熊利平,劉延莉,霍 紅

(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)

西非海岸南、北兩段主要含油氣盆地油氣成藏特征對比

熊利平,劉延莉,霍 紅

(中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院,北京100083)

西非海岸主要含油氣盆地是典型的大陸裂谷和被動陸緣盆地的疊合盆地,具有相同的區(qū)域構(gòu)造演化背景,但是,由于南、北兩段板塊演化的過程不同,導(dǎo)致了盆地形成發(fā)育時期、構(gòu)造演化特征、沉積充填特征的較大差異,形成了南、北兩段油氣地質(zhì)條件、成藏特征、油氣富集程度的極大差異。西非北段盆地的形成主要與北大西洋的裂開和非洲與北美板塊的分離有關(guān),同時也受北非構(gòu)造演化的控制,盆地演化早期分異強(qiáng)烈,沒有形成統(tǒng)一的沉積中心,晚期進(jìn)入整體坳陷階段,受阿特拉斯造山運(yùn)動的影響,地形高差大,沉積厚度向海上快速增厚。而中段和南段盆地的形成主要與南大西洋的形成和非洲與南美洲板塊的分離有關(guān),盆地演化早期形成了統(tǒng)一的盆地,具有相似的沉積序列和地層發(fā)育特征,其沉積中心位于中部的加蓬和下剛果盆地,第三紀(jì)進(jìn)入盆地的分異期,沿西非海岸發(fā)育一系列三角洲、扇三角洲沉積體系,從北向南規(guī)模逐步減小,有尼日爾三角洲和剛果扇盆地等。通過重點探討西非南、北兩段主要含油氣盆地形成演化特征及對油氣成藏的控制作用,對比分析南、北兩段主要含油氣盆地油氣成藏特征,為中石化海外在西非戰(zhàn)略選區(qū)提供依據(jù)。

油氣成藏;演化特征;含油氣盆地;西非海岸

西非海岸盆地群是典型的大陸裂谷和被動陸緣盆地。盆地的形成與中生代以來大西洋裂谷作用和持續(xù)擴(kuò)張作用有關(guān),是岡瓦納大陸解體和大西洋擴(kuò)張形成的大陸裂谷和被動陸緣盆地[1～4]。西非海岸北段主要含油氣盆地包括阿尤恩、塞內(nèi)加爾、利比里亞和阿比讓盆地等;中段包括尼日爾三角洲盆地、加蓬海岸盆地、下剛果盆地和寬扎盆地;南段包括納米比亞和西南非海岸盆地,以中段盆地群油氣最為豐富(圖1)。

圖1 西非海岸各盆地分布示意圖Fig.1 Distribution of basins along the West African coast

北段盆地的形成主要與北大西洋的裂開和非洲與北美板塊的分離有關(guān),同時受北非構(gòu)造演化的控制;而中段和南段盆地的形成主要與南大西洋的形成和非洲與南美洲板塊的分離有關(guān),因此,中段和南段盆地具有相同的大地構(gòu)造環(huán)境,與北段盆地形成的大地構(gòu)造環(huán)境有一定的差別,由此造成中南、北兩段油氣地質(zhì)條件、成藏特征、油氣富集程度的極大差異。

1 區(qū)域構(gòu)造演化特征

西非板塊演化始于晚三疊世—早侏羅世岡瓦納大陸解體,據(jù) Grand等(1997)的研究,岡瓦納大陸的解體與地幔深部低速層和熱柱的活動有關(guān),影響非洲板塊形成和演化的熱柱主要有8個[5],其開始活動的時期差別較大。其中,與西非構(gòu)造演化密切相關(guān)的熱柱主要有兩個,北部熱柱(Camp)開始活動時期較早(T3),導(dǎo)致北美板塊與非洲板塊分離。白堊紀(jì)早期,南部熱柱(Tristan)開始活動,開始了南美板塊與非洲板塊的裂解分離,開始西非構(gòu)造演化的歷史[1～7],因此,西非主要含油氣盆地的形成演化主要與北美板塊、南美板塊與非洲板塊的分離及大西洋的形成和持續(xù)擴(kuò)張有關(guān)。

