北非地區(qū)Ghadames盆地早古生代巖相古地理演化特征*

張忠民 李依霖 鄭乃熙 曹 喆 呂雪雁 李宗峰孫潤(rùn)明 夏昌盛 李 磊 牛 博 宿宇馳 張浩飛

馮志強(qiáng)1 季漢成2，3 鮑志東2，3

1 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206

2 油氣資源與工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)石油大學(xué) （北京），北京 102249

3 中國(guó)石油大學(xué) （北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249

4 東北石油大學(xué)非常規(guī)油氣研究院，黑龍江大慶 163318

“特提斯”由奧地利地質(zhì)學(xué)家Suess于1893年根據(jù)古希臘海神命名提出，以其歷史擴(kuò)張與萎縮的特征為標(biāo)準(zhǔn)，劃分為原特提斯洋、古特提斯洋、新特提斯洋3個(gè)演化階段 （吳福元等，2020）。特提斯構(gòu)造域橫跨非洲與歐亞大陸，西起歐洲與北非，向東南直達(dá)澳大利亞東北部，是全球油氣資源最豐富的地區(qū) （耿全如，2021；朱日祥等，2021）。

北非位于特提斯域西段，其沉積盆地的形成與發(fā)育和原—古特提斯洋早古生代演化密切相關(guān)。北非地區(qū)油氣資源豐富，是全球油氣勘探和研究的熱點(diǎn)區(qū)域 （Jemaietal.，2022）。但整體而言，北非地區(qū)包括Oued Mya、Ghadames以及Illizi等盆地在內(nèi)的重點(diǎn)區(qū)域仍處于低—中等勘探程度。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)北非地區(qū)不同盆地沉積研究的差異較大（趙紅巖等，2013；趙國(guó)君等，2018；Jabiretal.，2020；黃雷等，2022），前人編制的區(qū)域巖相古地理圖相對(duì)寬泛，對(duì)早古生代沉積體系及巖相古地理特征的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)是進(jìn)一步勘探的基礎(chǔ)，也是建立盆地早期構(gòu)造與沉積演化歷史的關(guān)鍵。因此，開展北非地區(qū)巖相古地理研究對(duì)中國(guó)海外油氣勘探與項(xiàng)目投資具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

在前人成果的基礎(chǔ)上，對(duì)Ghadames盆地及其周緣早古生代與泥盆紀(jì)的沉積體系進(jìn)行研究，結(jié)合古地貌恢復(fù)，對(duì)巖相古地理演化進(jìn)行探討，為古生界儲(chǔ)集層與烴源巖的評(píng)價(jià)工作提供基礎(chǔ)，進(jìn)一步針對(duì)重點(diǎn)盆地進(jìn)行深入研究，為后續(xù)選區(qū)、選帶、目標(biāo)評(píng)價(jià)做好指導(dǎo)和支撐工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Ghadames盆地（又被稱為Berkine盆地）屬于古生界克拉通邊緣盆地（張光亞等，2018），位于北非中部撒哈拉地臺(tái)之上（圖1），自西向東覆蓋阿爾及利亞東部、突尼斯南部以及利比亞西北部 （Dardouretal.，2004）。盆地整體位于陸上，面積約為370 000 km2，北隔Djefara盆地與地中海相望，南部與Illizi盆地和Murzuq盆地被Ahara、Tihemboka以及Qarqaf隆起分隔，盆地西側(cè)為Touggourt隆起、Hassi Messaoud隆起以及Amguid-Biod隆起，將其與Oued Mya盆地隔斷，西北方向與Sahara盆地相接，東臨Sirte盆地，區(qū)域北部發(fā)育Atlas褶皺帶。

圖1 北非地區(qū)Ghadames盆地位置及剖面線分布圖Fig.1 Location and profile distribution of Ghadames Basin in North Africa

