西非下剛果盆地、加蓬盆地裂陷期構(gòu)造特征對(duì)比研究

劉亞雷，劉迎斌，李雷，文磊

1.中國地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；2.中國石油 塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000；3.中國石油 新疆油田分公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依 834000

0 引言

自中生代岡瓦納大陸裂解、南大西洋擴(kuò)張以來，在南大西洋兩側(cè)形成一系列共軛的被動(dòng)大陸邊緣盆地，如南美一側(cè)的的桑托斯盆地、坎波斯盆地，西非一側(cè)的加蓬盆地、下剛果盆地、寬扎盆地等，兩側(cè)盆地具有一定的可對(duì)比性[1-9]。對(duì)于同一側(cè)相鄰盆地，兩者經(jīng)歷了相同的構(gòu)造演化歷程，構(gòu)造特征上亦有一定的可對(duì)比性，但由于構(gòu)造位置不同，兩者又表現(xiàn)出一定的差異性。裂陷期是下剛果盆地和加蓬盆地的成盆期，對(duì)兩者裂陷期構(gòu)造特征，前人做過諸多研究[10-17]，但這些研究只限于某一個(gè)盆地，未進(jìn)行過盆地間的對(duì)比研究。加蓬盆地和下剛果盆地鹽下有巨大勘探潛力[3-5，7-9，12-19]，但兩者有利勘探區(qū)域又有所不同，亟需指出兩者間的異同，進(jìn)而更好地指導(dǎo)兩個(gè)盆地的鹽下勘探。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)過下剛果盆地、加蓬盆地不同構(gòu)造位置的地震、地質(zhì)剖面解析，分析了兩者裂陷期構(gòu)造規(guī)模和隆坳格局的異同。在此基礎(chǔ)上，從構(gòu)造角度指出了下剛果盆地和加蓬盆地下一步有利的勘探區(qū)帶。同時(shí)，對(duì)于大西洋兩側(cè)其他鹽盆的鹽下勘探，亦有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

下剛果盆地、加蓬盆地位于非洲剛果(金)、剛果(布)和加蓬國家西海岸，兩個(gè)盆地南北相鄰，下剛果盆地南鄰寬扎盆地，加蓬盆地北接里奧穆尼盆地(圖1)，兩個(gè)盆地均為典型的南大西洋被動(dòng)陸緣含鹽盆地[12-17]。下剛果盆地和加蓬盆地的構(gòu)造演化與西非海岸其他盆地類似，主要經(jīng)歷了裂谷階段、過渡階段和被動(dòng)大陸邊緣階段，可劃分為4個(gè)時(shí)期：裂陷期、坳陷期、過渡期和漂移期(圖2)。本文主要研究?jī)烧吡严萜诘臉?gòu)造特征。

2 下剛果盆地、加蓬盆地裂陷期構(gòu)造特征的相同點(diǎn)

由于均受岡瓦納大陸裂解和南大西洋擴(kuò)張的影響，下剛果盆地和加蓬盆地在區(qū)域構(gòu)造演化和構(gòu)造格局上表現(xiàn)為一定程度的相似性，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

2.1 區(qū)域構(gòu)造演化階段的相似性

大西洋兩側(cè)的鹽盆均經(jīng)歷了相同的構(gòu)造演化階段。同其他鹽盆類似，下剛果盆地和加蓬盆地均經(jīng)歷了裂谷階段(包括裂陷期和坳陷期)、過渡階段和漂移階段三大構(gòu)造演化階段[3-4，10，14-16]，不同構(gòu)造演化階段沉積了不同的地層。兩個(gè)盆地地層分界清楚，不同構(gòu)造期次間的不整合面十分明顯，地層系統(tǒng)自下而上依次為紐康姆階(裂陷期)、巴列姆階(坳陷期)、阿普第階(過渡期)和阿爾必階(漂移期)[1-4](圖2)。構(gòu)造演化階段的相似性控制了兩個(gè)盆地生儲(chǔ)蓋組合特征的相似性：裂陷期紐康姆階湖相暗色泥巖為兩盆地主要烴源巖，坳陷期巴列姆階碳酸鹽巖、河流相砂巖為主要儲(chǔ)層，過渡期阿普第階鹽巖為主要區(qū)域性蓋層。

