加蓬盆地鹽下裂谷期碎屑巖儲層地球化學(xué)特征及物源分析

陳全紅，陽懷忠，趙紅巖，張 科，黃海濱，郭家銘，劉新穎，袁 野

(1.中國海洋石油國際有限公司，北京 100028；2. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

0 引 言

南大西洋被動大陸邊緣含鹽盆地鹽上層序是眾多學(xué)者研究和勘探的熱點區(qū)域。直到上個世紀90年代，在西非及南美被動大陸邊緣鹽下裂谷層序取得一些重要油氣發(fā)現(xiàn)后，鹽下勘探領(lǐng)域才逐漸被重視起來[1-2]。加蓬盆地鹽下地層Gamba組和Dentale組為盆地鹽下裂谷層序的主力產(chǎn)油層，已發(fā)現(xiàn)油氣田45個，可采儲量為34.7億桶(1桶=158.98 L)，占整個盆地已發(fā)現(xiàn)油氣總儲量的45.8%。多年來，許多學(xué)者對鹽下裂谷地層的石油地質(zhì)學(xué)特征研究頗多，但對這套地層的物源及影響范圍的研究未見涉及[1-4]。長期以來，各大油公司從儲層部分組分及儲層物性差異的角度考慮，認為盆地鹽下裂谷地層Gamba和Dentale組還受到南美克拉通物源的影響，但缺乏相關(guān)系統(tǒng)性研究，無法指導(dǎo)勘探實踐；同時，由于對這套地層復(fù)雜的物源搬運體系認識不深，對鹽下儲層蘊含的母巖及大地構(gòu)造背景信息與西非前寒武紀剛果克拉通構(gòu)造帶的關(guān)系、演化發(fā)展及物質(zhì)差異等方面的研究程度較低，對西非剛果克拉通物源的影響范圍及來源爭議還很大，影響了對盆地有利儲集砂體空間展布及物性差異特征的分析。

已有的研究表明，碎屑巖地球化學(xué)組分記錄了物源區(qū)成分、古風(fēng)化條件和構(gòu)造背景等方面的信息，因此，可用碎屑巖的地球化學(xué)特征來判斷物源和大地構(gòu)造背景。本文對盆地鹽下Gamba組及Dentale組碎屑巖進行了巖石學(xué)及地球化學(xué)相關(guān)分析，取得了大量可靠的巖礦及地球化學(xué)數(shù)據(jù)，通過結(jié)合盆地裂陷期區(qū)域構(gòu)造背景、物源區(qū)大地構(gòu)造屬性、盆地原型及沉積格局的分析，判斷出Gamba及Dentale組的主要蝕源區(qū)，其結(jié)果與鋯石U-Pb同位素測年分析成果一致，進一步指出了Gamba和Dentale組物源主要來自西非剛果克拉通，而鮮有來自南美克拉通的信息。在基礎(chǔ)上，確定了盆地Gamba及Dentale組物源的演化過程及發(fā)展趨勢，對加蓬盆地鹽下裂陷期儲層預(yù)測具有一定的指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及古陸、基巖特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

加蓬盆地面積達12.8×104km2，為西非重要被動大陸邊緣含鹽盆地，加蓬盆地構(gòu)造單元劃分及地層格架圖如圖1所示。以N’komi區(qū)域轉(zhuǎn)換斷層為界，加蓬盆地可劃分為北加蓬次盆及南加蓬次盆這兩個一級構(gòu)造單元，在此基礎(chǔ)上分別以蘭巴雷內(nèi)隆起和中央隆起為界，每個次盆可劃分為內(nèi)坳陷帶、外坳陷帶及隆起帶3個次級構(gòu)造單元。

