蘇丹Fula 凹陷Fula-Moga 變換構(gòu)造特征分析*

王彥奇 張光亞 魏國齊 陳竹新 任 榮 黃彤飛 喻志驊 劉計國 萬宜迪

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院 北京 100083；2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院 北京 100871）

“裂谷”一詞是Gregory（1894）研究東非地塹時提出的，指由于整個巖石圈減薄和遭受伸展破裂而引起的，一側(cè)或兩側(cè)為正斷層限制的斷陷盆地（Burke and Dewey，1973）。它是一類重要的含油氣盆地，其面積僅占全球盆地總面積的5%，但蘊含的油氣儲量約占全球總儲量的10%（Klemme，2007；竇立榮等，2011），是當(dāng)前全球油氣勘探最活躍的地區(qū)之一（Fraser et al.，2007；于開財?shù)龋?010；張寧寧等，2018；李鷺光等，2020）。同時，在引張應(yīng)力作用下裂谷盆地邊緣和內(nèi)部的正斷層在運動學(xué)上相互呼應(yīng)，一條正斷層與相鄰的另一條或幾條斷層相互作用，導(dǎo)致斷層之間的巖橋（Rock Bridge）發(fā)生構(gòu)造變形。單條斷層沿斷層走向也可能因為產(chǎn)狀、位移量等發(fā)生變化而誘發(fā)不同形式的構(gòu)造變形，這種類型的構(gòu)造變形均可稱為變換構(gòu)造（陳發(fā)景，2003）。變換構(gòu)造（Transfer Zone）的概念是Dahlstrom（1970）在研究擠壓變形中褶皺—逆沖斷層的幾何形態(tài)時首次提出的。20 世紀80 年代以來，一些學(xué)者將這種褶皺—沖斷帶中轉(zhuǎn)換帶的概念用于研究裂谷伸展構(gòu)造（Scott et al.，1989；Morley et al.，1990；Faulds et al.，1998；漆家福，2007；陳發(fā)景等，2011）。

Fula 凹陷所在的Muglad 盆地屬于中非裂谷系盆地群，開展該凹陷構(gòu)造特征與形成演化研究對于該盆地及中非地區(qū)均具有重要的理論與現(xiàn)實意義，有助于深化斷裂演化規(guī)律認識，并為類似成因機制下被動裂谷盆地斷裂研究提供參考。而Fula 凹陷中央斷裂帶中部地區(qū)存在一變換構(gòu)造（即Fula-Moga 變換構(gòu)造），處在北部東傾主干斷裂與南部西傾主干斷裂之間的過渡區(qū)域，深化該地區(qū)斷裂特征研究將有助于正確認識該地區(qū)油氣成藏規(guī)律，指導(dǎo)下一步的油氣勘探。對于該變換構(gòu)造的幾何形態(tài)，不同的學(xué)者有著不同的認識。其中張亞敏等（2006）認為該變換構(gòu)造應(yīng)屬于Morley（1990）分類法中的同向趨近型，汪望泉等（2007）認為其應(yīng)屬于相向趨近型，吳冬等（2017）認為其應(yīng)屬于相向疊覆型。故有必要對其幾何形態(tài)進行深入詳細研究，并在此基礎(chǔ)之上對其構(gòu)造演化進行重新研究。

本文基于覆蓋中央斷裂帶的Fula-Moga 連片三維地震資料，結(jié)合之前的鉆、測井資料，利用斷距回剝技術(shù)，對中央斷裂帶的斷裂展布、斷距變化特征及形成演化進行分析。

1 地質(zhì)概況

Muglad 盆地位于蘇丹—南蘇丹境內(nèi)，構(gòu)造位置處于中非剪切帶（the Central Africa Shear Zone，簡稱CASZ）中段的東南側(cè)，為前寒武系基底上發(fā)育起來的中、新生代陸內(nèi)被動裂谷盆地（Rene and Jean，1992；張亞敏等，2002；童曉光等，2004；竇立榮等，2006；張亞敏等，2007；Dou et al.，2013）。Fula 凹陷位于Muglad 盆地東北部，面積約5 000 km2。凹陷整體呈近N-S 向長條狀展布，而內(nèi)部構(gòu)造呈NW-SE 走向。根據(jù)凹陷結(jié)構(gòu)和斷裂特征，F(xiàn)ula 凹陷自北向南可劃分為東北部斷階緩坡帶、北部次凹與南部次凹等7 個次級構(gòu)造單元（圖1a；吳冬等，2015）。

