乍得Doseo盆地白堊紀(jì)沉積充填演化及對(duì)油氣成藏的控制作用

關(guān)鍵詞 白堊紀(jì)；深水三角洲；Doseo盆地；中非裂谷；近源水下扇；退覆三角洲；斷陷期

0 引言

Doseo盆地是中非剪切帶重要的含油氣盆地，具有較好的油氣地質(zhì)條件，也是近年來(lái)油氣勘探的熱點(diǎn)地區(qū)之一。盆地油氣勘探始于20世紀(jì)70年代，Conoco、Exxon和Cliveden等多家石油公司先后對(duì)盆地進(jìn)行了勘探，鉆探探井12口，僅獲得6個(gè)油氣發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)可采儲(chǔ)量?jī)H為62.7 MMboe，盆地勘探程度較低。近年來(lái)中國(guó)石油及多家外國(guó)石油公司加大了在中非裂谷盆地的勘探力度，在乍得的Bongor、Doba、蘇丹的Muglad等盆地的油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)迅速，探明石油儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)增長(zhǎng)超過(guò)35×108 t[1]，儲(chǔ)量增長(zhǎng)超過(guò)10倍，并建有原油外輸管道，年產(chǎn)值近千萬(wàn)億元，預(yù)示著中非裂谷盆地具有廣闊的勘探前景。2019年，中國(guó)石油在Doseo盆地風(fēng)險(xiǎn)勘探獲得重大突破，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)有利含油氣區(qū)帶，揭示盆地勘探潛力巨大，是以后中非裂谷盆地新的儲(chǔ)量增長(zhǎng)點(diǎn)。

近年來(lái)，前人對(duì)中非裂谷盆地的研究主要集中在儲(chǔ)量增長(zhǎng)較快的Bongor、Doba、Melut及Muglad等盆地，對(duì)Doseo盆地的研究相當(dāng)薄弱，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)地層、沉積體系、盆地結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征做過(guò)一些研究工作[2?5]，但是受地震及鉆井資料限制，不同學(xué)者對(duì)盆地沉積充填結(jié)構(gòu)及沉積環(huán)境的認(rèn)識(shí)還有較大的分歧，劉為付[4]、Zhang et al.[5]傾向于認(rèn)為該盆地南北構(gòu)造帶均為三角洲沉積，對(duì)盆地陡坡帶是否發(fā)育水下扇，東北部長(zhǎng)軸是否發(fā)育三角洲沉積，鮮有學(xué)者從盆地沉積特征、充填模式及沉積演化規(guī)律等方面給出明確的認(rèn)識(shí)。

為了落實(shí)Doseo盆地的油氣勘探潛力，本文通過(guò)盆地內(nèi)的鉆井、地震資料，對(duì)該盆地的構(gòu)造、沉積充填演化史進(jìn)行了深入分析，綜合分析了盆地構(gòu)造格局、沉積演化及沉積相發(fā)育特征，建立了盆地沉積模式，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)該盆地的勘探潛力具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

Doseo盆地位于非洲乍得的南部，是中非剪切帶在伸展、走滑扭動(dòng)及區(qū)域拉張應(yīng)力背景下形成的裂谷盆地。它與東部的Selamat盆地、西部的Doba盆地及Bongor盆地的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)背景一致，均屬于中非剪切帶中段的中—新生代后期強(qiáng)反轉(zhuǎn)的陸內(nèi)裂谷盆地[6?8]。Doseo盆地為不對(duì)稱的“北斷南超”的箕狀斷陷盆地，北部為中非剪切帶內(nèi)的區(qū)域走滑斷裂，南部為斷階帶，東部以中非剪切帶區(qū)域走滑隆起與Selamat盆地相接，西南部以后期反轉(zhuǎn)隆起帶與Doba盆地相鄰，盆地整體呈為SW—NE 向展布，長(zhǎng)480km，寬70～110 km，面積可達(dá)5.2×104 km2（圖1）。

1.1 盆地構(gòu)造及沉積充填特征

Doseo盆地基底為元古界結(jié)晶巖—變質(zhì)巖，其上沉積蓋層開(kāi)始發(fā)育于早白堊世，厚度可達(dá)7 000 m，其中東部坳陷是盆地白堊系最主要的沉積和沉降中心，白堊系厚度可達(dá)6 500 m（圖1b）。向盆地東南，地層厚度逐漸減薄，但厚度仍可達(dá)4 000～5 000 m。受中非剪切帶控制，盆地演化具有拉張和右旋走滑剪切雙重應(yīng)力控制的特征，后期經(jīng)歷擠壓反轉(zhuǎn)，主要經(jīng)歷了早白堊世Neocomian-Barremian期張性伸展斷陷、Aptian-Albian期的走滑—拉分?jǐn)嘞?、晚白堊世壓扭—坳陷期及古近紀(jì)—新近紀(jì)的廣覆式坳陷沉積充填作用，形成了明顯的下部?jī)善诶^承性疊加斷陷、上部廣覆式坳陷的雙層沉積充填結(jié)構(gòu)。