圖1 加蓬盆地構(gòu)造單元劃分及地層格架圖

加蓬盆地主要經(jīng)歷了裂谷期、過渡期及漂移期3個構(gòu)造演化階段[5]，盆地內(nèi)主要沉積了白堊系、古近系及新近系地層，厚度可達15000 m，其中下白堊統(tǒng)Aptian階鹽巖厚度可達3000 m，并依據(jù)此套鹽巖層，可把沉積地層劃分為鹽下層序、鹽巖層序及鹽上層序三套構(gòu)造層序。其中鹽下層序為裂谷期沉積，主要分布在南加蓬次盆，發(fā)育裂陷地塹結(jié)構(gòu)，厚度可達4500～7500 m，可劃分為斷陷期及斷拗轉(zhuǎn)換期兩期沉積。早白堊世Neocomian—Barremian期為斷陷期沉積，早期主要沉積了N’Dombo組沖積扇-河流相基底砂巖，隨著斷陷期湖盆的擴張，逐漸以細粒沉積為主，沉積了Kissenda組泥巖和Lucina組湖相濁積砂巖。Neocomian后期湖盆強烈擴張，沉積了以湖相泥巖為主的富含有機質(zhì)的Melania組黑色頁巖，是西非廣泛發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖；早白堊世Barremian—Aptian期為斷坳轉(zhuǎn)換期，盆地斷陷作用趨緩，湖盆萎縮，發(fā)育進積型河流-三角洲相沉積，形成了鹽下的主要儲層Dentale組砂巖，最厚可達3000 m，而且分布廣泛，僅局部高地缺失。Aptian早期，由于裂谷反彈擠壓作用的影響，盆地整體抬升剝蝕，形成廣泛的“破裂不整合”，標志著裂谷期的結(jié)束。

早白堊世Aptian中晚期，盆地進入坳陷期過渡階段沉積。在破裂不整合面之上覆蓋了一套準平原背景下的Gamba組河流-三角洲相砂巖，現(xiàn)今陸上及淺水區(qū)厚度多不足60 m，但向盆地西部，受早白堊世晚期盆地地?；顒拥挠绊?，局部出現(xiàn)斷坳，沉積厚度可達500 m，是盆地鹽下層系另一套主力儲層。Gamba組之上是一套薄層Vembo組湖相富泥沉積，此后盆地轉(zhuǎn)為局限海蒸發(fā)環(huán)境，形成了巨厚的Ezanga組鹽巖沉積，厚度可達 200～3000 m。

早白堊世Albian期—現(xiàn)今，盆地進入為漂移階段，發(fā)育鹽上層序，厚度可達5000～9000 m，以陸架邊緣碳酸鹽、三角洲及濁積扇沉積為主，為北加蓬次盆主要勘探層系。

1.2 周緣古陸及基巖特征

早白堊世時，南加蓬次盆周緣古陸主要是西側(cè)的圣弗朗西斯科克拉通和東側(cè)的剛果克拉通，主要由太古界花崗巖、花崗閃長巖、混合巖及相關(guān)的綠巖帶組成。兩古陸在元古宙歷經(jīng)匯聚-裂解，最終在泛非造山期關(guān)閉，形成了南美阿拉蘇阿意造山帶、非洲西部西剛果造山帶(圖2)。西剛果造山帶從西到東包括3個構(gòu)造帶單元，依次為內(nèi)部帶、中間褶皺帶和外部帶，其中內(nèi)部帶主要為古元古代基麥贊(Kimezian)超群的花崗巖和變質(zhì)沉積巖，中間褶皺帶由強烈褶皺變形的新元古界馬永貝(Mayumbian)超群和扎迪尼安(Zadinian)超群構(gòu)成，巖性主要由長英質(zhì)火山巖、變質(zhì)火山巖及沉積巖組成，外部帶主要由寬度達250 km的新元古界西剛果超群及因基西(Inkisi)超群組成。南美阿拉蘇阿意造山帶則主要為一套大陸邊緣巖漿弧及變質(zhì)中-深成巖組成，巖性為閃長巖、拉斑玄武巖-鎂鐵質(zhì)麻粒巖等。

圖2 剛果克拉通和南美圣弗朗西斯科克拉通碰撞造山及主要構(gòu)造帶示意圖(據(jù)文獻[6-9]修改)