中央斷裂帶的主干斷裂整體呈NNW 走向，中央斷裂帶所處基底向上隆起，將Fula凹陷分隔為南、北兩個次凹，目前該地區(qū)擁有兩塊三維地震資料，分別為Fula 三維區(qū)與Moga 三維區(qū)，面積合計約500 km2，探井與評價井?dāng)?shù)約30 口，這為本次研究提供了堅實的資料基礎(chǔ)；西部陡坡帶及東部斜坡帶為兩側(cè)隆起向凹陷內(nèi)部過渡的斜坡。東南部地區(qū)在中央斷裂帶與西南部斷階的共同控制下，呈槽狀負向構(gòu)造。Fula 凹陷為由東、西兩個邊界斷層（圖1a 中斷裂①與②）控制下的地塹，但①斷裂活動性較強，西部地層沉積厚度較大，可達11 400 m，凹陷整體為西部地層厚、東部地層薄的“非對稱地塹”。

Fula 凹陷自早白堊世形成至今，先后受到大西洋分段張開、印度洋快速張開及紅海裂谷張開等構(gòu)造事件的影響，形成了大量高角度正斷層，整體經(jīng)歷了3 期“斷陷—坳陷”裂陷旋回（王秀林等，2000；張亞敏等，2002；童曉光等，2004；王彥奇等，2019）。每期旋回包括一次斷陷階段以及一次后裂谷期的熱沉降階段（圖1b）。其中Abu Gabra 組（下文均簡稱AG 組）沉積期與Bentiu 組沉積期分別構(gòu)成第一期裂陷作用的斷陷階段與熱沉降階段。AG 組從距今145 Ma 開始沉積，屬于下白堊統(tǒng)，自上而下又可細分為AG1～AG5 段（呂延倉等，2001），而Bentiu 組從距今120 Ma 開始沉積，包括下白堊統(tǒng)頂部至上白堊統(tǒng)底部；Darfur 群沉積期與Amal 組沉積期分別為第二期裂陷作用的斷陷階段與熱沉降階段，Darfur 群從距今85.6 Ma 開始沉積，屬于上白堊統(tǒng)，Amal 組從距今65 Ma 開始沉積，屬于古近系；Senna-Tendi 組沉積期與Adok-Zeraf 組沉積期分別為第三期裂陷作用的斷陷階段與熱沉降階段，其中Senna 與Tendi 組分別從54.8 Ma 和23.8 Ma開始沉積，包括始新統(tǒng)至中新統(tǒng)中部地層。

圖1 Fula 凹陷構(gòu)造單元劃分（a）及綜合柱狀圖（b）（據(jù)Genik，1993；吳冬等，2015；王彥奇等，2019；張光亞等，2019 修改）Fig.1 Division of structural units（a）and comprehensive stratigraphic column（b）of Fula sag（modified after Wu et al.，2015；Wang et al.，2019；Zhang et al.，2019）

2 幾何學(xué)特征

基于中央斷裂帶的鉆井、測井及地震資料，首先完成研究區(qū)的地震合成記錄標定、地震資料解釋、構(gòu)造圖編制等工作，并在此基礎(chǔ)之上對斷裂的空間展布特征、地層構(gòu)造特征及變換構(gòu)造三維形態(tài)等方面進行研究。

2.1 斷裂展布特征

受地震資料品質(zhì)較低的限制，該三維區(qū)在AG3 段至基底頂部之間的地震同向軸識別不清，本次研究重點對Amal 組頂部、Darfur 群頂部、Bentiu 組頂部、AG1 段頂部、AG2 段頂部等5 個層位進行解釋。

中央斷裂帶橫跨Fula 及Moga 兩個三維區(qū)，斷裂整體走向為NW 向，呈斜列式展布，北部斷裂傾向以東傾為主，南部斷裂傾向以西傾為主（圖2）。

A-A'剖面位于研究區(qū)北部，地層整體西傾，東部為一上盤向斜，傾向北部次凹。斷裂走向為NW 向，斷裂呈Y 字型，主干斷裂為F2 斷裂，傾向NE 向。東部的上盤向斜由深向淺傾向相同，但兩翼的傾角逐漸變小，逐漸由AG2 段的10°到Bentiu 組的5°，最終在Amal 組減為2°，這表明隨著基底斷裂F2 的發(fā)育，向斜發(fā)生兩翼旋轉(zhuǎn)并且變長。同時在圖2 中Bentiu 組頂部斷裂展布圖中也可觀察到主干斷裂存在多處走向快速變化的位置，認為主干斷裂可能是由多個次級斷層在此處連接而來。