Ghadames盆地演化至今受到泛非 （Pan-African）、塔康 （Taconian）、加里東 （Caledonian）、海西（Hercynian）以及阿爾卑斯 （Alpine）等多期構(gòu)造活動(dòng)影響，歷經(jīng)數(shù)次擠壓與拉張作用的改造。泛非運(yùn)動(dòng)發(fā)生于約600Ma前，屬于新元古代大型造山運(yùn)動(dòng)，與北非地區(qū)所處的岡瓦納大陸密切相關(guān) （騰霞和張建新，2020），泛非運(yùn)動(dòng)改造的前寒武結(jié)晶基底為Ghadames盆地的演化奠定了基礎(chǔ)（圖2）。早古生代，加里東造山運(yùn)動(dòng)形成北非地區(qū)Qarqaf隆起等主要構(gòu)造單元，直到晚古生代石炭紀(jì)—二疊紀(jì)，海西造山運(yùn)動(dòng)發(fā)生，古特提斯洋關(guān)閉，Ghadames盆地發(fā)生大規(guī)模沉降，形成廣泛的沉積洼陷（陳忠民等，2014；Albrikietal.，2022）。

圖2 Ghadames-Illizi盆地A-A’與B-B’地震剖面 （剖面線位置見圖1）Fig.2 A－A’and B-B’seismic profiles of Ghadames－Illizi Basins（profiles'location seen Fig.1）

早古生代，北非地區(qū)整體處于被動(dòng)大陸邊緣盆地演化階段。寒武紀(jì)，潘吉亞大陸解體，勞倫大陸與岡瓦納大陸之間形成了古特提斯洋的雛形，盆地發(fā)生小范圍構(gòu)造形變。早中奧陶世，Ghadames盆地繼承性沉積，至晚奧陶世，氣溫驟降，全球進(jìn)入冰期，北非地區(qū)發(fā)育大規(guī)模的冰川沉積，形成大范圍的冰蓋。早志留世，氣候回暖，冰川消融，海平面大幅上升，向南發(fā)生大規(guī)模海侵。晚泥盆世，海平面持續(xù)上升，形成缺氧環(huán)境，在弗拉期發(fā)生了大規(guī)模生物滅絕事件（Gharsalli and Bedir，2020）。

Ghadames盆地中生代與新生代沉積地層較薄，海西造山運(yùn)動(dòng)造成沉積盆地內(nèi)古生界的大范圍剝蝕，形成海西不整合，是北非地區(qū)最大規(guī)模的構(gòu)造抬升及油氣藏改造階段。根據(jù)海平面變化 （Underdown and Redfern，2008），總體將盆地古生界劃分為4套主要的沉積旋回（圖3）。寒武系發(fā)育以河流相與沖積相為主的沉積；晚奧陶世冰期發(fā)育的冰磧巖層段與寒武系砂巖作為盆地主要的儲(chǔ)集層；志留紀(jì)海侵達(dá)到最大，形成下志留統(tǒng)Tanezzuft組放射性熱頁(yè)巖，是北非地區(qū)最重要的海相烴源巖；中下泥盆統(tǒng)發(fā)育砂巖與少量泥巖，上泥盆統(tǒng)發(fā)育廣泛的半深海粉砂巖和灰?guī)r沉積，經(jīng)缺氧滅絕事件形成了北非地區(qū)弗拉階黑色頁(yè)巖 （Mallaetal.，1997）。

圖3 Ghadames盆地地層綜合柱狀圖（據(jù)IHS，2021；有修改）Fig.3 Comprehensive histogram of Ghadames Basin（modified from IHS，2021）

2 古地貌恢復(fù)

2.1 地層殘余厚度

依據(jù)地層分布、測(cè)井資料與地震剖面上的地層厚度，結(jié)合現(xiàn)今構(gòu)造 （IHS，2021），確定古生代北非地區(qū)整體為東高西低的構(gòu)造格局。根據(jù)各地區(qū)構(gòu)造高點(diǎn)和沉降中心，由高到低進(jìn)行等值線差值 （陳兆芹等，2022），并通過連井和地震資料進(jìn)行厚度校正，得到現(xiàn)今的地層殘余厚度等值線圖（圖4）。