2 鹽下碎屑巖儲層巖石學(xué)特征

南加蓬次盆鹽下主力儲層為下白堊統(tǒng)Barremian—Apian階Dentale組和Gamba組砂巖，是本次研究的主要目的層。這兩套砂巖儲層碎屑組分基本一致，主要以長石巖屑砂巖、巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主，含少量巖屑長石砂巖及長石石英砂巖。其中石英含量為60.5%～73.0%，平均為66.1%；長石含量為8.6%～17.6%，平均為14.3%；巖屑含量較高，為18.1%～21.8%，平均為19.5%(圖3)。石英類型以波狀消光或突變消光的單晶石英為主，說明石英經(jīng)過了復(fù)雜的應(yīng)變過程，表明母巖可能以變質(zhì)巖或深成巖為主。巖屑成分以變質(zhì)巖碎塊為主(主要為片巖、石英巖和可能的片麻巖)，其次為噴出巖碎塊，而沉積巖巖屑含量較低(圖4)，但局部地區(qū)含較多的火山巖巖屑，反映可能受到鄰近火山巖活動的影響。

圖3 加蓬盆地Gamba組和Dentale組儲層巖石組分三角圖(L1、L2和N1分別為取自L1井、L2井和N1井的樣品，鉆井位置見圖1；下文同)

圖4 加蓬盆地Gamba組和Dentale組儲層巖屑組分百分含量直方圖

3 鹽下儲層地球化學(xué)特征與構(gòu)造背景間的關(guān)系

3.1 主量元素特征與盆地構(gòu)造背景間的關(guān)系

盆地中砂巖碎屑物是源區(qū)與盆地在大地構(gòu)造背景控制下共同作用的產(chǎn)物，其地球化學(xué)組分主要取決于物源區(qū)的成分或不同物源區(qū)成分的混合比例[10]。沉積巖中的主量元素TiO2、TFe2O3+MgO含量以及Al2O3/SiO2、K2O/Na2O、Al2O3/(CaO+Na2O)比值是判別物源區(qū)構(gòu)造環(huán)境最常用的指標，Bhatia提出不同構(gòu)造環(huán)境中，從大洋島弧→大陸島弧→大洋島弧→活動大陸邊緣→被動大陸邊緣，砂巖化學(xué)組分中TiO2、TFe2O3+MgO含量及Al2O3/SiO2減少，但K2O/Na2O、Al2O3/(CaO+Na2O)比值逐漸增加[11]。與其類比(表1)，南加蓬次盆鹽下Gamba和Dentale組砂巖的主量元素特征基本相似，變化范圍較小，樣品表現(xiàn)為富Fe2O3及K2O，低SiO2含量特征，指示了砂巖在風(fēng)化過程中鐵、鉀質(zhì)礦物的富集及SiO2的稀釋；SiO2值絕大多數(shù)低于各種構(gòu)造背景值，也明顯低于上地殼平均值(66%)，TiO2和MgO值，高于上地殼平均值(0.5%)，介于大陸島弧和海洋島弧之間。砂巖中代表基性組分的TFe2O3+MgO平均含量變化為6.9%～9.0%，明顯高于上地殼(7.15%)，介于大陸島弧和大洋島弧之間，這與樣品中見到較多的磁鐵礦和褐鐵礦重礦物是一致的。Al2O3/SiO2比值主要反映了石英、黏土及長石類礦物成分的富集，在南加蓬次盆其值為0.25～0.34，變化較小，表明鹽下砂巖儲層可能與物源區(qū)距離較近。K2O/Na2O和Al2O3/(CaO+Na2O)比值偏高，高出Bhatia給出的K2O/Na2O和Al2O3/(CaO+Na2O)最大值1.60和2.84(表1)，而且變化范圍較大，這與K、Na活動性較強，在搬運、沉積及后期成巖過程中容易受到影響有關(guān)，進而造成含鉀礦物富集，因此不適用Bhatia圖解法來分析構(gòu)造背景[14]。樣品中K2O含量總體比Na2O高，其比值也呈現(xiàn)出從L1井區(qū)—N1井區(qū)逐漸降低的趨勢，表明鉀長石或含鉀礦物較多，反映Gamba和Dentale組巖石碎屑可能在L1井區(qū)及陸上Tsi和Oba油田區(qū)有主要來源于富鉀的花崗質(zhì)物源補給?？紤]到在后期沉積及成巖過程中，Na2O等組分化學(xué)活動性較強，和源區(qū)源巖相比多會發(fā)生明顯虧損，而且，L1、L2和N1井相比，Na元素流失較明顯，這可能與L1、L2井含較多的絹云母、燒失量大密切相關(guān)(平均燒失量大于10.71%)。Al2O3/(CaO+Na2O)的值為1.81～4.12，平均值為3.18，反映了砂巖中穩(wěn)定組分和不穩(wěn)定組分的相對含量，說明研究區(qū)Gamba和Dentale組穩(wěn)定組分的相對含量較高。Fe2O3/K2O比值主要是反映砂巖在風(fēng)化過程中來自基性巖的含鐵鎂類礦物的穩(wěn)定程度，多數(shù)樣品Dentale組砂巖該比值遠小于上地殼，表明砂巖經(jīng)歷了一定的抬升風(fēng)化淋濾作用，造成砂巖中鐵鎂礦物的分解、流失，同時也表明Dentale組的抬升剝蝕在不同地區(qū)具有差異性，形成差異性的風(fēng)化淋濾作用。