B-B'剖面位于研究區(qū)北部，剖面自西向東分別穿過F2、F3、F6 與F7 斷層，此位置靠近F2 斷層的末端，故F2 斷層斷距較小，同時靠近F3 斷層的中間位置，故此時F3 斷層斷距較大。此處斷裂走向均為NNW 向，F(xiàn)2 斷層與F3 傾向相近，均為NEE 向，呈斷階狀。F6 與F7 斷層與F3 共同構(gòu)成Y 字型斷裂。在圖2 中可見，在F2 與F3 斷層?xùn)|側(cè)，地層向西埋深快速加深，表明在地層在靠近兩斷層處分別存在一局部的沉積中心。

圖2 中央斷裂帶典型地震剖面Fig.2 Seismic profiles across the central fault zone

C-C'剖面位于研究區(qū)中部，處于北部東傾斷層與南部西傾斷層的過渡地區(qū)，是Fula-Moga 變換構(gòu)造發(fā)育地區(qū)，剖面自西向東依次穿過F2、F1、F3、F8 與F7 斷層。中部為F1 斷層與F3 斷層所控制的地塹，同時F1 與F3 斷層向外側(cè)與次級斷層構(gòu)成地塹，從而在剖面上形成相間展布的“塹壘式”組合。F1 斷層與F3 斷層與次級斷層組成Y 字型，向兩側(cè)逐漸演變?yōu)閮蓪捑彽纳媳P背斜。東側(cè)背斜向東逐漸被一西傾斷層所控制。

D-D'剖面位于研究區(qū)南部，剖面自西向東依次穿過南部的西傾F9、F10 與F1 斷裂。F1、F10 與F9 斷層整體呈斷階狀，走向逐漸由NNW 轉(zhuǎn)向NW，且F10 斷層向南逐漸中止于F1 斷層。由該剖面可知，F(xiàn)1 斷層西側(cè)的地層較緩，并逐漸向南部次凹傾斜，表明該區(qū)域的區(qū)域沉積中心位于南部次凹，沉積過程中同時受到斷層的控制。

E-E'剖面位于研究區(qū)南部，剖面自西向東依次穿過西傾的F1、F12 斷層與東傾的F13 斷層。F1 斷層斷距最大，活動性最強，同時在F1 斷層西側(cè)淺層發(fā)育多個次級同向斷層，使地層復(fù)雜化，在F1 斷層西側(cè)發(fā)育一大型背斜，背斜走向與F1 斷層平行，背斜西側(cè)地層相互平行，且逐漸向西傾斜，此處地層表現(xiàn)為西傾的寬緩單斜。在F12 與F13斷層的共同控制下，剖面中部形成地壘。

總之，中央斷裂帶斷裂走向以NW 向為主，南部為西傾斷階，北部為東傾斷階，同時北部的次級斷裂分別與F2 或F3 斷裂組成Y 字型斷裂，中部地區(qū)南、北主干斷裂在此處形成多個Y 字型組合，使中間地層發(fā)育塹壘式組合。地層整體向西傾斜，北部剖面可見清晰的上盤向斜，南部地區(qū)可見與F1 斷層平行發(fā)育的背斜，并在此基礎(chǔ)上發(fā)育多個次級斷層使地層復(fù)雜化。

從F1、F10 到F9，斷層傾向逐漸旋轉(zhuǎn)朝向南部次凹。F3 與F2 斷層平面上以斜列式展布，東北部地層逐漸向北部次凹傾斜。Bentiu 組頂部地層傾角較小，整體約為0～8°（圖3），其中南部地區(qū)地層較為平緩，傾角約為0～5°，高傾角地區(qū)主要沿斷層分布，傾角約為10°～15°，北部低傾角地區(qū)主要集中于北部次凹的西側(cè)，傾角約為1°～3°。

圖3 中央斷裂帶Bentiu 組頂部傾角斜視圖Fig.3 Oblique views of the central fault zone at Bentiu Formation top in dip angle