依據(jù)不整合界面和地震波組特征，Doseo盆地可劃分出3套構(gòu)造層：下部為張性伸展與走滑拉分?jǐn)嘞輼?gòu)造層、中部為壓扭—反轉(zhuǎn)構(gòu)造層、上部為廣覆式坳陷構(gòu)造層（圖1c）。這些構(gòu)造層反映了Doseo盆地的形成及充填過(guò)程經(jīng)歷了復(fù)雜的多級(jí)斷陷、沉積充填及構(gòu)造改造過(guò)程，但盆地以早白堊世繼承性的張性伸展、走滑—拉分?jǐn)嘞莩练e為主體，發(fā)育湖泊—三角洲及水下扇沉積，厚度占整個(gè)盆地充填厚度的80%，也是盆地優(yōu)質(zhì)湖相烴源巖發(fā)育的主要層系。晚白堊世早期，非洲板塊與歐洲板塊碰撞擠壓作用是盆地中部壓扭反轉(zhuǎn)構(gòu)造層形成的主要應(yīng)力作用[9?10]，壓扭呈“西強(qiáng)東弱”特征，整體西部抬升強(qiáng)烈，促使Doseo盆地和Doba盆地分離，沉積中心發(fā)生遷移，呈中東部厚西部薄的特征，其中中東部上白堊統(tǒng)厚500～1 500 m，平均為800 m，西部這套地層多小于600 m，沉積呈下細(xì)上粗，表明晚期壓扭作用增強(qiáng)。晚白堊世中—晚期，非洲板塊與歐洲板塊碰撞擠壓進(jìn)一步加劇，Doseo盆地發(fā)生整體抬升，上白堊統(tǒng)遭受剝蝕、西部Borogop隆起構(gòu)造帶快速形成，地震剖面可見(jiàn)明顯的不整合接觸關(guān)系，盆地構(gòu)造基本定型。古近紀(jì)末，中非剪切帶活動(dòng)逐漸減弱直到停止，盆地未發(fā)生明顯的構(gòu)造活動(dòng)，斷裂活動(dòng)不發(fā)育，盆地進(jìn)入填平補(bǔ)齊階段，以河流相含礫粗砂巖沉積為主，沉積厚度較薄，其中盆地東部為200～1 000 m，西部多不足200 m。

1.2 盆地結(jié)構(gòu)及構(gòu)造單元

受三期構(gòu)造演化階段的控制，Doseo盆地是一個(gè)受伸展、走滑—拉分及擠壓壓扭綜合應(yīng)力系統(tǒng)影響及改造的復(fù)雜斷陷裂谷盆地。底部的伸展、走滑—拉分?jǐn)嘞萜诘貙诱故九璧卣w走向?yàn)楸睎|—南西向，盆地南北兩側(cè)均發(fā)育早期NEE—SWW及WE向正斷裂，并在邊界斷裂控制下產(chǎn)生了箕狀地塹式裂谷形態(tài)。沉積充填特征表明，盆地東部坳陷面積為最大，超過(guò)10 000 km2，沉積厚度超過(guò)7 000 m，西部坳陷面積僅5 000 km2，沉積厚度為5 000～6 000 m，但從北東至南西，盆地箕狀地塹式形態(tài)特征變化不大。

中非裂谷盆地是由發(fā)育在非洲超級(jí)岡瓦納古大陸內(nèi)不穩(wěn)定小板塊之間的扭動(dòng)斷裂帶的斷陷盆地。早白堊世以來(lái)，在區(qū)域不同時(shí)期、不同構(gòu)造應(yīng)力背景下，Doseo盆地主要表現(xiàn)為以不同方式構(gòu)造疊加及后期反轉(zhuǎn)改造的綜合盆地結(jié)構(gòu)面貌特征。盆地現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)主要形成于晚白堊世，并定型于古近紀(jì)[11]。Guiraud et al.[12] 認(rèn)為在早白堊世早期（Neocomian-Barremian期），受北美—?dú)W洲板塊向北運(yùn)動(dòng)及南大西洋打開(kāi)的影響，非洲泛大陸開(kāi)始解體，其中東北非地塊（撒哈拉克拉通）和中南非地塊（剛果克拉通）開(kāi)始沿北東及南西走向分裂，Doseo盆地開(kāi)始沿早期活化的中非剪切斷裂帶發(fā)生強(qiáng)烈伸展斷陷作用。早白堊世Aptian-Albian期，非洲板塊和南美板塊開(kāi)始快速分離，誘發(fā)中南非地塊沿中非剪切帶強(qiáng)烈右旋走滑運(yùn)動(dòng)，走滑位移量達(dá)50 km，在強(qiáng)烈的扭張應(yīng)力背景下，中非剪切帶沿彎曲部位發(fā)生強(qiáng)烈扭張作用，地殼迅速減薄，在走滑斷裂帶的右階彎曲部位產(chǎn)生拉張分力和走滑分力，形成Doseo 盆地和Selamat 盆地。此時(shí)期在拉張應(yīng)力下，盆地繼承了早期沿邊界大型走滑斷裂的張性箕狀斷陷特征，并發(fā)育因走滑作用形成的近東西向花狀構(gòu)造[13]。晚白堊世早期，隨著中非剪切帶走滑作用變?nèi)?，Doseo盆地扭張作用變?nèi)?。中—晚期非洲板塊與歐洲板塊碰撞，在區(qū)域壓扭應(yīng)力背景下，盆地北部形成了反轉(zhuǎn)擠壓構(gòu)造及逆斷層，盆地構(gòu)造格局基本形成，同時(shí)還造成了Doseo盆地與Doba盆地及Salamat盆地的離散及隔斷。