寒武系—奧陶系為繼承性沉積，無(wú)大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造格局未發(fā)生明顯變化，從地震剖面（圖2）上看，寒武系與奧陶系區(qū)分性較低（圖4－a），繼承泛非運(yùn)動(dòng)后的地貌特征，Ghadames盆地和Illizi盆地可見低凸起，向北過渡為淺海陸棚沉降中心。海西運(yùn)動(dòng)使北非地區(qū)的古生界地層遭受大范圍剝蝕，寒武系—奧陶系的剝蝕區(qū)主要集中在Oued Mya盆地北部及Ghadames盆地東部。志留系—泥盆系受塔康運(yùn)動(dòng)及加里東運(yùn)動(dòng)影響發(fā)生構(gòu)造抬升，剝蝕范圍增大，Oued Mya盆地及Ghadames盆地東部受影響最顯著。Ghadames盆地在早古生代作為主要的沉降中心（圖4－b）。

2.2 地層厚度恢復(fù)

利用殘余厚度與剝蝕量恢復(fù)地層厚度，通過“回剝—填平補(bǔ)齊” （田納新等，2004；左麗群，2019）方式計(jì)算剝蝕量。基于鉆井、測(cè)井等基礎(chǔ)地質(zhì)資料，結(jié)合區(qū)域不整合面、剝蝕點(diǎn)以及構(gòu)造形態(tài)和相鄰未發(fā)生剝蝕地層的厚度，得到地層厚度的變化趨勢(shì)，進(jìn)行地層趨勢(shì)延伸，推測(cè)出被剝蝕地區(qū)的剝蝕量，從而得到未剝蝕前的地層形態(tài) （牟中海等，2002；周小軍等，2008；楊亮，2013）。結(jié)合現(xiàn)今構(gòu)造劃分以及各盆地構(gòu)造演化史，反推不同時(shí)期盆地的古地貌特征。

海西運(yùn)動(dòng)通過NE－SW 向的擠壓作用，在北非地區(qū)產(chǎn)生新生的NE向隆起，北非地區(qū)盆地間的隆起可大體分為2類：

第1類是早期構(gòu)造繼承性發(fā)育形成的大型盆間隆起，源于早古生代就已存在的構(gòu)造，其活動(dòng)在加里東期和海西期持續(xù)接力式加強(qiáng)；這些隆起多數(shù)在古生代早期不完全分割盆地，直到海西期強(qiáng)烈擠壓隆升才開始完全分割，例如Illizi盆地與Ghadames盆地之間的Ahara隆起以及Murzuq盆地與Ghadames盆地之間的Qarfaq隆起（圖1；圖2）。

第2類是主要在海西期擠壓形成的新生古隆起，主要在海西期以擠壓背斜形式產(chǎn)生，Ghadames盆地西北部Hassi Messaoud隆起屬于此類。海西期新生古隆起形成時(shí)間較短，分割原大型盆地，使盆地格局發(fā)生根本變化。

寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)，原特提斯洋向南俯沖，研究區(qū)北部地區(qū)隆起，受志留紀(jì)末期—早泥盆世的加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，在Ghadames盆地和Oued Mya盆地北部發(fā)生地層剝蝕，盆地初步形成臺(tái)內(nèi)隆坳格局，海西運(yùn)動(dòng)后區(qū)域整體抬升。繼承泛非運(yùn)動(dòng)地貌特征，Ghadames盆地西部、北部為構(gòu)造高部位，東部方向?yàn)槌两抵行模貙雍穸茸畲罂蛇_(dá)2000m以上（圖5－a）。志留紀(jì)—泥盆紀(jì)，古特提斯洋持續(xù)擴(kuò)張，Ghadames盆地北部發(fā)生大規(guī)模海侵。海西運(yùn)動(dòng)時(shí)期，志留系—泥盆系發(fā)生大范圍剝蝕，其剝蝕范圍較寒武系—奧陶系更大，剝蝕區(qū)為盆地西部和北部，受塔康運(yùn)動(dòng)及加里東運(yùn)動(dòng)影響，開始形成差異沉降，沉降中心為Ghadames盆地中部，最大厚度可達(dá)2400m（圖5－b）。

