断阶、Yogou断阶和Araga斜坡尤其发育。Trakes斜坡发育斜交式断层。

圈闭类型主要发育有反向断块、断垒、顺向断块、背斜4种类型。反向断块为主，主要储集层(Sokor1段砂泥互层)与下降盘的低速泥岩(Sokor2段砂泥)对接，侧向封挡条件优越，利于油气保存。

在张应力作用下，由于裂陷盆地中正断层的伸展位移而发生的调节性变形，称为构造调节带或构造变换带[11]。Termit盆地发育两种典型的变换构造样式，即变换型断阶和变换型地堑(图7)。

图7 Termit盆地变换构造模式

变换型断阶由多个具有位移传递性质的断层带组成，各断层带的断层具有相同的发育历史，断层平面上表现为雁列式，剖面上平行式，组合成断裂带内断阶。断裂带间各断层也组合成断阶，称断裂带间断阶。Termit盆地的Dinga断阶和Yogou断阶表现为变换型断阶带。变换型地堑由至少两个断裂带组成，断裂带内部发育断裂带内断阶，断裂带间由于主断裂带各断层倾向相反，组合成地堑，称为变换型地堑。Araga斜坡和Fana低凸起都表现为变换型地堑(图8)。

图8 Termit盆地Sokor1顶面构造及油藏分布

2.3 构造演化

Termit盆地构造演化分为白垩纪的裂谷Ⅰ幕及其后的拗陷阶段、古近纪-新近纪的裂谷Ⅱ幕及其后的拗陷阶段(图2)。

裂谷Ⅰ幕(早白垩纪K1)在侏罗纪稳定陆相沉积后进入第一次大规模断陷阶段，区域伸展应力方向与非洲-阿拉伯板块内部伸展方向一致，为NE-SW向，形成了NW-SE走向的Termit断陷盆地及盆地内一系列的地堑和半地堑。断裂活动北强南弱，西强东弱。北部的Dinga凹陷沉降最厚，明显大于南部的Moul凹陷。凹陷西侧为断阶带，东侧为较缓斜坡带，东西向半地堑特征明显(图3、4、5)。晚白垩纪断拗转换期受区域构造运动影响，开始海侵，随着区域中生界坳陷型盆地结构形成，海侵范围扩大，Yogou组继承性沉积了一套滨浅海相泥岩地层，厚度介于300～1 600 m。晚白垩纪末为拗陷阶段末期，伴随着海水退却，沉积了分布广泛的Madama组辫状河厚砂岩地层，厚度介于300～1 000 m。

裂谷Ⅱ幕(古近纪Sokor)出现了一期新的裂陷活动，开始形成新生代断陷型盆地结构，叠加于白垩纪晚期坳陷型盆地结构之上。区域伸展应力方向随着非洲-阿拉伯板块与欧亚板块碰撞，右旋扭动，经历了由白垩纪正向伸展向古近纪斜向伸展的转变，由NE-SW向变为近EW向。在盆地边缘和Dinga断阶带，早期大断层继承性活动，且派生出走向一致但倾向相反的后期断层。在盆地内部，近SN向后期断层大量形成，与早期NW-SE向断层存在一定的夹角，组合成一系列反向断块圈闭。这一时期，Dinga凹陷西侧断阶带断距继续加大；东侧斜坡带之上形成了Araga斜坡地堑带。南北两个凹陷之间的Fana低凸起继续隆升，上部发育复杂地堑带，形成“上拗下隆”的构造转换带。Dinga凹陷东斜坡坡度变陡，盆地沉降中心西移至断阶带附近(图3、4)；Moul凹陷东斜坡坡度变化不大，盆地沉降中心没有变化(图3、5)。古近纪晚期(Sokor2)，裂谷深陷期湖相泥岩广泛分布，厚度介于200～1 000 m。

3 构造对成藏的控制作用

通过构造演化了解构造发育史，全面把握盆地构造特征，为分析构造对成藏的控制作用打下基础，从而进一步确定盆地的主凹陷、主要成藏组合、油气富集带以及含油层系在空间上分布的具体位置。