通過(guò)對(duì)鉆井資料及最新地震資料研究分析，認(rèn)為盆地主體構(gòu)造為狹長(zhǎng)箕狀斷陷，斷裂十分發(fā)育，具有“南北分帶、東西分塊”的構(gòu)造格局。盆地構(gòu)造單元可劃分為“兩隆夾一坳”，即北部隆起、中部Doseo坳陷及南部隆起，其中中部坳陷為盆地下白堊統(tǒng)沉積的主體，可依次劃分為南部斷階緩坡帶、東部凹陷及西部凹陷、北部反轉(zhuǎn)陡坡帶或陡坡帶這3個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶（圖2），其中北部陡坡帶主要發(fā)育反轉(zhuǎn)擠壓背斜構(gòu)造，南部緩坡斷階帶主要為斷塊構(gòu)造。

2 盆地物源及碎屑組分特征

白堊紀(jì)時(shí)，周緣三個(gè)微板塊（克拉通）的活動(dòng)影響和控制著Doseo盆地的形成及碎屑物質(zhì)分散（圖3），形成了盆地南、北影響范圍不同的“源—匯體系”及差異的碎屑組分、沉積體系分布格局。

白堊紀(jì)時(shí)，Doseo盆地物源主要受北部撒哈拉克拉通及南部剛果克拉通的影響，其中盆地北部陡坡帶主要受來(lái)自撒哈拉克拉通物源的影響，鄰近的Bongor盆地鉆井揭示基底主要為元古代結(jié)晶巖及變質(zhì)巖，巖性主要為變質(zhì)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖等[14]。在Doseo盆地內(nèi)，白堊系碎屑巖主要為長(zhǎng)石砂巖，其中石英、長(zhǎng)石及巖屑顆粒含量分別為40%～65%、20%～35%、15%～25%，與Bongor盆地均表現(xiàn)為長(zhǎng)石含量較高的特征，反映物源與撒哈拉元古界具有親緣性。另外，碎屑巖巖屑主要為噴發(fā)巖和火山巖巖屑，其次為石英巖巖屑，主要呈次棱角狀—次圓狀，分選中等—較差，結(jié)構(gòu)成熟度較低，表明白堊系北部陡坡帶物源具有近源快速沉積及受鄰近火山活動(dòng)影響的特點(diǎn)（圖3）。

Doseo盆地南物源主要來(lái)自剛果卡拉通太古界及元古界地層。盆地南部的Carnot地區(qū)，白堊系露頭揭示古水流為自南向北[15]，巖性主要為石英砂巖。盆地內(nèi)的A-8井也揭示以石英砂巖為主，其中石英、長(zhǎng)石及巖屑顆粒平均含量為81.7%，10.7% 及7.6%（圖3）。巖屑以火成巖巖屑為主，其次為變質(zhì)巖巖屑，沉積巖屑（而非盆地內(nèi)）輸入的貢獻(xiàn)較小。這說(shuō)明在盆地東北部的長(zhǎng)軸部位，雖處于區(qū)域陡坡帶斷裂下盤(pán)，但來(lái)自南部物源影響已達(dá)到A-8井一帶，形成了在盆地東北部沉積特征明顯不同的深水三角洲沉積。

3 主要沉積體系及沉積充填特征

利用古生物、鉆井及地震資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)Doseo盆地白堊系沉積體系進(jìn)行了綜合分析，識(shí)別出沉積類型包括河流、東北部深水三角洲、南部緩坡帶淺水三角洲、陡坡帶水下扇、湖底扇及湖泊沉積（圖4、表1）。鉆井巖心上見(jiàn)淡水介形蟲(chóng)及魚(yú)化石，表明湖盆未受到海侵影響，以陸相沉積為主。盆地沉積體系分布受邊界斷裂及古地貌特征控制而出現(xiàn)分異特征，其中陡坡帶水下扇、斷階斜坡帶三角洲前緣及湖盆中部的湖底扇沉積是本區(qū)主要沉積相類型，也是研究的重點(diǎn)。

3.1 主要沉積體系類型及特征

3.1.1 河流沉積體系

Doseo盆地河流沉積體系主要發(fā)育在南部斷階斜坡帶，該區(qū)沉積時(shí)地形坡度較大，以近源辮狀河為主，砂巖以中—粗為主，河道底部見(jiàn)礫石，以較高含量的牽引與跳躍組分為主。鉆井剖面上揭示多為相互疊置的厚層箱狀河道與砂壩砂體，垂向序列表現(xiàn)出槽狀交錯(cuò)層理與板狀交錯(cuò)層理相互交替的“砂包泥”特征，連通性好，是盆地南部斜坡中下部坡折帶附近三角洲沉積的主要供源通道。