圖5 Ghadames盆地恢復(fù)后古生界厚度等值線圖Fig.5 Isopash maps of the Paleozoic in Ghadames Basin after recovery

3 沉積特征

3.1 沉積相類型及其特征

北非地區(qū)Ghadames盆地東部，寒武系砂巖呈棕灰色，下部主要為細(xì)—中粒砂巖，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理與平行層理，上部以粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖為主，發(fā)育少量水平層理（圖6－a），垂向上呈正韻律特征，測(cè)井曲線形態(tài)以齒化鐘型與低幅度箱型為主，河流二元結(jié)構(gòu)明顯，推斷可能為辮狀河沉積。

圖6 Ghadames盆地古生界巖心與巖性柱狀圖Fig.6 Core and lithology histogram of the Paleozoic in Ghadames Basin

上奧陶統(tǒng)發(fā)育灰色、深灰色砂巖，含泥巖—粉砂巖層段，整體分選較差，含大小不等的礫石（圖6－b），測(cè)井曲線形態(tài)以箱型（細(xì)—中粒砂巖）、齒化箱型（冰磧巖）以及指狀（泥巖）為主，反映出冰川活動(dòng)影響下的沉積環(huán)境。奧陶系為寒武系的繼承性沉積，結(jié)合奧陶紀(jì)氣候特征，由于后期冰期溫度的影響，辮狀河之上發(fā)育大規(guī)模的冰川，在研究區(qū)內(nèi)形成典型的冰磧巖層段（Baoucheetal.，2023）。

志留系A(chǔ)cacus組的沉積相演變受加里東運(yùn)動(dòng)的顯著影響，下部發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖—粉砂巖，上部發(fā)育細(xì)—中粒砂巖，測(cè)井曲線呈明顯的反韻律特征，以齒化漏斗狀為主（圖6－c），推測(cè)為河口壩砂體到陸架薄層狀砂巖和頁(yè)巖的交替沉積 （Aissaouietal.，2016）。

泥盆系儲(chǔ)集層發(fā)育疊置砂巖以及3個(gè)細(xì)粒（黏土—粉砂巖）層段。細(xì)粒薄層段可見生物擾動(dòng)痕跡，指示適于食泥生物發(fā)育的懸浮沉降環(huán)境（圖6－d）。砂巖粒度主要在細(xì)—中粒間變化，主要發(fā)育有板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理，偶見波狀交錯(cuò)層理，并伴有雙向前積層、泥屑層 （Baoucheetal.，2020）。中段塊狀砂巖頂部可見植物碎屑，推斷為拼合式潮壩復(fù)合體與潮間帶沉積。

據(jù)巖心觀察，結(jié)合測(cè)井和錄井資料，分析地層沉積構(gòu)造與巖性組合特征，結(jié)合前人觀點(diǎn)，北非地區(qū)Ghadames盆地寒武紀(jì)—泥盆紀(jì)沉積時(shí)期主要發(fā)育沉積相有辮狀河河道、冰川、河口壩、潮間帶（表1）。

表1 Ghadam es盆地古生界典型沉積相類型Table 1 Typical sedimentary facies types of the Paleozoic in Ghadames Basin

3.2 沉積相橫向展布

通過對(duì)研究區(qū)鉆井、測(cè)井資料的詳細(xì)解釋與分析，結(jié)合取心井段巖石結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造等信息，將研究區(qū)自下而上劃分為辮狀河相、冰川相、淺海相，其中發(fā)育最廣泛的相帶為辮狀河相。