由于西非南、北兩段板塊演化的歷史不同,導(dǎo)致了盆地形成發(fā)育時期,演化特征、沉積充填特征的較大差異,形成了南、北兩段油氣地質(zhì)條件、成藏特征、油氣富集程度的極大差異。

2 盆地演化特征對比

北段盆地演化較中南段盆地早,北段盆地裂谷作用始于晚三疊世,盆地的演化不僅受北大西洋裂谷作用和北美與非洲板塊的分離過程的控制,而且受三疊紀(jì)以前北非板塊構(gòu)造、沉積演化的控制;而中南段盆地演化較晚,始于侏羅紀(jì)晚期和白堊紀(jì)早期,其演化過程主要受南大西洋的裂谷作用和持續(xù)擴(kuò)張作用控制(圖2)。由于南、北盆地所處的構(gòu)造環(huán)境的差異,形成不同演化階段盆地特征的差異。

圖2 西非北段及中南段盆地演化階段(以賽內(nèi)加爾盆地和南加蓬次盆為例)Fig.2 Evolutionary phasesof basins in the north and middle-south parts of West Africa(taking the Senegale Basin and the South Gabon Sub-basin as examp les)a.賽內(nèi)加爾盆地南部;b.南加蓬次盆

2.1 盆地演化階段及沉積層序?qū)Ρ?/h3>

西非北段區(qū)域構(gòu)造演化主要與三疊系以后北美板塊與非洲板塊的分離和北大西洋的形成和持續(xù)擴(kuò)張密切相關(guān)(據(jù) Withjack等和Schlische)[6]。西非北段盆地演化過程復(fù)雜,早期分異強(qiáng)烈,后期(K1)進(jìn)入整體沉降階段。經(jīng)歷了晚三疊世之前的前裂谷期、晚三疊世—早侏羅世裂谷期和后期的被動陸緣3個主要階段。

西非中南段盆地演化經(jīng)歷了4個階段:晚古生代—早中生代大陸克拉通階段(前裂谷階段)、中-晚中生代以來的裂谷階段、過渡階段和中生代末—第三紀(jì)的被動大陸邊緣階段[4]。與北段盆地演化階段的主要差別是在裂谷階段和被動陸緣階段之間,經(jīng)歷了過渡階段,形成了中南段廣泛分布的Ap tian鹽巖——Ap tian鹽盆,形成了中南段盆地良好的區(qū)域性蓋層。

2.1.1 前裂谷階段

北段盆地演化主要受北非構(gòu)造體系和沉積體系的控制。前裂谷層序主要分布在西非北段,以殘留沉積為特征(表1;圖3)。西北非地區(qū)在前裂谷階段經(jīng)歷了前海西期的伸展運(yùn)動以及后期的加里東和海西造山運(yùn)動的擠壓、改造和破壞作用。前裂谷沉積包括前寒武系—泥盆系,根據(jù)地震資料解釋,在塞內(nèi)加爾盆地深海部分發(fā)育5 000 m以上前中生界地層,其中寒武系地層1 200 m左右,奧陶系砂巖約1 400 m,志留系包含北非區(qū)域性分布的頁巖優(yōu)質(zhì)烴源巖,泥盆系為400 m左右的砂泥巖地層。從區(qū)域上看,西非北段志留系和北非志留系在沉積上具有相似的沉積環(huán)境,但由于后期劇烈的構(gòu)造運(yùn)動破壞,現(xiàn)今殘存的志留系及以上前裂谷層序分布局限而且埋藏很淺。與之相比,中南段盆地前裂谷階段相對較簡單,在晚三疊世—早侏羅世Pangea大陸的解體,伴隨著廣泛大陸裂谷玄武巖噴發(fā),因此,南段基本沒有保存前裂谷層序。