表1 加蓬盆地鹽下碎屑巖儲層主量組分統(tǒng)計結(jié)果

加蓬盆地鹽下Gamba和Dentale組砂巖樣品的全巖組分普遍具有硅、鋁含量中等、富鎂及鉀鈣、貧鈉特征，指示碎屑砂巖的源區(qū)受到殼源巖漿的影響，多形成于俯沖帶或者島弧環(huán)境。在Hark圖解(圖5)中可以看出，南加蓬次盆鹽下Gamba和Dentale組大部分砂巖樣品的Al2O3、MgO、TFe2O3、TiO2、P2O5值與SiO2值呈較明顯的負相關(guān)線性變化關(guān)系，表明這些組分相對穩(wěn)定，而Na2O-K2O-CaO值與SiO2值之間無明顯的規(guī)律，這說明樣品來自單一較穩(wěn)定的物源，且源巖在形成過程中經(jīng)歷了差異性結(jié)晶及分化，同時也說明后期風(fēng)化過程中，不穩(wěn)定陽離子Na+、Ca2+等的流失及K+離子的補充。CIA化學(xué)蝕變系數(shù)主要反映硅酸鹽礦物(長石類)的風(fēng)化程度(CIA=[Al2O3/(Al2O3+K2O+Na2O+CaO*)]×100, 其中CaO*=CaO-(10/3P2O5))。鹽下儲層樣品CIA值為56.9～75.5(平均值為66.5)，接近于頁巖平均值(70～75)，顯示源巖經(jīng)歷了中等左右的風(fēng)化作用，僅有4個樣品風(fēng)化程度較弱(圖6)，表明其源區(qū)為成分相對成熟的巖石，同時含少量相對不成熟的巖石，而且樣品風(fēng)化趨勢和理論風(fēng)化趨勢線不平行，表明可能存在親石元素鉀的成巖交代作用。CIW指數(shù)是指長石向高嶺石等黏土礦物轉(zhuǎn)化的程度(CIW=Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O)，其中CaO*=CaO-(10/3P2O5))，可消除K元素交代的影響。樣品CIW值為35～80(平均值為67)，表明經(jīng)歷了較強的風(fēng)化作用；僅三個樣品小于60，屬于未風(fēng)化的巖石，反映沉積時可能有新鮮的巖漿巖物源補給。