以研究區(qū)SN－1—ST－1—A1－70—A1－8井連井剖面為例（圖7），寒武系劃分為2個(gè)二級(jí)層序，整體發(fā)育 （混積）辮狀河沉積，下寒武統(tǒng)層序發(fā)育疊置辮狀河河道，以中砂巖、細(xì)砂巖為主，泛濫平原以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層為主，至中上寒武統(tǒng)層序，辮狀河河道與泛濫平原規(guī)模擴(kuò)大，細(xì)—中砂巖厚度顯著增加，泥質(zhì)粉砂巖與粉砂巖相對(duì)減少。

圖7 Ghadames盆地寒武系—奧陶系沉積微相橫向變化特征 （剖面位置見圖1）Fig.7 Lateral variation characteristics of the Cambrian-Ordovician sedimentary m icrofacies in Ghadames Bain（location seen Fig.1）

奧陶系劃分為2個(gè)二級(jí)層序，奧陶系下部層序相較于寒武系，辮狀河河道規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，砂巖厚度與砂體連通性增加，泛濫平原沉積規(guī)模相對(duì)減小，至奧陶系上部層序，大面積發(fā)育以冰磧巖層段為標(biāo)志的冰川沉積，同時(shí)辮狀河發(fā)育規(guī)模與砂巖厚度相對(duì)減小（圖7）。

志留系劃分為5個(gè)二級(jí)層序（圖8），沉積期間，整體物源自西向東，中下志留統(tǒng)達(dá)到最大海泛面，發(fā)育海相泥頁(yè)巖；中志留世，海平面下降，陸源沉積物向海進(jìn)積。NN1－66、HH 1－NC7A井地層以辮狀河沉積為主，發(fā)育大套心灘相砂巖，向海過渡為辮狀河三角洲。B1－NC188、D1－NC100、J1－NC100井地層主要以水下分流河道與水下分流河道間為主；晚志留世海平面繼續(xù)下降，剖面位置以辮狀河沉積為主，后經(jīng)加里東運(yùn)動(dòng)構(gòu)造抬升，遭受剝蝕，靠近物源區(qū)方向剝蝕量最大，遠(yuǎn)端J1－NC100、D1－NC100井保留部分辮狀河沉積，主要以厚層心灘中砂巖為主。

圖8 Ghadames盆地志留系沉積微相橫向變化特征 （剖面位置見圖1）Fig.8 Lateral variation characteristics of the Silurian sedimentary microfacies in Ghadames Basin（location seen Fig.1）

泥盆系劃分為4個(gè)二級(jí)層序（圖9），主要為河流—淺海沉積，早期海平面整體下降，地層呈進(jìn)積形態(tài)，辮狀河與曲流河較為發(fā)育；中泥盆世海平面開始上升，河道砂體厚度與規(guī)模減小，至晚泥盆世，海平面持續(xù)上升，剖面位置沉積環(huán)境由辮狀河向海過渡為辮狀河三角洲。

圖9 Ghadames盆地泥盆系沉積微相橫向變化特征 （剖面位置見圖1）Fig.9 Lateral variation characteristics of the Devonian sedimentary microfacies in Ghadames Basin（location seen Fig.1）

4 巖相古地理特征

北非地區(qū)Ghadames盆地在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化中遭受了多期拉張與擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，受泛非運(yùn)動(dòng)、塔康運(yùn)動(dòng)、加里東運(yùn)動(dòng)、海西運(yùn)動(dòng)和阿爾卑斯運(yùn)動(dòng)的影響，北非盆地經(jīng)歷了前寒武泛非期基底改造、早古生代被動(dòng)大陸邊緣盆地演化階段、晚古生代以擠壓作用為主的抬升變形剝蝕階段、中生代持續(xù)拉張環(huán)境的裂谷裂陷階段以及新生代反轉(zhuǎn)隆升階段的復(fù)雜盆地演化過程，形成了現(xiàn)今的構(gòu)造和沉積充填格局 （Craig and Thusu，1999）。板塊的漂移與碰撞造成了原特提斯洋、古特提斯洋及新特提斯洋的開合，影響氣候環(huán)境變化、海平面升降等，特提斯洋的開合改變沉積盆地的類型及沉積環(huán)境，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造古地貌及源匯系統(tǒng) （Badalinietal.，2002）。本次對(duì)研究區(qū)內(nèi)寒武系—泥盆系的沉積體系進(jìn)行刻畫，結(jié)合古地貌恢復(fù)，對(duì)巖相古地理演化進(jìn)行探討。