3.1.2 三角洲沉積體系

Doseo盆地白堊系三角洲沉積體系主要包括南部斷階斜坡帶淺水三角洲及東北部深水三角洲，鉆井目前未揭示扇三角洲沉積，其中淺水三角洲主要發(fā)育在盆地南部斷階斜坡帶及東北部，巖性以含礫粗砂巖、中—粗砂巖為主，跳躍和懸浮組分相對(duì)較高，以分流河道和水下分流河道沉積為主，河口壩沉積較少，受不斷湖泛的影響，垂向上表現(xiàn)為多期疊置而成的正旋回型退覆三角洲沉積特征（圖5）。在地震剖面上，三角洲不同部位的地震反射結(jié)構(gòu)明顯不同，其中頂積層多表現(xiàn)為中—弱振幅、中—低連續(xù)性、平行—亞平行反射特征；前積層是三角洲沉積主體，多下超于湖相泥巖之上，表明砂質(zhì)沉積物集中，河流補(bǔ)給強(qiáng)。由于泥巖增多，前積層波阻抗變強(qiáng)，在順物源方向，地震反射表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中—差連續(xù)性的“S”型前積反射特征，而在垂直物源方向，地震反射表現(xiàn)為丘狀，內(nèi)部可見(jiàn)雙向下超特征[16]（圖6）；底積層以弱振幅、低—差連續(xù)性反射特征為主，主要是前三角洲厚層泥巖沉積，內(nèi)部反射界面不明顯[16]，局部可見(jiàn)短軸狀強(qiáng)反射的湖底扇砂巖透鏡體。在坡形較緩的濱岸帶，三角洲體系由于河流推進(jìn)迅速，卸砂作用強(qiáng)，前積結(jié)構(gòu)明顯，通常見(jiàn)頂積層與前積層，底積層不明顯。平面上，淺水三角洲體系以疊加的三角洲朵狀復(fù)合體為主，其展布方式受到同生斷層、構(gòu)造調(diào)節(jié)帶及走滑斷裂的控制，主要呈疊加斜列狀入湖展布形態(tài)。

Doseo盆地白堊系深水三角洲沉積體系主要分布在盆地東北部A-8 井至A-7 井一帶，以及和Salamat盆地相交的陡坡帶，該區(qū)域由于緊鄰強(qiáng)烈活動(dòng)的盆地北部邊界走滑斷裂，在斷裂的右階彎曲部位容易產(chǎn)生拉張分力和走滑分力，造成局部發(fā)生沉降作用，形成逐漸抬升的斜坡，南部物源帶來(lái)的大量碎屑物質(zhì)，容易沿該區(qū)域走滑斷裂注入陡坡帶深湖區(qū)，快速卸載，形成了盆地東北角“紡錘形”長(zhǎng)軸深水三角洲。鉆井揭示主要為河口壩沉積，巖性以石英砂巖為主，其中石英組分含量可達(dá)80%～90%，與南部K-1和SN-1井揭示碎屑組分一致，但明顯區(qū)別于北部陡坡帶其他鉆井（以長(zhǎng)石砂巖為主），表明A-8井至A-7井一帶物源主要來(lái)自南部剛果克拉通。A-8井巖心揭示河口壩沉積厚度較大，進(jìn)積序列保存較好，與下部紋層狀黑色泥巖呈沖刷接觸，發(fā)育強(qiáng)水流條件下形成的平行層理、板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理等單向水流層理類型，具有牽引流的動(dòng)能特征，為洪水期河流沿長(zhǎng)軸向深湖區(qū)快速推進(jìn)沉積的結(jié)果（圖5）。自然伽馬（GR）測(cè)井曲線多表現(xiàn)為倒立的鐘狀、疊置的鐘狀及箱狀。該深水三角洲沉積特征與中國(guó)鄂爾多斯盆地吳起縣白豹地區(qū)[17?18]、渤海灣盆地東營(yíng)凹陷[19]以及遼河西部凹陷的深水三角洲類似，均表現(xiàn)為厚層含礫中—細(xì)、粗砂巖直接與半深湖、深湖沉積的灰黑色紋層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖沖刷接觸。