两期裂谷叠置的构造演化特征决定了上部成藏组合是最主要的成藏组合。构造演化表明，Termit盆地早白垩世-晚白垩世-古近纪经历了“裂谷-拗陷-裂谷-拗陷”的构造演化及“陆相-海相-陆相”的沉积演化。早白垩世(K1)和古近纪(Sokor)两期裂谷叠置，张性应力场使得正断层非常发育，形成大量反向断块圈闭，反向断块是盆地最典型的圈闭样式。晚白垩世中期(Yogou)拗陷期大规模海侵，烃源岩广泛分布。古近纪晚期的Sokor2拗陷期泥岩发育，形成良好的区域盖层，覆盖于古近纪早期的Sokor1湖相砂泥岩互层之上，形成了跨世代的下生上储的上部成藏组合。该成藏组合内反向断块的Sokor1储集层与下降盘的Sokor2砂泥对接，侧向封挡条件优越，利于油气保存。因此，上部成藏组合是盆地主要的成藏组合。截至目前，该套组合发现的地质储量占整个盆地发现储量的85%以上。

凹陷的发育程度决定了油气分布的富集程度。凹陷越发育，烃源岩的分布范围越广，品质越好，且断裂越发育，油气运移越便捷，断裂带内油气越富集。Termit盆地北部主凹陷Dinga凹陷地层沉积厚，烃源岩非常发育，断距大(300～1 000 m)，沟通油源能力强。其短轴方向东西两侧的Fana低凸起和Dinga断阶勘探成功率非常高，分别93%和83%，发现地质储量合计占整个盆地的80%。

区域应力场分布规律决定了油气富集带分布的具体位置。区域应力场分布决定了盆地和凹陷的走向。Dinga凹陷的走向与Termit盆地走向一致，为NW-SE向，垂直于主区域张应力方向。在凹陷短轴方向东西两侧油气特别富集，但长轴方向北端由于靠近盆地边缘，远离生烃中心，完钻7口探井均无勘探发现。由于受到区域应力场分布差异的影响，Dinga凹陷东西两侧断裂发育程度不同，导致油气分布差别也较大。凹陷西侧Dinga断阶断距大，断裂密集，油气沿断裂垂向运移为主，致使油气紧邻凹陷中心富集。凹陷东侧Araga斜坡和Fana低凸起断层断距相对变小，断裂稀疏，东西向分布范围较宽，油气沿Madama组厚砂岩侧向运移和沿断裂垂向运移同时进行，致使油气分布范围较广。

断裂展布除了控制油气平面分布外，对纵向含油层系的分布也具有控制作用。在Termit盆地，南北向主、次凹陷的含油层系明显不同。北部Dinga凹陷断距大，沟通油源能力强，上白垩统Yogou组油气容易垂向运移至古近系Sokor组储层，含油层系以Sokor组为主。而南部Moul凹陷断距小，沟通油源能力弱，上白垩统Yogou组油气不易垂向运移至古近系Sokor组储层，仅从Yogou组中下部油源运移至Yogou组上部砂泥互层内，含油层系以Yogou组上部储层为主。

古构造背景下的变换型构造是油气富集带。Araga斜坡和Fana低凸起是典型的变换型地堑，经历白垩纪、古近纪构造演化和地层沉积，形成“上坳下隆”的变换型地堑构造，有利于裂谷盆地反向断块圈闭油气聚集。Dinga断阶和Yogou断阶是典型的变换型断阶，紧邻盆地西南部长期继承性发育的古隆起构造，白垩系油气通过同沉积断层运移至古近系油藏，形成多个高产油藏。目前，这四个变换型构造单元发现的地质储量占整个盆地储量的97%以上(图8)。

4 结论

(1)Termit盆地构造具有“南北分块，东西分带”的特征，长轴方向凹凸相间，不断转换，短轴方向呈半地堑构造形态，从西到东分别为断阶带、凹陷带和斜坡带。

(2)Termit盆地构造经历了白垩纪和古近纪两次裂谷演化，两期裂谷叠置的构造演化特征决定了上部成藏组合是最主要的成藏组合，凹陷的发育程度决定了油气分布的富集程度，断裂的空间展布规律控制了油气空间展布规律，古构造背景下的变换型构造是油气主要富集场所。