早中寒武世，非洲板塊主要位于南半球，隨著阿瓦隆地體向波羅的板塊漂移（圖10－a），受大洋中脊活動(dòng)的影響，原特提斯洋初步擴(kuò)張，向北非地區(qū)方向擠壓，形成活動(dòng)大陸邊緣 （Jabiretal.，2021）。盆地處于裂谷拉張發(fā)育階段，整體為陸相沉積，發(fā)育1套典型的含礫砂巖辮狀河河道沉積。物源主要來(lái)自于3個(gè)方向：西北部隆起區(qū)、南部古陸以及東部Sirte盆地隆起區(qū)。盆地南部靠近物源區(qū)發(fā)育沖積扇，西部發(fā)育泛濫平原，各個(gè)物源方向的辮狀河向沉降中心匯聚形成湖泊，向北過渡為淺?！肷詈３练e，沿岸發(fā)育濱岸沉積（圖11－a），井上特征主要為河流相砂巖（圖7）。晚寒武世，盆地北部地區(qū)發(fā)生海侵，海平面上升，淺海范圍擴(kuò)大，海陸快速交替。受海平面上升的影響，Ghadames盆地西北部物源區(qū)范圍縮小，湖泊范圍擴(kuò)大（圖11－b）。整體仍為克拉通內(nèi)凹陷盆地，發(fā)育陸內(nèi)河流相沉積，自南向北，發(fā)育辮狀河—泛濫平原沉積、濱岸沉積、辮狀河三角洲。

圖10 早古生代非洲板塊演化示意圖 （據(jù)Ruban et al.，2007；有修改）Fig.10 Evolution diagram of the Early Paleozoic African plate（modified from Ruban et al.，2007）

早中奧陶世，北非地區(qū)繼承性發(fā)育被動(dòng)大陸邊緣沉積，隨著岡瓦納大陸向南漂移，特提斯洋洋殼持續(xù)擴(kuò)張，氣候轉(zhuǎn)冷，較晚寒武世海平面相對(duì)下降，沉積物向海進(jìn)積，盆地以辮狀河沉積為主（Gharsallietal.，2020）。物源方向未發(fā)生明顯改變，受塔康運(yùn)動(dòng)及加里東運(yùn)動(dòng)影響，局部構(gòu)造抬升形成多個(gè)低隆，西北部物源區(qū)擴(kuò)大，主體物源為南部克拉通，自南向北主要發(fā)育沖積扇、辮狀河、泛濫平原、濱岸和辮狀河三角洲沉積（圖11－c）。晚奧陶世，氣候愈加寒冷，北非地區(qū)位于岡瓦納大陸南部，被大規(guī)模冰層覆蓋，發(fā)育冰川沉積。岡瓦納大陸北部逐漸分裂，南部逐漸聚攏，北非地區(qū)位于克拉通邊緣，非洲板塊整體漂移，原特提斯洋達(dá)到最大面積（圖10－b）。直至奧陶紀(jì)末，達(dá)到最大冰期，岡瓦納大陸大面積被冰層覆蓋，盆地內(nèi)冰川滑塌、消融，冰蓋下部形成大量冰磧巖，為分選性較差的泥礫巖，奧陶系儲(chǔ)集層主要位于辮狀河沉積及近物源沖積扇部位 （Rubinoetal.，2001）。向海方向，冰川融化匯水形成辮狀河，在沿岸地區(qū)發(fā)育濱岸及辮狀河三角洲沉積（圖11－d）。