圖5 加蓬盆地Gamba組和Dentale組儲層Hark圖解

圖6 加蓬盆地Gamba組和Dentale組砂巖樣品風(fēng)化特征A-CN-K圖(CIA=[Al2O3/(Al2O3+K2O+Na2O+CaO*)]×100，其中CaO*=CaO-(10/3P2O5)；底圖據(jù)文獻[15])

Roser等綜合考慮到風(fēng)化及元素交代因素，提出了基于主量元素含量定義的判別函數(shù)，將陸源碎屑沉積巖的物源分為鐵鎂質(zhì)火山巖物源、中性火山巖物源、長英質(zhì)火山巖物源和富含石英質(zhì)的沉積巖物源4類，可有效地示蹤物源形成的構(gòu)造-沉積環(huán)境[16]。在Roser圖版(圖7)上，研究區(qū)鹽下Gamba及Dentale組砂巖樣品都落入富含石英質(zhì)的物源區(qū)，僅L2井的部分樣品落在中性及長英火山巖區(qū)，而且大部分樣品更接近長英質(zhì)火山巖區(qū)，說明物源區(qū)處于周緣構(gòu)造活動性強的沉積區(qū)。

圖7 加蓬盆地Gamba組和Dentale組砂巖樣品物源判別圖解(F1=-1.773(TiO2)N+0.607(Al2O3)N+0.76(Fe2O3)N-1.5(MgO)N+0.616(CaO)N+0.509(Na2O)-1.224(K2O)N-9.09，F(xiàn)2=0.445(TiO2)N+0.07(Al2O3)N-0.25(Fe2O3)N-1.142(MgO)N+0.438(CaO)N+1.475(Na2O)N+1.426(K2O)N-6.681；底圖據(jù)文獻[16])

3.2 微量元素特征與盆地構(gòu)造背景間的關(guān)系

由于Sc、Th、Zr、Co、Cr等微量元素的活動性較弱，在水體中具有低的分配系數(shù)和滯留時間，不受沉積、成巖過程的影響，因而它們在沉積巖中的含量及相互關(guān)系能夠反映盆地的物源特征及所處的構(gòu)造環(huán)境[17]。通常La、Th易在酸性巖中賦存，Zr在再旋回沉積鋯石中含量高，而Sc、Cr、Co多富集于基性巖中，因此，La/Sc、Zr/SC、Th/Sc、Cr/Zr、Cr/Th、Co/Th等的比值可進行二元混合物源的判別，可主要反映物源區(qū)鎂鐵質(zhì)與長英質(zhì)物質(zhì)及再旋回沉積物的相對比例。Zr/Sc和Th/Sc圖解可以用來區(qū)分物源區(qū)的鐵鎂質(zhì)和長英質(zhì)物源組分[18]。研究區(qū)鹽下Gamba及Dentale組砂巖樣品的Th/Sc與Zr/Sc值呈正相關(guān)，大部分樣品沿著平行于物源初始成分變化趨勢線分布，多數(shù)樣品Th/Sc<1(表1)，表明物源來自年輕的未分異弧。另外，N1井和L2井的Dentale組大部分樣品呈高Zr/Sc值，且隨著其增大，Th/Sc值微弱增大，整體處于長英質(zhì)成分增加向沉積再旋回轉(zhuǎn)變的拐點附近，具有向沉積再旋回物源發(fā)展的趨勢，這表明Dentale組含有更多沉積再旋回物質(zhì)(圖8)。在La/Sc-Co/Th圖解(圖9)中，樣品數(shù)據(jù)分布較集中，其Co/Th(平均為6.04)及La/Sc比值均高于長英質(zhì)火山巖，樣品點大部分落在長英質(zhì)火山巖與安山巖之間，表明其原始物質(zhì)應(yīng)來自上地殼，以長英質(zhì)物質(zhì)為主，并可能混合有含長石較高的中-基性火山巖，如安山質(zhì)、拉斑玄武巖等(圖9)。這可能與圣弗朗西斯科克拉通和剛果克拉通在元古宙碰撞期的大量火山活動有關(guān)[19]。