3.1.3 水下扇沉積體系

Doseo盆地白堊系水下扇沉積體系主要為沖積扇及河流等外部物源體系補(bǔ)給的近岸水下扇沉積，主要沿盆地北部陡坡帶邊界斷層下盤(pán)分布，是一種以重力流占主導(dǎo)地位的深水濁積扇體[20]。扇體在地震剖面上呈楔狀及透鏡狀的中強(qiáng)振幅雜亂反射（圖7），下覆及前方地層表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中—高連續(xù)，平行及亞平行地震反射結(jié)構(gòu)，多為深水、靜水環(huán)境中湖相泥巖沉積。Doseo盆地近岸水下扇可劃分內(nèi)扇、中扇及外扇三個(gè)相單元，垂向上呈現(xiàn)向上變細(xì)的正粒序，其中內(nèi)扇及中扇主體相為辮狀水道，GR曲線呈中高幅齒化指狀及鐘狀特征，巖性多為混雜堆積的含礫中—細(xì)砂巖，礫石直徑為2～5 cm，底部發(fā)育沖刷面，碎屑組分分選較差，呈棱角狀—次棱狀，雜基以泥質(zhì)為主，表現(xiàn)出物源充足、高能快速堆積的沉積特征（圖5）。沿水下扇辮狀水道推進(jìn)方向，巖性逐漸變細(xì)，到中扇的中—前端逐漸為含礫中—細(xì)砂巖或粉細(xì)砂巖，內(nèi)部夾雜干旱氣候下洪水帶來(lái)的紅色泥巖夾層，局部含揉動(dòng)狀泥巖撕裂塊，可見(jiàn)碎屑脈、包卷層理及火焰構(gòu)造等。另外，辮狀水道間微相也是水下扇主要組成部分，為溢出辮狀水道間的細(xì)粒沉積組分，多發(fā)育于中扇，GR曲線表現(xiàn)為低幅齒狀，以細(xì)砂、泥質(zhì)粉—細(xì)砂巖與暗色泥巖為主，見(jiàn)液化成因的碎屑脈及砂巖條帶。水下扇外扇沉積能量最弱，巖性多表現(xiàn)為外扇與深水的過(guò)渡沉積，以粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層為主。

3.1.4 湖底扇沉積體系

Doseo盆地白堊系湖底扇主要分布在斷階斜坡帶一側(cè)，發(fā)育受控于深水區(qū)的坡折帶，為三角洲前緣重力流快速堆積于底積層及深湖區(qū)厚層泥巖中形成的濁積扇體[21?23]。湖底扇巖性主要為灰色塊狀細(xì)砂巖及少量中—粗砂巖，內(nèi)部可見(jiàn)泥巖撕裂屑，整體呈“透鏡狀”，其上下圍巖均為灰黑色—深灰色，紋層狀泥質(zhì)，反映為低能靜水環(huán)境，沉積特征呈砂質(zhì)碎屑流的“凍結(jié)沉積”特征。地震相為丘狀或發(fā)散狀反射特征（圖7）。GR曲線呈中—低幅指形或小型鐘形，和三角洲前緣砂體相比，其測(cè)井曲線幅度降低，具有明顯的齒化—微齒化特征，反映水動(dòng)力強(qiáng)度變化頻繁、粒序混雜及泥質(zhì)含量變高的沉積特征（圖5）。

3.2 沉積充填特征及演化

3.2.1 早白堊世伸展斷陷階段

早白堊世Neocomian早期，Doseo盆地處于快速南北向張性斷陷沉降階段，發(fā)育南西西—北北東向正斷裂，受邊界斷裂控制形成近東—西向“北陡南緩”的箕狀斷陷。此時(shí)期沉積中心位于盆地東部，厚度可達(dá)4 000 m，向西部厚度減薄，多為1 000～2 000 m。受強(qiáng)烈斷層活動(dòng)的影響，此時(shí)期物源補(bǔ)給充分，沉積粒度較粗，盆地西部以沖積扇和河流沉積體系回填沉積為主，湖相沉積主要分布在盆地東部，以淺湖—半深湖沉積為主，沿湖盆邊緣主要為三角洲沉積，不發(fā)育水下扇及湖底扇沉積。

早白堊世Neocomian 晚期—Barremian 期，隨著南北向張性伸展的繼續(xù)，沉積范圍擴(kuò)大，沉積中心逐漸向西擴(kuò)張，沉積厚度介于500～1 000 m。盆地自東向西開(kāi)始形成狹長(zhǎng)的張性斷陷湖盆，水體變深，沿邊界斷裂開(kāi)始發(fā)育深湖及水下扇沉積，南部斷階斜坡帶主要發(fā)育河流—三角洲沉積，呈連片朵葉狀向盆地內(nèi)部快速延伸，僅局部地區(qū)可見(jiàn)三角洲前緣滑塌形成的湖底扇沉積。盆地東北部發(fā)育沿盆地長(zhǎng)軸陡坡帶邊緣迅速進(jìn)入深湖的深水三角洲沉積（圖8），鉆井揭示河口壩沉積發(fā)育，多為反粒序的含礫粗砂巖及細(xì)砂巖，單砂體厚度多為10～30 m。

3.2.2 早白堊世走滑—拉分?jǐn)嘞蓦A段

早白堊世Aptian-Albian期，隨著非洲板塊和南美板塊快速分離，區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景發(fā)生改變，中南非地塊和東北非地塊南北向拉張開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚呋\(yùn)動(dòng)，盆地開(kāi)始形成東、西兩個(gè)沉積中心，其中東部沉積厚度大，介于1 000～1 500 m，西部沉積厚度較薄多為500～1 000 m。

