西非下刚果盆地、加蓬盆地裂陷期构造特征对比研究

2019-07-09刘亚雷刘迎斌李雷文磊

世界地质 2019年2期

刘亚雷，刘迎斌，李雷，文磊

1.中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100083；2.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000；3.中国石油新疆油田分公司百口泉采油厂，新疆克拉玛依 834000

0 引言

自中生代冈瓦纳大陆裂解、南大西洋扩张以来，在南大西洋两侧形成一系列共轭的被动大陆边缘盆地，如南美一侧的的桑托斯盆地、坎波斯盆地，西非一侧的加蓬盆地、下刚果盆地、宽扎盆地等，两侧盆地具有一定的可对比性[1-9]。对于同一侧相邻盆地，两者经历了相同的构造演化历程，构造特征上亦有一定的可对比性，但由于构造位置不同，两者又表现出一定的差异性。裂陷期是下刚果盆地和加蓬盆地的成盆期，对两者裂陷期构造特征，前人做过诸多研究[10-17]，但这些研究只限于某一个盆地，未进行过盆地间的对比研究。加蓬盆地和下刚果盆地盐下有巨大勘探潜力[3-5，7-9，12-19]，但两者有利勘探区域又有所不同，亟需指出两者间的异同，进而更好地指导两个盆地的盐下勘探。

本文在前人研究的基础上，通过对过下刚果盆地、加蓬盆地不同构造位置的地震、地质剖面解析，分析了两者裂陷期构造规模和隆坳格局的异同。在此基础上，从构造角度指出了下刚果盆地和加蓬盆地下一步有利的勘探区带。同时，对于大西洋两侧其他盐盆的盐下勘探，亦有一定的指导和借鉴意义。

1 区域地质概况

下刚果盆地、加蓬盆地位于非洲刚果(金)、刚果(布)和加蓬国家西海岸，两个盆地南北相邻，下刚果盆地南邻宽扎盆地，加蓬盆地北接里奥穆尼盆地(图1)，两个盆地均为典型的南大西洋被动陆缘含盐盆地[12-17]。下刚果盆地和加蓬盆地的构造演化与西非海岸其他盆地类似，主要经历了裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段，可划分为4个时期：裂陷期、坳陷期、过渡期和漂移期(图2)。本文主要研究两者裂陷期的构造特征。

2 下刚果盆地、加蓬盆地裂陷期构造特征的相同点

由于均受冈瓦纳大陆裂解和南大西洋扩张的影响，下刚果盆地和加蓬盆地在区域构造演化和构造格局上表现为一定程度的相似性，主要体现在两个方面。

2.1 区域构造演化阶段的相似性

大西洋两侧的盐盆均经历了相同的构造演化阶段。同其他盐盆类似，下刚果盆地和加蓬盆地均经历了裂谷阶段(包括裂陷期和坳陷期)、过渡阶段和漂移阶段三大构造演化阶段[3-4，10，14-16]，不同构造演化阶段沉积了不同的地层。两个盆地地层分界清楚，不同构造期次间的不整合面十分明显，地层系统自下而上依次为纽康姆阶(裂陷期)、巴列姆阶(坳陷期)、阿普第阶(过渡期)和阿尔必阶(漂移期)[1-4](图2)。构造演化阶段的相似性控制了两个盆地生储盖组合特征的相似性：裂陷期纽康姆阶湖相暗色泥岩为两盆地主要烃源岩，坳陷期巴列姆阶碳酸盐岩、河流相砂岩为主要储层，过渡期阿普第阶盐岩为主要区域性盖层。

2.2 构造格局的相似性

裂陷期时，大西洋两侧盆地均表现出“东西分带”的构造格局[17]。下刚果盆地和加蓬盆地亦有类似的构造特征，均呈现出“内裂谷盆地-中央隆起带-外裂谷盆地”东西向隆坳相间的格局(图1)。

图3是过下刚果盆地中部(AA’)、南加蓬盆地(BB’)和北加蓬盆地(CC’)的地质剖面。AA’剖面展示了下刚果盆地的分带特征。中央隆起带(力库拉高地)将盆地分为内裂谷盆地和外裂谷盆地。过中央隆起带向西(深海方向)，为大西洋枢纽断裂带(粉色断层)，断裂倾向深海方向，下降盘逐级掉向深海，形成外裂谷盆地；中央隆起带东侧，为内裂谷盆地，受裂谷作用影响，内裂谷盆地也形成一系列断陷盆地。内裂谷盆地、中央隆起带和外裂谷盆地均为下刚果盆地一级构造单元。

在BB’剖面中，也能识别出南加蓬盆地的三个构造单元：中央隆起带(伊卡萨高地)将盆地划分为内裂谷盆地(赛特卡马地堑)和外裂谷盆地(登泰尔地堑)。大西洋枢纽线(粉色断层)是中央隆起带和外裂谷带的界线。

从CC’剖面上可以看出，中央隆起带(兰巴雷内地垒)出露地表，在现今阶段仍为一隆起，该隆起将北加蓬盆地分为内裂谷盆地和外裂谷盆地。大西洋枢纽断裂带(粉色断层)为中央隆起和外裂谷带的界线。

由上述三条过下刚果盆地、南加蓬盆地和北加蓬盆地的区域地质剖面可以看出，下刚果盆地和加蓬盆地总体构造格局类似，中央隆起将盆地划分为内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组成一中央隆起带，具有区域上的特征。中央隆起带以及被其分隔开的内裂谷盆地、外裂谷盆地为两个盆地的一级构造单元，三者呈东西向隆坳相间展布(图1)。