圖8 加蓬盆地Gamba組和Dentale組砂巖樣品Zr/Sc-Th/Sc圖解

圖9 加蓬盆地Gamba組和Dentale組砂巖樣品La/Sc-Co/Th圖解

利用La-Th-Sc、Th-Co-Zr/10及Th-Sc/Y-Zr/10圖解，對加蓬盆地鹽下Gamba及Dentale組儲層砂巖樣品分析結(jié)果進行投點(圖10)，樣品主要集中分布在大陸島弧區(qū)內(nèi)，說明物源區(qū)構(gòu)造性質(zhì)長期處于以活動大陸邊緣相關(guān)的大陸島弧環(huán)境，其構(gòu)造環(huán)境可能是具有溝-弧-盆系的活動大陸邊緣碰撞造山區(qū)。此外，對加蓬盆地鹽下碎屑巖砂巖樣品稀土元素特征參數(shù)統(tǒng)計(表2)表明，盆地鹽下Gamba及Dentale組儲層稀土元素特征值明顯高于大洋島弧砂巖，而與其它構(gòu)造背景砂巖的稀土元素特征值均有一定可比性，其中砂巖的微量元素特征參數(shù)與活動陸緣及與活動陸緣相關(guān)的大陸島弧背景最相似，而其大部分比值類參數(shù)與活動陸緣或被動邊緣及其混合物源的結(jié)果類同。部分微量元素如La、Ce、Sc、V等的異常主要受沉積介質(zhì)、物源供給、沉積速率等的綜合影響，含量及變化范圍較大，其他微量元素及其比值與Bhatia砂巖的構(gòu)造背景具有較好的一致性，結(jié)合主量元素和稀土元素組分構(gòu)造背景分析結(jié)果，可以認為加蓬盆地鹽下碎屑巖砂巖物源區(qū)的構(gòu)造背景主要為碰撞造山區(qū)的大陸邊緣弧特征(圖10)。這種特征和加蓬鹽下Gamba和Dentale組砂巖儲層的高Al2O3/ TiO2比值、低Fe2O3和MgO特征一致，說明物源與長英質(zhì)巖石具有親緣關(guān)系，與稀土元素富集和Eu負異常較為符合。

表2 不同構(gòu)造環(huán)境微量元素及稀土元素參數(shù)特征

圖10 加蓬盆地Gamba和Dentale組砂巖La-Th-Sc (a)、Th-Co-Zr/10 (b)、Th-Sc-Zr/10 (c)及Hf-La/Th (d)判別圖解(底圖據(jù)文獻[11])

另外，加蓬盆地鹽下碎屑儲層砂巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年結(jié)果顯示，Gamba組8個砂巖樣品共測得321個諧和鋯石U-Pb年齡點，幾乎所有測點碎屑鋯石年齡位于諧和線附近，反映出鋯石的結(jié)晶年齡；其主要分布區(qū)間為500～2600 Ma，存在多個頻率峰值，每個峰值代表不同性質(zhì)的源區(qū)特征，反映物源區(qū)巖石組成的復(fù)雜性，但是有4組相同的比較集中的區(qū)間年齡譜段，分別為500～800 Ma、900～1400 Ma、1600～2200 Ma和2400～2700 Ma(圖11)，年齡豐度值主要集中分布于元古宙年齡段。Gamba和Dentale組砂巖樣品中鋯石U-Pb同位素定年結(jié)果具有繼承性，碎屑鋯石年齡分布區(qū)間一致，但Dentale組鋯石U-Pb同位素年齡和Gamba組差異較大，出現(xiàn)了更多中下元古界地層，但物源整體仍以元古宇地層為主(圖11)。據(jù)Carmen等的研究[7]，西非剛果克拉通與南美圣弗朗西斯科克拉通在元古宙碰撞發(fā)生多次造山活動，在現(xiàn)今剛果克拉通西緣一帶，由于古盤古洋板塊在2100 Ma開始向東俯沖，形成剛果克拉通西緣南北陸緣增生帶，俯沖形成的海溝-島弧及弧后盆地體系成為盆地的蝕源區(qū)，這之后在元古宙發(fā)生多次沖斷與褶皺作用，提供了更多的碎屑來源，物源與構(gòu)造活動關(guān)系密切相關(guān)，逐漸增多的新元古代鋯石年齡指示剛果克拉通西緣南北陸緣造山帶不斷增強的造山作用和隆升過程，這說明盆地物源與西剛果造山帶覆于太古宇之上的古—中元古界基麥贊超群及馬永貝超群、新元古界西剛果超群具有較大的親緣性，恰與西剛果造山帶的外部帶和中間褶皺帶密切相關(guān)(圖2)。