此階段早期斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，火山活動(dòng)比較強(qiáng)烈，鉆井揭示發(fā)育火山侵入巖，說(shuō)明地殼斷陷顯著，盆地已進(jìn)入快速斷陷階段，湖泊快速擴(kuò)張。盆地北部陡坡控盆斷裂一側(cè)急劇沉降，湖岸較陡，形成大量受間歇性洪水物源影響的近岸水下扇沉積，與半深湖相暗色泥巖互相疊置；盆地南緣斷階帶則在緩坡背景下繼續(xù)發(fā)育由斷層控制的河流—淺水三角洲體系，沉積相帶連續(xù)分布，向北逐漸過(guò)渡為半深湖及深湖沉積；盆地東北部此時(shí)期繼承性發(fā)育深水三角洲沉積，但是隨著水體快速加深，三角洲整體呈退積序列，粒度逐漸變細(xì)。

此階段晚期隨著中大西洋快速打開(kāi)，湖泊沉積范圍不斷擴(kuò)大，盆地北部陡坡帶水下扇發(fā)育數(shù)量及規(guī)模均變大。鉆井揭示水下扇以中扇辮狀水道沉積為主，巖性主要為雜基支撐的含礫中、細(xì)砂巖，發(fā)育水下遞變層理、滑塌變形、包卷層理及沖刷面，局部可見(jiàn)碎屑脈、火焰狀構(gòu)造、泥質(zhì)撕裂及泥礫。此時(shí)期盆地東北部及南部，快速堆積的沖積扇—河流沉積體系快速向盆地邊緣退縮，三角洲沉積體系逐漸在緩坡帶占據(jù)主導(dǎo)地位（圖7）。后期隨著區(qū)域右行走滑運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，湖盆萎縮，沖積扇及三角洲沉積從盆緣斷裂一側(cè)快速向湖盆中部推進(jìn)，但受后期抬升剝蝕的影響（剝蝕厚度可達(dá)300～500 m），多數(shù)鉆井揭示這套進(jìn)積式三角洲沉積地層多遭剝蝕。

3.2.3 晚白堊世壓扭坳陷階段

此階段大西洋持續(xù)擴(kuò)張速率迅速減小，隨著東非裂谷及紅海裂谷的逐漸活動(dòng)，區(qū)域右行剪切擠壓應(yīng)力增強(qiáng)，Doseo盆地?cái)嘞莩两禍p弱，沉積范圍開(kāi)始擴(kuò)大，但沉積中心逐漸南移至盆地中西部一帶。盆地開(kāi)始進(jìn)入緩慢坳陷階段，古地貌已明顯趨于平緩，呈南高東低的“喇叭狀”，盆地向東開(kāi)口，湖泊大面積萎縮，趨于消失，主要發(fā)育河流相粗碎屑沉積，厚度介于500～1 500 m（圖8）。

晚白堊世桑頓期，在非洲板塊與歐洲板塊碰撞的影響下，形成南北向擠壓應(yīng)力，盆地西部陡坡帶開(kāi)始反轉(zhuǎn)隆升，形成北東—南西向擠壓反轉(zhuǎn)背斜，盆地開(kāi)始與Doba盆地分離。隨后在隆坳構(gòu)造格局下，古近系及新近系發(fā)育過(guò)補(bǔ)償沖積—河流充填體系，并一直持續(xù)到現(xiàn)今，造成下白堊統(tǒng)之上地層缺失區(qū)域蓋層。

4 盆地沉積充填模式

從上述沉積演化可以看到，早白堊世時(shí)，Doseo盆地處于伸展及走滑—拉分雙重構(gòu)造應(yīng)力背景下，但以伸展應(yīng)力為主，盆地發(fā)生強(qiáng)烈沉降，水體急劇加深，湖相沉積主要發(fā)育在伸展階段晚期及走滑—拉分?jǐn)嘞萜趯有蛑校掳讏捉y(tǒng)之上幾乎全是河流相粗碎屑沉積，因此，Doseo盆地是一個(gè)過(guò)補(bǔ)償?shù)幕顢嘞菖璧?。湖盆在早白堊世Neocomian 晚期—Barremian期迅速產(chǎn)生，至Albian期達(dá)到鼎盛，到早白堊世晚期時(shí)便迅速消亡，是一個(gè)湖盆擴(kuò)張、水體變深、碎屑物質(zhì)供應(yīng)增加以及晚期被迅速填平補(bǔ)齊的過(guò)程。其中南部斷階斜坡帶主要發(fā)育退覆三角洲砂體，并在斜坡前緣及盆地中心發(fā)育多期次、復(fù)雜疊置的湖底扇砂體；北部陡坡帶發(fā)育沖積扇直接入湖形成的水下扇，砂體呈帶狀—舌狀向湖盆中心延伸。受構(gòu)造演化控制，不同沉積體系在盆地?cái)嘞莼顒?dòng)中缺乏旋回性沉積充填過(guò)程，盆地從產(chǎn)生到消亡為漸進(jìn)式進(jìn)積堆積過(guò)程（圖9），整體為向上變粗的地層層序。因此，這種盆地演化發(fā)育的特點(diǎn)就決定了伸入深湖區(qū)的近岸水下扇、三角前緣是盆地下白堊統(tǒng)的有利儲(chǔ)集相帶。目前，盆地已發(fā)現(xiàn)油氣也主要分布在這兩個(gè)相帶中，占油氣發(fā)現(xiàn)90%以上。鉆井揭示這些相帶儲(chǔ)集砂體發(fā)育，物性較好，砂巖儲(chǔ)層直接伸入湖相泥巖中，具有較好的油氣運(yùn)聚及蓋層條件，發(fā)育構(gòu)造圈閉和構(gòu)造背景上的巖性圈閉，勘探潛力較大。