2.1.2 裂谷階段

北段盆地晚三疊世盆地進(jìn)入裂谷發(fā)育階段,與早期北大西洋開張伴隨,產(chǎn)生了北北東-南南西向延伸斷層,向西-北西下掉形成了半地塹。

西非北段三疊系裂谷盆地早期為河流相和泛濫平原相碎屑巖沉積,后期裂谷拉張作用使北段裂谷盆地可能受來自東面的 Tethys洋和北面的原始大西洋海水的影響形成局限海環(huán)境,并在局部位置沉積了巨厚蒸發(fā)巖、湖相和瀉湖相細(xì)粒碎屑巖(表1;圖3)。蒸發(fā)巖的化學(xué)沉積作用持續(xù)到早侏羅世裂谷作用結(jié)束。這些裂谷期鹽巖后期的構(gòu)造運(yùn)動形成了西非北段目前主要發(fā)現(xiàn)油氣田的圈閉。

中南段盆地裂谷階段發(fā)育較晚,南大西洋在阿普第晚期(早白堊世晚期)開始從南向北裂開,非洲和南美洲在土倫期最終分離。西非中段裂谷層序不整合上覆于前寒武紀(jì)基底之上,時代為紐康姆世(Neocomian)至巴雷姆期(Barremian),為一套非海相地層。由于紐康姆世末再一次發(fā)生了強(qiáng)烈的伸展,并形成了廣泛的不整合面,發(fā)育了多個由斷陷而形成的深湖,在不整合面之上沉積了湖相的含瀝青的泥巖,形成了西非海岸盆地鹽下最主要的一套優(yōu)質(zhì)烴源巖。

表1 西非南、北段盆地演化階段對比Table 1 Comparison of evolutionary history of basinsalong the north and south parts of West African coast

圖3 西非北段阿尤恩盆地和南段加蓬海岸盆地充填特征和演化階段對比Fig.3 Co rrelation of the filling characteristics and evolutionary stages between the Aaiun Basin in the no rth part and the Gabon Coastal Basin in the south part of West Africa

中段裂谷層序的發(fā)育程度在不同盆地也不盡相同。在下剛果盆地和加蓬海岸盆地最發(fā)育,而在南、北的寬扎盆地和尼日爾三角洲盆地沉積巖的厚度小,勘探價值小。裂谷層序巖性和規(guī)模的這種變化是裂谷期南、北構(gòu)造位置的不同和初期南部寬扎盆地火山活動的響應(yīng)。由于非洲與南美之間的大陸裂開南早北晚,導(dǎo)致西非中段裂谷層序的發(fā)育和規(guī)模自南向北縮減。在中部南段的寬扎盆地,大陸裂谷早期,火山活動強(qiáng)烈,在裂谷盆地內(nèi)主要充填了廣泛的火山巖及火山碎屑巖沉積。

南段西南非海岸盆地和納米比亞盆地的裂谷層序的沉積開始于晚侏羅世,南段裂谷層序的最大特點是火山巖發(fā)育,而且,由于離古特提斯洋較近,除裂谷典型的河流-湖泊沉積體系外,局部還發(fā)育海相沉積。

2.1.3 過渡階段[4]

北段盆地演化缺少過渡階段,盡管在晚三疊—早侏羅世形成了一套較厚的鹽巖、鹽膏巖地層(圖2;表1),但該套地層是在裂谷階段后期形成的,分布范圍受一定的限制,埋藏較深,后期變形強(qiáng)烈,構(gòu)造復(fù)雜,鹽下勘探難度大,前期主要以鹽上勘探為主。

過渡層序是在裂谷作用階段和后裂谷坳陷階段(被動陸緣裂階段)之間的過渡期沉積的地層。過渡層序分布在西非南段,是在早白堊世裂谷作用趨于結(jié)束時發(fā)生了區(qū)域性抬升(反彈擠壓作用結(jié)果),形成了西非中段海岸裂谷盆地的反轉(zhuǎn)和抬升剝蝕,之后在加蓬盆地—寬扎盆地的范圍內(nèi)形成了一個巨大的Ap tian鹽盆(鹽盆還包括大西洋對岸的數(shù)個盆地),沉積了廣泛分布的Ap tian鹽巖(圖2;表1)。