圖11 加蓬盆地Gamba(a)和Dentale(b)組砂巖碎屑鋯石年齡分布概率圖

4 稀土元素特征與物源的關(guān)系

稀土元素和高場強元素(Zr、Hf、Sc、Y、Th等)在天然水體的溶解度很小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易受風(fēng)化和蝕變的影響，特別是惰性元素對，其比值一般不會發(fā)生解耦，為構(gòu)造背景的良好指示劑，其組合及比值也可反映物源區(qū)的母巖性質(zhì)。根據(jù)∑REE與La/Yb比值散點圖，加蓬盆地Gamba和Dentale組砂巖大部分數(shù)據(jù)點落在沉積巖、堿性玄武巖和花崗巖的交匯區(qū)(圖12)，因此，源巖主要為花崗巖、堿性玄武巖與沉積巖的混合，與前面分析結(jié)果一致，也與元古宙兩大古陸復(fù)雜的沉積-構(gòu)造及深層巖漿活動有關(guān)，表現(xiàn)出復(fù)雜的源區(qū)特征。同時，結(jié)合剛果克拉通太古宙地體中混有的奧長閃長巖、英云閃長巖和花崗閃長巖等深成巖體(TTG巖系)，具有高La/Yb比值，和鹽下砂巖特征非常一致，也表明有來自太古宙TTG物源的貢獻。

圖12 加蓬盆地Gamba和Dentale組砂巖樣品在La/Yb-∑REE圖解中的分布(底圖據(jù)文獻[23])

稀土元素從物源區(qū)到沉積成巖的過程中，稀土元素配分模式幾乎不發(fā)生改變，各稀土元素在垂向上的變化規(guī)律與ΣREE基本一致，表明沉積過程中具有相同的物源，且物源區(qū)的母巖性質(zhì)差別較小[24]。加蓬盆地鹽下Gamba和Dentale組砂巖稀土總量較高，ΣREE為109.43×10-6～479.43×10-6，平均為226.86×10-6，多數(shù)處于大陸島弧的ΣREE和被動大陸邊緣的ΣREE之間，明顯高于UCC，表現(xiàn)出樣品相對富集稀土元素的特征。稀土元素配分模式與大陸島弧有一定的相似性，其Eu異常平均值為0.61～0.95，為明顯的Eu負異常，與大陸邊緣弧相似。這種Eu負異常表明源巖中可能有中酸性侵入巖和火山巖、長英質(zhì)變質(zhì)巖，以及來自大陸源區(qū)的沉積巖，并且與UCC的稀土元素配分模式相似。由圖13可見，盆地鹽下儲層砂巖樣品輕稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)虧損，在HREE處斜率較小，曲線相對平坦，LREE處曲線的斜率相對較大，表現(xiàn)為“右傾”，其原因為HREE較LREE活潑，后期在風(fēng)化作用過程中易于以溶液形式遷移，而LREE則趨向于在風(fēng)化殘余物中富集。輕、重稀土元素比值LREE/HREE為8.0～15.5，平均為9.6，說明儲層砂巖輕稀土元素分異程度比較高，重稀土元素分餾程度較低，輕、重稀土元素整體分異明顯。而且代表輕、重稀土元素分餾的(La /Yb)N值為8.9～15.7，平均為11.0，也說明研究區(qū)REE分異程度比較高；樣品配分曲線形態(tài)基本一致，在Eu處出現(xiàn)一個“谷”，Ce處未出現(xiàn)較明顯異常，表明它們應(yīng)來自共同的母巖，在構(gòu)造背景、物源區(qū)及物源特征上具有較好的繼承性。