3 下刚果盆地、加蓬盆地裂陷期构造特征的差异性

由于两个盆地处于不同构造位置，受陆内裂谷作用不同构造应力场和转换断层的影响，造成了下刚果盆地和加蓬盆地裂陷期构造规模、隆坳格局发育部位、构造带分布特征等方面的一些差异性，这些差异在不同构造位置的地震/地质剖面上能很好地体现出来，主要包括两个方面。

3.1 构造规模和隆坳格局的差异性

图4是过下刚果内裂谷盆地(DD’)、下刚果外裂谷盆地(EE’)、南加蓬外裂谷盆地(FF’)和北加蓬外裂谷盆地(GG’)的地震/地质剖面。DD’剖面可以看出，在下刚果内裂谷盆地，两个明显次级凸起(奴比高地和门尼归高地)，将三个凹陷(泰博塔地堑、奎卢地堑和库拉地堑)分隔开，呈“两凸三坳”的构造格局，这个构造格局在图3 AA’剖面中也可以得到验证：两个小型次级凸起分隔开三个次级凹陷，体现了“两凸三凹”的构造特征。可见，下刚果盆地内裂谷盆地裂陷期有一定的构造规模，隆坳格局也较为清楚。

EE’剖面也可以识别出下刚果盆地三个一级构造单元：内裂谷盆地、中央隆起带和外裂谷盆地，该剖面主要反映了下刚果盆地外裂谷带的构造特征：在下刚果外裂谷盆地，亦发育有两个次级凸起，分隔开不同的次级凹陷。该剖面代表了下刚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构造规模和隆坳格局：在外裂谷盆地深水区，发育一明显的次级凸起，该凸起两侧为凹陷，已有钻井已经证明该垒块是有利的油气聚集区[19]。

图3 过下刚果、加蓬盆地的区域地质剖面AA’-CC’(剖面位置见图1)Fig.3 Seismic profiles AA’-CC’in Lower Congo and Gabon Basins

图4 过下刚果、加蓬盆地的区域地质剖面DD’-GG’(剖面位置见图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构造规模和隆坳格局。由剖面可以看出，北加蓬盆地裂陷期亦发育两个次级凸起，凸起两侧为不同凹陷。

上述几个剖面对比分析可知，在下刚果盆地，内裂谷盆地和外裂谷盆地规模相当，两个盆地凸起和凹陷均呈条带状展布，容易识别，隆坳格局较为清楚；加蓬盆地外裂谷盆地规模大于内裂谷盆地，且内裂谷盆地隆坳格局不明显，外裂谷盆地凸起和凹陷易识别，隆坳格局清楚。下刚果盆地和加蓬盆地的主要差异性在内裂谷带，下刚果盆地内裂谷带的规模和隆坳格局均比加蓬盆地内裂谷盆地明显。

3.2 次级构造特征导致有利勘探区带的差异性

前人研究成果表明，对下刚果盆地和加蓬盆地盐下勘探来说，大陆裂谷作用形成的构造高垒块是主要的油气聚集场所，同时也是控制两个盆地油气成藏的主控因素[4-5，9，14-18]。因此，裂陷期构造高垒块发育地带便是下刚果盆地和加蓬盆地盐下勘探的有利区带[12-19]。

从本文编制的下刚果—加蓬盆地裂陷期隆坳格局图(图1)可以看出，下刚果内外裂谷盆地、加蓬外裂谷盆地为次级凸起发育区，是较有利的勘探区带。考虑到下刚果外裂谷盆地裂陷期埋藏较深，且上覆巨厚的刚果扇沉积，对盐下勘探有一定的制约性，因此认为下刚果盆地最有利的勘探区带为内裂谷盆地内的次级凸起发育区；加蓬内裂谷盆地次级凸起不发育，外裂谷盆地凸起发育区为有利的勘探部位。下刚果盆地Takula油田、Moho油田和Girassol油田等的发现以及南加蓬外裂谷盆地D-1B井和L-1B井的成功勘探证实了该结论的正确性[1，13，17-19]。

4 讨论

通过大西洋两侧区域构造分析和对比，认为几个可能是造成下刚果和加蓬盆地裂陷期构造规模和隆坳格局差异性的主要原因。

(1)裂谷期，两者裂谷作用的起始和持续时间。大陆裂谷作用控制了两个盆地的形成发展，西非中南部海岸裂谷盆地发育南早北晚，下刚果盆地比加蓬盆地裂谷作用开始时间早、裂谷作用持续时间长，这可能是造成两者差异的一个主要原因[4-6，8-10]。

(2)转换断层也是两者裂陷期构造特征存在差异性的重要原因。下刚果—加蓬盆地发育多条转换断层，使得两个盆地区域上具有“东西分带、南北分块”的特点[17]，两者处于多条转换断层的不同块体上，故不同盆地之间，甚至同一盆地的不同构造部位，均有可能存在一定的差异性；自南向北，转换断层逐渐向陆地一侧靠拢，这可能使得更北一侧的加蓬内裂谷盆地裂陷期断陷活动不太活跃，故而隆坳格局不清楚。

(3)基底性质也是两者内裂谷盆地存在差异的一个原因。下刚果盆地靠陆一侧以变质褶皱基底为主；而加蓬盆地的基底，在变质褶皱的基础上垒加了结晶基底的影响[20]。使两者在基底性质上存在很大差异，可能是两者内裂谷盆地存在差异的原因之一。

在上述因素的叠加影响下，使两个盆地裂陷期构造规模、隆坳格局分布等存在一些差异性，进而导致两个盆地盐下勘探侧重点的不同。