2.2 主要地層單元構(gòu)造特征

（1）各組頂部構(gòu)造特征

Amal 組頂部（圖4a）整體東高西低，東部（包括F1 斷層與F3 斷層所圍限的地塹）埋藏深度為0，表明該地區(qū)暴露地表接受剝蝕，Amal 組沉積時沉積中心位于南部次凹，深度可達360～420 m，并逐漸向東延伸至F1 斷層上盤近斷層面處，北部局部沉積中心位于F2 斷層上盤近斷層面處，深度可達600～660 m。F1 斷層北部可見清晰的斷距極小值點，F(xiàn)2 斷層在北部也可見極小值點，Amal 組頂部的埋深在此點后向北快速加深。

Darfur 群頂部（圖4b）埋深約為130～660 m，同樣呈現(xiàn)出東高西低的單斜形態(tài)，東部埋深0～190 m，西部埋深約為540～660 m，F(xiàn)3 斷層上盤埋深約為800～860 m。Darfur 群頂部在上述極小值點處也可見相似的現(xiàn)象，表明斷層可能是由多個次級斷層在此處連接而成。

Bentiu 組頂部（圖4c）埋深約為540～1 650 m，其中東部地區(qū)埋深約540～930 m，南部次凹埋深約1 500～1 650 m，F(xiàn)3 斷層上盤約為1 650～1 730 m。在該層頂部，除上述極小值點外，還可在F3 斷層中間位置觀察到兩處極小值點，表明該斷層可能也存在相應(yīng)的規(guī)律。

AG 組頂部（圖4d）埋深約為800～1 970 m，AG 組沉積時沉積中心分別為南北兩個次凹，其中南部次凹埋深約為1 970～2 140 m，北部次凹埋深約為1 810～1 890 m。斷層發(fā)育的斷距極小值與之前的地層類似。

總之，從AG 組到Amal 組頂部，F(xiàn)1 主干斷層的斷距存在較為固定的極小值點，表明F1 斷層可能由南北兩個次級斷層連接而來，同理F2 斷層也可能是由多個小斷層連接而來。

（2）地層厚度變化

Amal 組沉積厚度約為120～230 m（圖5a），沉積中心主要沿工區(qū)西側(cè)邊緣分布，位于南部次凹內(nèi)，沉積厚度可達220～240 m。另外在主干斷層上盤存在多個次級沉積中心，厚度可達180～220 m，表明在Amal 組沉積期此處活動性較強。比如F1 斷層便可分為南北兩個次級沉積中心，其南部沉積中心沿F1 上盤的向斜分布，北部沉積中心位于圖5a 中部標識的地塹西側(cè)，兩沉積中心處地層厚度均可達220 m。

Darfur 群沉積厚度約為420～730 m（圖5b），發(fā)育兩個區(qū)域沉積中心，分別位于南部次凹與北部次凹，沉積厚度分別可達800～1 000 m 與660～750 m。各斷層均存在上盤厚度較大，下盤較小的現(xiàn)象，且等值線沿斷層走向呈橢圓狀分布，這表明斷層在Darfur 群沉積期活動性較大，導(dǎo)致在上盤中間位置存在局部的沉積中心。以F1 斷層為例，上盤厚度最深處可達690 m，下盤僅440 m。表明該斷層在Darfur 沉積期斷裂活動性較大。同時F1 斷層南部上盤處存在一與斷層走向平行的背斜，此處發(fā)育一沿背斜走向分布的沉積中心，表明在Darfur 沉積期F1 斷裂在此處活動性較強。工區(qū)東南側(cè)存在一受F12 與F13 控制的地塹，走向NW 向，此處Darfur 群厚度較小，約為300 m。

Bentiu 組（圖5c）整體表現(xiàn)為西厚東薄的單斜形態(tài)，其處于第一坳陷期，F(xiàn)ula 凹陷整體沉降，工區(qū)厚度約為300～360 m，地層產(chǎn)狀主要受西傾的單斜控制，斷層上下盤地層厚度未發(fā)生明顯變化，表明地層沉積主要受單斜而非斷層控制。

AG 組厚度約1 210～3 210 m，其中AG1 段厚度為240～360 m（圖5d），存在一個區(qū)域沉積中心，位于南部次凹，沉積厚度約420～480 m。北部地區(qū)整體表現(xiàn)為西厚東薄的單斜，東部厚度為230～280 m，西部厚度約為360～350 m，沉積厚度受斷層控制較弱，表明AG 組沉積時中央斷裂帶整體為一傾向SW 的斜坡。在圖2 的A-A'剖面中，AG1 段被F2、F4 與F5 斷層所切割，說明在AG1 段沉積期，北部地區(qū)主要為一西傾的單斜，沉積后地層又被斷裂所切割。