5 盆地沉積充填演化對(duì)油氣成藏的控制作用

Doseo 盆地下白堊統(tǒng)沉積充填整體呈“北陡南緩”的狹長(zhǎng)“窄湖盆”特征。受這種構(gòu)造格局的影響，盆地整體表現(xiàn)為“北部水下扇”、“南部短軸淺水三角洲”及“東北部長(zhǎng)軸深水三角洲”的沉積體系展布格局。已鉆井證實(shí)在盆地的不同構(gòu)造帶發(fā)育不同類型的儲(chǔ)集相砂體及烴源巖類型。盆地沉積體系分布特征決定了Doseo盆地下白堊統(tǒng)陡坡帶近岸水下扇及緩坡帶三角前緣發(fā)育較好的儲(chǔ)蓋組合，臨近這些沉積砂體的優(yōu)質(zhì)深湖相烴源巖提供了豐富的油氣資源，為各類儲(chǔ)集相砂體提供了最大的成藏機(jī)會(huì)，是油氣勘探較有利的沉積相帶，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油氣藏。同時(shí)，盆地后期的構(gòu)造反轉(zhuǎn)也為水下扇及湖底扇等巖性圈閉目標(biāo)成藏提供了機(jī)會(huì)，可能是盆地一個(gè)主要的新勘探領(lǐng)域。

5.1 湖盆沉積格局控制烴源巖類型及品質(zhì)

上述盆地沉積充填特征表明，半深湖—深湖及三角洲相沉積分別在北部陡坡帶和在南部斷階帶持續(xù)發(fā)育，這就決定了盆地主要發(fā)育湖相泥巖和三角洲前緣分流間灣相泥巖這兩種類型烴源巖，其中下白堊統(tǒng)湖相泥巖烴源巖為盆地的主要烴源巖。這類烴源巖主要發(fā)育在早白堊世斷陷快速發(fā)育期，分布在盆地東部凹陷的陡坡帶及東北部長(zhǎng)軸深水三角洲分布區(qū)，為腐泥型泥頁(yè)巖。該烴源巖沉積時(shí)氣候溫暖濕潤(rùn)，藻類勃發(fā)，有機(jī)質(zhì)豐度高，鉆井揭示有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ～Ⅱ1型，TOC多大于1%，厚度可達(dá)1 000 m，其中TOC大于2%的層段厚度可達(dá)350～500 m，平均為1.21%～4.46%，氫指數(shù)平均為254～506 mg/g，S2 為10.1～24.8 mg/g，為較好烴源巖[5]。該類湖相烴源巖的正構(gòu)烷烴分布和豐度揭示低碳數(shù)短鏈正構(gòu)烷烴豐度較高，（C21+C22）（/ C28+C29）比值較高，可達(dá)1.9～2.1，表明烴源巖來(lái)源于低等水生有機(jī)物脂肪酸，原始生物組合中藻類等浮游生物占優(yōu)勢(shì)。另外，類異戊二烯烷烴中Pr/Ph為1.5，而且古生物屬種類型和個(gè)體數(shù)量都比較少，反映為還原—強(qiáng)還原的較深水環(huán)境。

另一類烴源巖主要在下白堊統(tǒng)盆地南部的湖盆邊緣地帶。該地區(qū)短軸三角洲—河流體系發(fā)育，河流體系帶來(lái)大量陸源有機(jī)質(zhì)輸入，在三角洲前緣大量快速堆積及埋藏，形成了以陸源高等植物有機(jī)質(zhì)為主的較高豐度烴源巖發(fā)育區(qū)，局部發(fā)育薄煤層，向深湖區(qū)可出現(xiàn)陸源和深湖相混合烴源巖區(qū)。該類型烴源巖品質(zhì)相對(duì)變差，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ2～Ⅲ型，TOC多為0.5%～3.24%，平均為1.36%，局部為2.0%～3.0%。生物標(biāo)志化合物明顯表現(xiàn)出高Pr/Ph（Pr/Ph=3.2）和Tm/Ts 特征，表明為偏氧化的烴源巖沉積環(huán)境。雙杜松烷、C19三環(huán)萜烷、C24四環(huán)萜烷含量較高，具有C29甾烷優(yōu)勢(shì)，表明緩坡帶烴源巖以偏氧化環(huán)境下以高等植物生源為主[5]。另外，從古生物組合上看，該烴源巖發(fā)育地層多含豐富的介形蟲(chóng)，魚(yú)骨、輪藻、藻類、孢粉類及鈣質(zhì)超微化石等，而且屬種類型和個(gè)體數(shù)量都顯著比深湖相增多，說(shuō)明烴源巖形成于較富氧的淺水環(huán)境，烴源巖品質(zhì)和深湖相烴源巖相比明顯變差。