在西非中段,鹽下層序和鹽層序被一非常明顯的不整合面分開,不整合面被快速而廣闊的海侵層序覆蓋,其厚度大約60 m,巖性為厚層的砂巖,但在局部地區(qū)相變?yōu)槟鄮r、鈣質(zhì)粉砂巖和白云巖。在加蓬盆地稱之為 Gamba組,下剛果盆地為Chela組,在寬扎盆地為 Grey Guuo組。這套海相沉積超覆于前阿普第期裂谷沉積層序之上,其中的砂巖是橫向分布不穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)儲層。上覆的蒸發(fā)巖層序由硬石膏、鹽巖、鉀巖和泥巖夾層組成,不同部位厚度差別較大,厚幾十米到800 m或更厚。這套鹽巖在南部寬扎盆地(Massive Salt)和下剛果盆地稱為Loeme組,在南加蓬盆地稱之為Ezanga組。該套地層為油氣成藏提供了良好的區(qū)域性蓋層,后期鹽的構(gòu)造活動形成了一系列與鹽構(gòu)造活動相關(guān)的構(gòu)造,為油氣成藏提供了良好的圈閉。

2.1.4 被動陸緣沉積階段

被動陸緣沉積階段以熱沉降為特征。其沉積建造發(fā)育在向海方向傾斜的陸架-陸坡上,包括早期的碳酸鹽巖臺地以及后期的三角洲、扇三角洲、海底扇以及濁積體沉積等海陸過渡相、海相碎屑巖沉積體系。

被動陸緣沉積層序包括侏羅紀(jì)至現(xiàn)今多個時代的地層。侏羅系被動陸緣沉積主要分布在西非北段的阿尤恩盆地和塞內(nèi)加爾盆地,以碳酸鹽臺地沉積為主,碳酸鹽巖的厚度可達(dá)數(shù)千米,濱岸碎屑巖沉積分布在碳酸鹽臺地以東。白堊系前A lbian階被動陸緣地層也主要沉積在西非北段,在塞內(nèi)加爾盆地早期為碳酸鹽巖沉積,后期為廣海、濱海沉積,在阿尤恩盆地則以廣海和三角洲、扇三角洲沉積為主。A lbian及以后南、北大西洋連為一體,西非被動陸緣的沉積主要受控于全球海平面的相對變化和物源。A lbian階及上白堊統(tǒng)早期大西洋整體處于厭氧環(huán)境,形成了區(qū)域性分布的海相高有機(jī)質(zhì)豐度的暗色頁巖,同時在近海發(fā)育不同規(guī)模的碳酸鹽臺地相沉積和濱岸砂沉積[7],以西非中段的下剛果盆地、加蓬海岸盆地和寬扎盆地最為發(fā)育,特別是下剛果盆地的 Pinda組,是西非唯一具有規(guī)模儲量的碳酸鹽巖儲層。A lbian階—上白堊統(tǒng)碳酸鹽巖在西非北段也有分布,以阿尤恩盆地最為發(fā)育。晚白堊世中、后期至現(xiàn)今西非沉積主要以發(fā)育大型三角洲、扇三角洲、海底扇和濁積體為特征,自下而上主要大的沉積體系依次有加蓬海岸盆地的上白堊統(tǒng)的Anguille組及Pointe Clairette組濁積體,下剛果盆地始新世至現(xiàn)今的剛果扇,尼日爾三角洲盆地的始新世至現(xiàn)今的三角洲-濁積體系[8]以及寬扎盆地、塞內(nèi)加爾盆地和西南非海岸盆地O range次盆的第三紀(jì)扇體。晚白堊世中后期至現(xiàn)今西非主要沉積體系沉積規(guī)模明顯受物源控制,如尼日爾三角洲由于陸源物質(zhì)的供應(yīng)強(qiáng)度大,進(jìn)入始新世之后形成了巨厚海陸過渡相的三角洲沉積,在下剛果盆地則形成了巨大的剛果扇沉積。