圖5 中央斷裂帶各組地層厚度圖Fig.5 Thickness map of layers in the central fault zone

總之，Amal 組與Darfur 群厚度分別約為120～230 m 及420～730 m，Amal 組沉積時區(qū)域沉積中心沿研究區(qū)西側(cè)邊緣分布，Darfur 群沉積時發(fā)育南北兩個區(qū)域沉積中心，另外在主干斷層上盤均存在多個局部沉積中心。Bentiu 組整體表現(xiàn)為西厚東薄的單斜形態(tài)，斷層上下盤地層厚度未發(fā)生明顯變化，表明地層沉積主要受單斜而非斷層控制。AG1 段厚度為240～360 m，沉積中心位于南部次凹，北部整體為西厚東薄的單斜，厚度受斷層控制較弱。

2.3 變換構(gòu)造三維形態(tài)

結(jié)合之前的研究，可以發(fā)現(xiàn)中央斷裂帶斷裂走向以NW 向為主，整體呈斜列式展布，南部為西傾斷階，主干斷裂為F1 斷層，北部為東傾斷階，主干斷裂為F2 斷層與F3斷層。Fula-Moga 變換構(gòu)造位于中央斷裂帶中部，平面上處于F1 斷層與F3 斷層的過渡地區(qū)，兩者之間的幾何關(guān)系為背向傾斜，位移變換方式為緩沖式，中部地區(qū)以塹壘式結(jié)構(gòu)向東、西兩側(cè)過渡，故按照陳發(fā)景（2011）的分類方案，該變換構(gòu)造屬于背向疊置型（圖6）。同時地壘上發(fā)育少許次級斷層，斷層走向或平行于主干斷裂走向，或與其斜交。同時西北部可見兩處與主干斷裂近垂直的小型背斜。

圖6 Fula-Moga 變換構(gòu)造核心區(qū)三維地震體（a）及模式圖（b）（地震體位置見圖1）Fig.6 3D visualization of the seismic geobody（a）and interpretation（b）showing detailed fault structures in Fula-Moga transfer zone（location is shown in Fig.1）

3 斷層面斷距分析

對中央斷裂帶的主干斷裂進行斷層面斷距分析（圖7a～圖7c）。這些圖記錄了從Amal 組頂部到AG2 段頂部共計5 個層位的斷點，即同一層位的上盤與下盤分別用相同顏色不同形式的線條表示，這也為我們研究斷層面上斷距的二維空間變化提供了可能。

F1斷層（圖7a）長約27 km，各層斷距整體均表現(xiàn)為中間高、兩側(cè)低的特征。AG2段到Bentiu 組，與F10 斷層（圖7a 最大值旁近垂直的白線）交線往北，斷距突然減小，這與F10 斷層在此處分配部分伸展量有關(guān)。對于同一地層，F(xiàn)1 斷層自南向北分布有2 處斷距極大值點，這些極值點在縱向上穩(wěn)定分布，代表了該時期所對應(yīng)的局部沉積中心，由此可看出F1 斷層是由2 個小斷層連接而來。F1 斷層各層的斷距最大值點位于斷層的南側(cè)，并隨著埋深的變淺逐漸向斷層中部遷移，表明隨著埋深的變淺，沉積中心緩慢向北遷移。各層的最大斷距值先由Amal 組頂部的240 ms 升至Bentiu 組頂部的517 ms 與AG1 段頂部的469 ms，之后逐漸降低，在AG2 段頂部降為453 ms，該斷層的最大值位于Bentiu 頂，即F1 斷層可能于Darfur 群沉積期開始活動。

F3 斷層（圖7b）長約20 km，斷距整體表現(xiàn)為中間高、兩側(cè)低的特征。各層從南向北，斷距首先緩慢增加，后在中間部位先后兩次斷距階梯式快速增加，斷距平面變化明顯，這說明該斷層可能是由3 個小斷層發(fā)展而來。F3 斷層各層的斷距最大值點位于斷層的北側(cè)，AG 期內(nèi)斷層的最大值點位置相近，到Bentiu 期后最大值迅速向南遷移，后逐漸向北遷移恢復(fù)至原位置附近。各層的最大斷距值先由Amal 組頂部的178 ms 升至Bentiu 組頂部的377 ms 與AG1 段頂部的363 ms，之后逐漸降低，在AG2 段頂部降為289 ms，該斷層的最大值位于Bentiu 頂，表明F3 斷層可能由Darfur 群沉積期開始活動。