2.2 構(gòu)造格局的相似性

裂陷期時(shí)，大西洋兩側(cè)盆地均表現(xiàn)出“東西分帶”的構(gòu)造格局[17]。下剛果盆地和加蓬盆地亦有類似的構(gòu)造特征，均呈現(xiàn)出“內(nèi)裂谷盆地-中央隆起帶-外裂谷盆地”東西向隆坳相間的格局(圖1)。

圖3是過下剛果盆地中部(AA’)、南加蓬盆地(BB’)和北加蓬盆地(CC’)的地質(zhì)剖面。AA’剖面展示了下剛果盆地的分帶特征。中央隆起帶(力庫拉高地)將盆地分為內(nèi)裂谷盆地和外裂谷盆地。過中央隆起帶向西(深海方向)，為大西洋樞紐斷裂帶(粉色斷層)，斷裂傾向深海方向，下降盤逐級(jí)掉向深海，形成外裂谷盆地；中央隆起帶東側(cè)，為內(nèi)裂谷盆地，受裂谷作用影響，內(nèi)裂谷盆地也形成一系列斷陷盆地。內(nèi)裂谷盆地、中央隆起帶和外裂谷盆地均為下剛果盆地一級(jí)構(gòu)造單元。

在BB’剖面中，也能識(shí)別出南加蓬盆地的三個(gè)構(gòu)造單元：中央隆起帶(伊卡薩高地)將盆地劃分為內(nèi)裂谷盆地(賽特卡馬地塹)和外裂谷盆地(登泰爾地塹)。大西洋樞紐線(粉色斷層)是中央隆起帶和外裂谷帶的界線。

從CC’剖面上可以看出，中央隆起帶(蘭巴雷內(nèi)地壘)出露地表，在現(xiàn)今階段仍為一隆起，該隆起將北加蓬盆地分為內(nèi)裂谷盆地和外裂谷盆地。大西洋樞紐斷裂帶(粉色斷層)為中央隆起和外裂谷帶的界線。

由上述三條過下剛果盆地、南加蓬盆地和北加蓬盆地的區(qū)域地質(zhì)剖面可以看出，下剛果盆地和加蓬盆地總體構(gòu)造格局類似，中央隆起將盆地劃分為內(nèi)裂谷盆地和外裂谷盆地，不同盆地不同位置，中央隆起的命名不同，但各盆地的中央隆起可以組成一中央隆起帶，具有區(qū)域上的特征。中央隆起帶以及被其分隔開的內(nèi)裂谷盆地、外裂谷盆地為兩個(gè)盆地的一級(jí)構(gòu)造單元，三者呈東西向隆坳相間展布(圖1)。

3 下剛果盆地、加蓬盆地裂陷期構(gòu)造特征的差異性

由于兩個(gè)盆地處于不同構(gòu)造位置，受陸內(nèi)裂谷作用不同構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和轉(zhuǎn)換斷層的影響，造成了下剛果盆地和加蓬盆地裂陷期構(gòu)造規(guī)模、隆坳格局發(fā)育部位、構(gòu)造帶分布特征等方面的一些差異性，這些差異在不同構(gòu)造位置的地震/地質(zhì)剖面上能很好地體現(xiàn)出來，主要包括兩個(gè)方面。