圖13 加蓬盆地與剛果克拉通及南美圣弗朗西斯科克拉通稀土元素配分模式((c)和(d)稀土元素數(shù)據(jù)分別來自文獻[25]和[26])

加蓬盆地東部剛果克拉通西緣元古宙造山帶碎屑巖樣品中輕稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)嚴重虧損，配分曲線形態(tài)與加蓬盆地鹽下儲層的大部分砂巖樣品一致(圖13)，表明盆地鹽下儲層物源與阿拉蘇阿意—西剛果造山帶(Aracuai—West Congo belt)具有親源性[27-28]，即來自元古宙板塊匯聚及俯沖相關(guān)的大陸島弧沉積的基麥贊超群、馬永貝超群及西剛果超群等變沉積-火山巖系。這和GdN/YbN值的統(tǒng)計結(jié)果一致，盆地Gamba和Dentale組砂巖樣品GdN/YbN值多小于2.0，僅有一個樣品大于2.0，說明鹽下Gamba和Dental組物源97%主要來自元古宇以后地層，來自太古宇地層約為3%，這與儲層碎屑鋯石年齡在元古宇分布頻率一致，說明物源主要為元古宇地層。另外從REE配分模式看，南美圣弗朗西斯科克拉通元古宙—太古宙不同構(gòu)造活動帶的REE配分模式與加蓬盆地鹽下儲層砂巖差異較大，它們不是盆地的主要物源，可能僅分布巴西一側(cè)的裂谷盆地中。

5 結(jié) 論

(1)加蓬盆地鹽下Gamba組及Dentale組儲層的主量元素及稀土元素組成差異不明顯，整體特征符合大陸島弧→活動大陸邊緣主量元素、微量元素及稀土元素的變化趨勢。Gamba和Dentale組儲層主量元素最明顯的特征是富含Al2O3、Fe2O3及K2O，顯示了較大K2O/Na2O比值變化和較小的SiO2/Al2O3比值變化。主量元素變化表明Gamba和Dentale組儲層物源主要來自板塊匯聚及俯沖碰撞帶，表現(xiàn)為陸緣弧構(gòu)造物質(zhì)屬性，和火山活動較強的大陸島弧構(gòu)造環(huán)境有親緣關(guān)系，這與剛果克拉通西緣元古宙的弧后盆地沉積的基麥贊超群、馬永貝超群及西剛果超群等各類變火山-沉積巖組成的古老變質(zhì)巖系一致，而且Gamba組和Dentale組物源變異不明顯，說明源區(qū)在白堊紀構(gòu)造活動穩(wěn)定，繼承性較好。

(2)加蓬盆地鹽下Gamba和Dentale組儲層物源主要來自上地殼，以長英質(zhì)巖石為主，源巖主要為元古宙變質(zhì)火山-沉積巖區(qū)，同時具有一定量堿性玄武巖和花崗巖的混合，物源成分及源區(qū)構(gòu)造背景繼承性好，在Gamba組和Dentale組均無明顯差異。盆地鹽下Gamba組和Dentale組儲層樣品中微量元素及稀土元素特征值，均和具有溝-弧-盆體系的活動大陸邊緣與被動大陸邊緣匯聚及俯沖帶區(qū)的特征基本一致。

(3)加蓬盆地鹽下Gamba和Dentale組儲層具有較高的稀土元素總量，多數(shù)介于大陸島弧的稀土元素總量與被動大陸邊緣的稀土元素總量之間，與剛果克拉通元古宙的西緣西剛果造山帶具有親源性，但與南美圣弗朗西斯科克拉通元古宙—太古宙不同構(gòu)造活動帶的REE配分模式差異較大，表明它們不是盆地的主要物源，影響范圍僅局限于巴西早白堊世裂谷盆地。