圖7 中央斷裂帶主干斷裂斷層面斷距平面圖Fig.7 Fault-plane throw diagrams for main faults of the central fault zone

F2 斷層（圖7c）長約20 km，各層的上下盤斷距有3 個極大值點，且下降盤與斷層面的交線在此處向兩側(cè)均呈橢圓形分布，表明該斷層主要由3 個小斷層發(fā)育而來。F2 斷層各層的斷距最大值點位于斷層的北側(cè)，由深至淺，斷距最大值點逐漸向南遷移。各層的最大斷距值先由Amal 組頂部的306 ms 升至Darfur 群頂部的356 ms 與Bentiu 組頂部的350 ms，之后逐漸降低，在AG2 段頂部降為180 ms，該斷層的最大值位于Darfur 群頂，推測該斷層開始活動時間較晚，可能是從Amal 組沉積期開始活動的。另外本三維地震未近覆蓋F2 斷層南段，故在圖7c 中F2 斷層北段斷距發(fā)生突然減小。

總而言之，中央斷裂帶的3 條主干斷裂的斷距最大值均未位于本層的中間位置，且平面上均發(fā)現(xiàn)有斷距的突然變化，這表明3 條主干斷裂均是由多個小斷層連接而來。其中F1 斷層是由2 個小斷層連接而來，F(xiàn)3 斷層是由3 個小斷層連接而來，F(xiàn)2 斷層是由3 個小斷層連接而來。

4 運動學(xué)分析

根據(jù)之前研究所得出的中央斷裂帶主干斷裂的分段性生長過程，分別在每個小斷層的斷層面上選擇相應(yīng)的剖面（剖面位置具體見圖7），定量研究各個小斷層的生長過程，并利用最大斷距相減法這一斷距回剝技術(shù)恢復(fù)整個斷裂帶的形成演化。

目前古斷距恢復(fù)主要有兩種方法：垂直斷距相減法（Chapman and Meneilly，1991；Childs et al.，1993）、最大斷距相減法（Rowan et al.，1998）.垂直斷距相減法是指沿斷層延伸方向從下部層位斷距減去其上部層位相對應(yīng)測線位置的斷距，該法僅適用于“位移累積—長度固定”的斷層生長模式，使用范圍受限。最大斷距相減法是指沿斷層延伸方向從下部層位斷距分別減去上部層位各斷層段相應(yīng)的最大斷距。對于構(gòu)造成因斷裂，斷層分段生長過程中最大位移與延伸長度呈線性遞增（Watterson，1986；Walsh et al.，1988；Cowie et al.，1992；Xu et al.，2004），故最大斷距相減法更能真實反映斷層分段生長演化歷史。

剖面A 和剖面A（'圖7a）分別過組成F1 斷層的兩個小斷層，其斷距隨層位變化的特征可代表這兩個小斷層在不同沉積時期的演化歷史。這兩個剖面的斷距（圖8a）均在Bentiu 組頂部斷距達到最大值，分別為396 ms 與244 ms，表明組成F1 斷層的兩個小斷層A 與A'在Bentiu 組頂至Darfur 群頂沉積期間（即Darfur 群沉積期）開始活動。剖面B、B'與B”（圖7b）分別過組成F3 斷層的3 個小斷層，這3 個剖面的斷距（圖8b）也均在Bentiu 組頂部達到最大值，分別為124 ms、171 ms 與266 ms，表明組成F3 斷層的3 個小斷層也在Darfur 群沉積期開始活動。同理剖面C、C'與C”（圖7b）分別過組成F2 斷層的3 個小斷層。F2 斷層的3 個剖面（圖8c）較為復(fù)雜，其中剖面C 的斷距在Bentiu 組頂部達到最大值，約為180 ms，剖面C'的斷距在AG 組頂部達到最大值，約為103 ms，剖面C”的斷距在Darfur 群頂部達到最大值，約為362 ms，這表明這3 個小斷層分別在Darfur 群沉積期、Bentiu 組沉積期與Amal 組沉積期開始活動。