3.1 構(gòu)造規(guī)模和隆坳格局的差異性

圖4是過下剛果內(nèi)裂谷盆地(DD’)、下剛果外裂谷盆地(EE’)、南加蓬外裂谷盆地(FF’)和北加蓬外裂谷盆地(GG’)的地震/地質(zhì)剖面。DD’剖面可以看出，在下剛果內(nèi)裂谷盆地，兩個(gè)明顯次級(jí)凸起(奴比高地和門尼歸高地)，將三個(gè)凹陷(泰博塔地塹、奎盧地塹和庫拉地塹)分隔開，呈“兩凸三坳”的構(gòu)造格局，這個(gè)構(gòu)造格局在圖3 AA’剖面中也可以得到驗(yàn)證：兩個(gè)小型次級(jí)凸起分隔開三個(gè)次級(jí)凹陷，體現(xiàn)了“兩凸三凹”的構(gòu)造特征。可見，下剛果盆地內(nèi)裂谷盆地裂陷期有一定的構(gòu)造規(guī)模，隆坳格局也較為清楚。

EE’剖面也可以識(shí)別出下剛果盆地三個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元：內(nèi)裂谷盆地、中央隆起帶和外裂谷盆地，該剖面主要反映了下剛果盆地外裂谷帶的構(gòu)造特征：在下剛果外裂谷盆地，亦發(fā)育有兩個(gè)次級(jí)凸起，分隔開不同的次級(jí)凹陷。該剖面代表了下剛果盆地外裂谷盆地的隆坳格局。

FF’剖面展示了南加蓬外裂谷盆地的構(gòu)造規(guī)模和隆坳格局：在外裂谷盆地深水區(qū)，發(fā)育一明顯的次級(jí)凸起，該凸起兩側(cè)為凹陷，已有鉆井已經(jīng)證明該壘塊是有利的油氣聚集區(qū)[19]。

圖3 過下剛果、加蓬盆地的區(qū)域地質(zhì)剖面AA’-CC’(剖面位置見圖1)Fig.3 Seismic profiles AA’-CC’in Lower Congo and Gabon Basins

圖4 過下剛果、加蓬盆地的區(qū)域地質(zhì)剖面DD’-GG’(剖面位置見圖1)Fig.4 Seismic profiles DD’-GG’ in Lower Congo and Gabon Basins

GG’剖面展示了北加蓬外裂谷盆地裂陷期構(gòu)造規(guī)模和隆坳格局。由剖面可以看出，北加蓬盆地裂陷期亦發(fā)育兩個(gè)次級(jí)凸起，凸起兩側(cè)為不同凹陷。

上述幾個(gè)剖面對(duì)比分析可知，在下剛果盆地，內(nèi)裂谷盆地和外裂谷盆地規(guī)模相當(dāng)，兩個(gè)盆地凸起和凹陷均呈條帶狀展布，容易識(shí)別，隆坳格局較為清楚；加蓬盆地外裂谷盆地規(guī)模大于內(nèi)裂谷盆地，且內(nèi)裂谷盆地隆坳格局不明顯，外裂谷盆地凸起和凹陷易識(shí)別，隆坳格局清楚。下剛果盆地和加蓬盆地的主要差異性在內(nèi)裂谷帶，下剛果盆地內(nèi)裂谷帶的規(guī)模和隆坳格局均比加蓬盆地內(nèi)裂谷盆地明顯。

3.2 次級(jí)構(gòu)造特征導(dǎo)致有利勘探區(qū)帶的差異性

前人研究成果表明，對(duì)下剛果盆地和加蓬盆地鹽下勘探來說，大陸裂谷作用形成的構(gòu)造高壘塊是主要的油氣聚集場(chǎng)所，同時(shí)也是控制兩個(gè)盆地油氣成藏的主控因素[4-5，9，14-18]。因此，裂陷期構(gòu)造高壘塊發(fā)育地帶便是下剛果盆地和加蓬盆地鹽下勘探的有利區(qū)帶[12-19]。