5.2 構(gòu)造沉積差異對(duì)圈閉類型的控制

在構(gòu)造—沉積作用的共同控制下，已經(jīng)證實(shí)Doseo盆地發(fā)育“旁生側(cè)儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)”式源儲(chǔ)配置關(guān)系，具有“近源—構(gòu)造控制”成藏富集模式，鄰近烴源巖，早于排烴期的構(gòu)造圈閉是成藏的主要條件，良好蓋層條件及未受后期斷層破壞的構(gòu)造圈閉是成藏的主控因素。受盆地構(gòu)造及沉積充填演化的控制，不同構(gòu)造部位圈閉類型具有明顯差異，除了盆地東部凸起及南、北構(gòu)造帶的斷背斜及斷塊圈閉外，在盆地西部坳陷的陡坡帶發(fā)育的水下扇砂體及南部緩坡帶發(fā)育的湖底扇砂體，受后期構(gòu)造反轉(zhuǎn)的影響，其上傾尖滅方向在反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶翼部尖滅，可形成上傾尖滅圈閉，這類圈閉目前已經(jīng)在鄰近的Bongor 盆地的Baobab油田證實(shí)為有利圈閉[24]。而且，在盆地南部斷階坡折帶下發(fā)育的深湖透鏡狀湖底扇砂體也易形成巖性圈閉。同時(shí)這些砂體不僅與優(yōu)質(zhì)深湖相烴源巖間互，而且大面積與其接觸，具有最大的成藏機(jī)會(huì)，易于形成源內(nèi)“透鏡體”油氣藏。勘探實(shí)踐證明，強(qiáng)反轉(zhuǎn)盆地早于烴類充注前形成的擠壓反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造帶是重要的勘探目標(biāo)，較易形成大油田。因此，結(jié)合Doseo盆地優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布特征，并和已發(fā)現(xiàn)油氣藏成藏條件類比，可以預(yù)測(cè)圍繞水下扇及湖底扇砂體發(fā)育區(qū)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶分布區(qū)，以及深湖區(qū)的透鏡狀湖底扇砂體是盆地新的勘探領(lǐng)域及可能的勘探突破口。

6 結(jié)論

（1） Doseo盆地的構(gòu)造—沉積演化經(jīng)歷了早白堊世Neocomian?Barremian期的張性斷陷、Aptian?Albian期的走滑—拉分?jǐn)嘞菁巴戆讏资馈谌o(jì)的廣覆式坳陷的沉積充填作用，形成了明顯的下部斷陷、上部廣覆式坳陷的雙層沉積充填結(jié)構(gòu)。盆地構(gòu)造演化受控于非洲微板塊的裂解、漂移和海底擴(kuò)張及中非剪切帶的活動(dòng)過(guò)程，與鄰近的Salamat盆地及Doba盆地在構(gòu)造特征及沉積演化特征方面有著極大的相似性，經(jīng)歷了晚白堊世Santonian期及第三紀(jì)的兩次強(qiáng)烈構(gòu)造反轉(zhuǎn)。

（2） Dosoe盆地整體為“北斷南超”的狹長(zhǎng)箕狀斷陷，具有“南北分帶、東西分塊”的構(gòu)造格局，可劃分為“兩隆夾一坳”，北部陡坡帶的反轉(zhuǎn)擠壓背斜、南部斷階帶的斷塊圈閉及斷背斜均為有利圈閉發(fā)育區(qū)。盆地以早白堊世的張性及走滑—拉分?jǐn)嘞莩练e充填為主，形成了廣泛分布的湖相烴源巖及水下扇、三角洲前緣沉積儲(chǔ)層，為盆地的主要勘探目標(biāo)層系。

（3） Doseo盆地下白堊統(tǒng)整體表現(xiàn)為“北部水下扇”、“南部短軸淺水三角洲”及“東北部長(zhǎng)軸深水三角洲”的沉積體系展布格局，為一個(gè)典型的過(guò)補(bǔ)償沉積充填盆地，其中湖相地層主要發(fā)育在早白堊世的快速斷陷階段，是主要烴源巖層，向上幾乎全是河流相的粗碎屑沉積，缺乏蓋層。盆地特殊沉積充填特征決定了陡坡帶近岸水下扇及緩坡帶三角前緣區(qū)發(fā)育較好的儲(chǔ)蓋組合，是油氣勘探較有利的沉積相帶，構(gòu)造反轉(zhuǎn)帶的水下扇砂體及湖底扇等巖性圈閉目標(biāo)是盆地新的勘探領(lǐng)域。