圖8 中央斷裂帶主干斷裂斷距隨深度變化圖（剖面位置見圖7）Fig.8 Vertical throw profiles of main faults in the central fault zone（profile locations are shown in Fig.7）

同時對比各時期的南北部主干斷裂的斷距可知，南部主干斷裂（即F1 斷層）斷距較大，活動性較強。比如在Bentiu 組頂，F(xiàn)1 斷層的平均斷距約320 ms，遠大于F3 的187 ms與 F2 的 204 ms。F1、F3 與 F2 斷層的斷距最大值分別為 396 ms、266 ms 及 362 ms，且與對應(yīng)斷層的其他剖面斷距最大值相差較大，說明每個主干斷層的局部沉積中心均較穩(wěn)定，沿著上述斷距最大值分布，該規(guī)律也可在圖7 中的斷層面斷距平面圖中觀察到。

基于之前研究所得到的典型剖面資料和各地質(zhì)時期的沉積時間（張光亞等，2019），利用最大斷距相減法這一斷層回剝技術(shù)，可得到組成中央斷裂帶各主干斷裂的小斷層在各個地質(zhì)時期的斷距變化速率統(tǒng)計圖，借此可對這些小斷層的形成演化過程進行定量研究。

縱向?qū)Ρ韧黄拭娴牟煌瑫r間的斷距變化速率值（圖9），可以發(fā)現(xiàn)第一期裂陷時斷層活動性最弱，僅有C'斷層活動，斷距變化速率也僅為0.2 ms/Ma，第二期裂陷期斷層活動性較強，3個主干斷裂的小斷層均開始強烈活動，斷距變化速率平均值可達3.9 ms/Ma，其中以F1 斷層的南側(cè)小斷層A 為甚，斷距變化速率達到了8.4 ms/Ma，之后第三期裂陷時斷層活動性快速降低，斷距變化速率平均值僅為2.1 ms/Ma，甚至斷層B 此時的斷距變化速率僅有0.2 ms/Ma。總體而言，各個小斷層的活動強度在3 期裂陷作用中表現(xiàn)為“極弱—最強—較弱”的特征。

圖9 中央斷裂帶各構(gòu)造期斷距變化速率統(tǒng)計圖Fig.9 Statistical chart of throw accumulation rate of the central fault zone

第二期裂陷時F1 斷層的小斷層A 活動性最強，其位于中央斷裂帶的南側(cè)，斷距變化速率達到了8.4 ms/Ma，第三期裂陷時，F(xiàn)3 斷層的小斷層C”活動性最強，其位于中央斷裂帶的北側(cè)，斷距變化速率達到了5.9 ms/Ma。由此可見在中央斷裂帶內(nèi)伸展作用在平面上表現(xiàn)并不均衡，從第二期裂陷到第三期裂陷伸展裂陷中心發(fā)生了向北的快速遷移。

總之，中央斷裂帶各主干斷裂主要從第二期裂陷時開始活動，并在這兩期裂陷作用中主干斷裂活動強度表現(xiàn)為“由強轉(zhuǎn)弱”的突變特征，同時研究區(qū)內(nèi)伸展作用并不均衡，伸展中心發(fā)生了向北的快速遷移。

5 結(jié) 論

（1）Fula 凹陷中央斷裂帶的南部主干斷裂F1 與北部主干斷裂F3 的幾何關(guān)系為背向傾斜，位移變換方式為緩沖式，中部地區(qū)以塹壘式結(jié)構(gòu)向東、西兩側(cè)過渡，屬于背向疊置型變換構(gòu)造。

（2）Fula 凹陷中央斷裂帶的主干斷裂均是由多條數(shù)目不等的小斷層連接而成，其中F1、F3 與F2 斷層分別由2、3 與3 個小斷層首尾相接而成。

（3）Fula 凹陷中央斷裂帶的3 條主干斷裂均在第二期裂陷時開始活動，并在這兩期裂陷作用中主干斷裂活動強度表現(xiàn)為“由強轉(zhuǎn)弱”的突變特征，同時研究區(qū)內(nèi)伸展作用并不均衡，伸展中心發(fā)生了向北的快速遷移。

致 謝在論文寫作過程中，參考了中國石油勘探開發(fā)研究院非洲研究所的部分研究成果，并得到了劉愛香、客偉利、鄒荃、史艷麗等專家的熱忱幫助，在此表示感謝。