早中志留世，原特提斯洋萎縮，古特提斯洋開裂，北非地區(qū)形成被動(dòng)大陸邊緣盆地（圖10－b）。板塊漂離南極，岡瓦納大陸開始向北漂移，氣候逐漸轉(zhuǎn)暖，冰川融化，海平面迅速上升，北非地區(qū)發(fā)生大規(guī)模海侵，發(fā)育淺?！肷詈３练e，形成古生界最大海泛面以及下志留統(tǒng)厚層熱頁(yè)巖，為研究區(qū)主要的烴源巖發(fā)育時(shí)期 （Guiraudetal.，2005）。受海平面上升影響，陸相沉積范圍縮小，研究區(qū)物源分為西部、西南部和東部3支，自物源區(qū)向海依次發(fā)育沖積扇、辮狀河，向海沿岸發(fā)育濱岸沉積，辮狀河入海形成辮狀河三角洲（圖11－e）。晚志留世，匈奴超地體與北非板塊分離，華北板塊、華南板塊分別脫離岡瓦納大陸（圖10－c），古特提斯洋打開，洋盆擴(kuò)張，北非地區(qū)沉降作用強(qiáng)烈，構(gòu)造抬升，海平面開始下降，發(fā)生以志留紀(jì)晚期黑色富有機(jī)質(zhì)的熱頁(yè)巖為標(biāo)志的大規(guī)模海退事件 （Albrikietal.，2022）。受加里東造山運(yùn)動(dòng)影響，西北部構(gòu)造隆升發(fā)生剝蝕，物源區(qū)構(gòu)造范圍擴(kuò)大，沉積物向海進(jìn)積，辮狀河向盆地中心匯聚，至平緩地區(qū)，辮狀河轉(zhuǎn)化為曲流河。曲流河入海形成曲流河三角洲，沿岸濱淺海地區(qū)發(fā)育濱岸沉積（圖11－f）。

泥盆紀(jì)，勞亞大陸與波羅的板塊拼合，阿瓦隆地體向拼合板塊碰撞，洋殼的擴(kuò)張使非洲板塊也受到一定擠壓作用，形成地貌隆升 （李順明等，2006）。非洲板塊北部隨著匈奴超地體的分離，原特提斯洋收縮，古特提斯洋初步形成（圖10－c）。早泥盆世，阿瓦隆地體與勞亞—波羅的板塊碰撞，發(fā)生海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，北非地區(qū)北部形成被動(dòng)陸緣盆地，沉積厚度增加 （Booteetal.，1998），古特提斯洋擴(kuò)張，海平面下降，沉積物向海進(jìn)積，相較晚志留世，辮狀河與曲流河沉積范圍擴(kuò)大，同時(shí)，Ghadames盆地東南部及Murzuq盆地內(nèi)，河流攜帶物源物質(zhì)向海過渡形成辮狀河三角洲和曲流河三角洲（圖11－g）。晚泥盆世，古特提斯洋繼續(xù)擴(kuò)張，海平面上升，由于超級(jí)地幔柱事件，造成缺氧環(huán)境（李順明等，2006），盆地北部整體為淺海陸棚，發(fā)育淺海泥巖。受早期加里東運(yùn)動(dòng)影響，Ghadames盆地西北部繼續(xù)隆升，盆地整體仍以辮狀河及曲流河沉積為主，盆地東北部發(fā)育淺海相沉積，沿岸發(fā)育濱岸沉積、曲流河三角洲和辮狀河三角洲（圖11－h(huán)）。早石炭世，岡瓦納大陸與勞倫大陸發(fā)生碰撞，古特提斯洋開始逐漸閉合，北非西部地區(qū)隆起，逐漸高于海面。

5 沉積模式

早古生代，Ghadames盆地位于寬廣的克拉通之上，前寒武結(jié)晶基底主要由斑狀花崗巖組成（Zouzouetal.，2018），受泛非運(yùn)動(dòng)影響發(fā)生隆起被寒武系不整合地披覆于其上。結(jié)合區(qū)域演化特征與巖相古地理研究結(jié)果，建立1套北非地區(qū)Ghadames盆地早古生代海陸過渡沉積模式（圖12）。