從本文編制的下剛果—加蓬盆地裂陷期隆坳格局圖(圖1)可以看出，下剛果內(nèi)外裂谷盆地、加蓬外裂谷盆地為次級(jí)凸起發(fā)育區(qū)，是較有利的勘探區(qū)帶?？紤]到下剛果外裂谷盆地裂陷期埋藏較深，且上覆巨厚的剛果扇沉積，對(duì)鹽下勘探有一定的制約性，因此認(rèn)為下剛果盆地最有利的勘探區(qū)帶為內(nèi)裂谷盆地內(nèi)的次級(jí)凸起發(fā)育區(qū)；加蓬內(nèi)裂谷盆地次級(jí)凸起不發(fā)育，外裂谷盆地凸起發(fā)育區(qū)為有利的勘探部位。下剛果盆地Takula油田、Moho油田和Girassol油田等的發(fā)現(xiàn)以及南加蓬外裂谷盆地D-1B井和L-1B井的成功勘探證實(shí)了該結(jié)論的正確性[1，13，17-19]。

4 討論

通過大西洋兩側(cè)區(qū)域構(gòu)造分析和對(duì)比，認(rèn)為幾個(gè)可能是造成下剛果和加蓬盆地裂陷期構(gòu)造規(guī)模和隆坳格局差異性的主要原因。

(1)裂谷期，兩者裂谷作用的起始和持續(xù)時(shí)間。大陸裂谷作用控制了兩個(gè)盆地的形成發(fā)展，西非中南部海岸裂谷盆地發(fā)育南早北晚，下剛果盆地比加蓬盆地裂谷作用開始時(shí)間早、裂谷作用持續(xù)時(shí)間長，這可能是造成兩者差異的一個(gè)主要原因[4-6，8-10]。

(2)轉(zhuǎn)換斷層也是兩者裂陷期構(gòu)造特征存在差異性的重要原因。下剛果—加蓬盆地發(fā)育多條轉(zhuǎn)換斷層，使得兩個(gè)盆地區(qū)域上具有“東西分帶、南北分塊”的特點(diǎn)[17]，兩者處于多條轉(zhuǎn)換斷層的不同塊體上，故不同盆地之間，甚至同一盆地的不同構(gòu)造部位，均有可能存在一定的差異性；自南向北，轉(zhuǎn)換斷層逐漸向陸地一側(cè)靠攏，這可能使得更北一側(cè)的加蓬內(nèi)裂谷盆地裂陷期斷陷活動(dòng)不太活躍，故而隆坳格局不清楚。

(3)基底性質(zhì)也是兩者內(nèi)裂谷盆地存在差異的一個(gè)原因。下剛果盆地靠陸一側(cè)以變質(zhì)褶皺基底為主；而加蓬盆地的基底，在變質(zhì)褶皺的基礎(chǔ)上壘加了結(jié)晶基底的影響[20]。使兩者在基底性質(zhì)上存在很大差異，可能是兩者內(nèi)裂谷盆地存在差異的原因之一。

在上述因素的疊加影響下，使兩個(gè)盆地裂陷期構(gòu)造規(guī)模、隆坳格局分布等存在一些差異性，進(jìn)而導(dǎo)致兩個(gè)盆地鹽下勘探側(cè)重點(diǎn)的不同。

5 結(jié)論

(1)區(qū)域構(gòu)造演化階段的相似性。下剛果盆地和加蓬盆地均經(jīng)歷了裂谷階段、過渡階段和漂移階段三大構(gòu)造演化階段，地層系統(tǒng)自下而上依次為紐康姆階(裂陷期)、巴列姆階(坳陷期)、阿普第階(過渡期)和阿爾必階(漂移期)。

(2)構(gòu)造格局的相似性。裂陷期時(shí)，下剛果盆地和加蓬盆地在區(qū)域構(gòu)造格局上均呈現(xiàn)出內(nèi)裂谷盆地-中央隆起帶-外裂谷盆地的東西向隆坳相間的格局。

(3)下剛果盆地內(nèi)外裂谷盆地隆坳格局均較清楚，內(nèi)裂谷盆地隆坳格局更易識(shí)別，而加蓬盆地僅外裂谷帶隆坳格局清楚。

(4)從隆坳格局和次級(jí)構(gòu)造的異同可知，下剛果盆地和加蓬盆地的鹽下有利勘探區(qū)帶，下剛果盆地以內(nèi)裂谷盆地為主，而加蓬盆地以外裂谷盆地為主。