圖12 Ghadames盆地早古生代海陸過渡沉積模式Fig.12 Marine－continental transition sedimentary model of the Early Paleozoic in Ghadames Basin

Ghadames盆地早古生代整體自陸地物源區(qū)至淺海依次發(fā)育：沖積扇、辮狀河、辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣、前辮狀河三角洲、淺海沉積，反映辮狀河向淺海環(huán)境過渡。自早寒武世至志留紀(jì)末期，盆地整體經(jīng)歷2輪主要的海進(jìn)與海退（圖11），隨著原特提斯洋不斷擴(kuò)張，寒武紀(jì)海平面逐漸升高，受氣候影響，在晚奧陶世海平面大幅度下降，盆地進(jìn)積作用顯著，陸相與海陸過渡相沉積范圍最大；早志留世，溫度回升，原特提斯洋萎縮，古特提斯洋開裂，海侵程度最高，盆地以退積序列為主，發(fā)育最大海泛面MFS（圖12）。盆地結(jié)晶基底層厚平均為250m，主要由礫巖及上覆中—粗砂巖與伊利石膠結(jié)物組成，靠近結(jié)晶基底發(fā)育沖積扇，為1套泥質(zhì)含量較多的中砂巖；辮狀河主要由河床和泛濫平原組成，河床亞相分為河床滯留沉積和心灘，河床滯留沉積主要為1套分選較差的泥礫巖，心灘以沉積中砂巖為主，發(fā)育交錯(cuò)層理，泛濫平原主要沉積粉砂巖—泥質(zhì)粉砂巖，泥質(zhì)含量相對(duì)高；辮狀河入海形成辮狀河三角洲，其中辮狀河三角洲平原和前緣砂體較發(fā)育，辮狀河三角洲前緣主要為泥質(zhì)粉砂為主的前緣席狀砂，向海方向泥質(zhì)含量增加，受河流與潮汐共同作用的影響，在末端形成潮汐砂脊；前辮狀河三角洲—淺海環(huán)境主要以泥巖為主，發(fā)育水平層理，頂部發(fā)育明顯的生物擾動(dòng)痕跡。

6 結(jié)論

1）寒武系—奧陶系歷經(jīng)加里東與海西期構(gòu)造抬升，盆地西部和北部遭受大范圍剝蝕，為構(gòu)造高部位，東部方向?yàn)槌两抵行?，地層厚度最大可達(dá)2000m以上。志留系—泥盆系主要受海西運(yùn)動(dòng)影響，剝蝕范圍增大，受塔康及加里東運(yùn)動(dòng)影響，盆地形成差異性沉降，沉降中心為Ghadames盆地中部，盆地東部最大厚度可達(dá)2400m。

2）早古生代整體海平面相對(duì)上升，海域擴(kuò)張，Ghadames盆地發(fā)育沖積扇、辮狀河、曲流河、辮狀河三角洲以及濱淺海沉積。早寒武世發(fā)育辮狀河沉積，形成大套砂巖；晚寒武世，海平面快速上升，盆地北部由陸相向海相快速交替；奧陶紀(jì)初期以辮狀河、辮狀河三角洲為主，至冰期氣溫降低，冰川大規(guī)模發(fā)育形成冰磧巖；志留紀(jì)冰川融化，海平面快速上升，沉積大套海相泥巖和熱頁(yè)巖，為盆地主要的烴源巖層段；泥盆紀(jì)古特提斯洋洋殼擴(kuò)張，形成被動(dòng)陸緣盆地，陸內(nèi)物源范圍擴(kuò)大，發(fā)育沖積扇、辮狀河、曲流河沉積。

3）Ghadames盆地發(fā)育于北非克拉通，前寒武結(jié)晶基底受泛非運(yùn)動(dòng)影響被寒武系不整合覆蓋。建立Ghadames盆地早古生代海陸過渡沉積模式，自陸地物源區(qū)至淺海依次發(fā)育：沖積扇、辮狀河、辮狀河三角洲、淺海沉積，過渡地帶具生物擾動(dòng)痕跡。