總之,前裂谷沉積主要分布在西非北段,裂谷層序的展布主要受裂谷發(fā)育的影響,在西非北段以三疊系—下侏羅統(tǒng)陸相和鹽巖沉積為主,西非中段裂谷層序的沉積中心位于下剛果盆地和加蓬海岸盆地,寬扎盆地次之,南段則以火成巖發(fā)育為特點。過渡層序主要分布在西非中南段,以廣泛分布的鹽巖沉積為特征。被動陸緣層序包括侏羅紀(jì)至現(xiàn)今多個時代的地層,其中前A lbian階主要分布在西非北段,以碳酸鹽巖發(fā)育為特點;Albian階—晚白堊世早期以廣海、碳酸鹽臺地和濱岸沉積為主;晚白堊世末期至現(xiàn)今則主要發(fā)育受物源控制的三角洲、扇三角洲、海底扇和濁積體等沉積體系,形成了西非海岸一個富油氣系統(tǒng)——第三系含油氣盆地,如尼日爾三角洲盆地和剛果扇盆地。

表2 西非南、北段盆地沉積充填及構(gòu)造特征對比Table 2 Correlation of the filling and tecton ic characteristics of the basins in the south and north parts of West Africa

2.2 盆地沉積充填特征對比

北段盆地裂谷期分異明顯,沒有形成統(tǒng)一的裂谷盆地,也沒有形成統(tǒng)一的沉積、沉降中心,不同盆地沉積、沉降中心不同,而且不斷向北、向西遷移;盆地陸上受北非板塊古生界演化控制強(qiáng)烈,塞內(nèi)加爾盆地發(fā)育有古生界志留、泥盆紀(jì)沉積,向北阿尤恩盆地陸上以三疊、侏羅紀(jì)沉積為主(圖3)。海上部分主要以中新生界沉積為主,三疊晚期到侏羅紀(jì)早期形成了一套鹽巖、鹽膏巖沉積,厚度大,但由于盆地范圍窄,擠壓變形強(qiáng)烈。北段盆地在第三紀(jì)時期進(jìn)入統(tǒng)一的沉降坳陷階段,但是北部由于受阿特拉斯造山作用的影響,地層高差大,沉積地層向海上急速加厚。

中、南段盆地裂谷期和被動陸緣階段的早期,形成了統(tǒng)一的裂谷盆地,其沉積、沉降中心位于中部的下剛果盆地和加蓬盆地(圖3),形成了鹽上、鹽下白堊系兩套主要的烴源巖系,為油氣藏形成奠定了基礎(chǔ);盆地的分異期是從第三紀(jì)漸新世開始,由于南大西洋的裂谷作用是以“三岔裂谷”的形式打開,第三紀(jì)在三岔谷的中心位置(尼日爾三角洲地區(qū))應(yīng)力集中,坳陷作用強(qiáng)烈,向南逐漸減弱,在西非中南段發(fā)育了一系列的三角洲、扇三角洲盆地,盆地規(guī)模向南逐步變小,形成了盆地分異期沉積層序和成藏體系,主要有尼日爾三角洲盆地、剛果扇盆地等。

從盆地巖性、巖相特征分析,西非海岸盆地具有相似的沉積序列和巖性組合特征。裂谷階段,西非南北段盆地均以陸相的河流、湖泊、三角洲沉積為主,形成了一套以陸相碎屑巖為主的沉積序列;在北段裂谷晚期發(fā)育有沼澤沉積,形成了晚三疊到早侏羅世的鹽、膏巖沉積;在中南段盡管也發(fā)育了一套鹽、膏巖沉積,但該套沉積是裂谷階段與被動陸緣階段的過渡期形成的沼澤沉積,二者在時代和盆地演化階段上表現(xiàn)出明顯的不同。進(jìn)入被動陸緣階段,盆地主要以碳酸鹽巖沉積為主,形成了一套以海相沉積為主的沉積序列(圖3;表2)。

2.3 構(gòu)造特征對比

盆地北段由于受海西構(gòu)造運(yùn)動的影響,盆地具有很明顯的北北東-南南西和北東-南西向構(gòu)造特征,伴隨著北大西洋開張,產(chǎn)生了北北東-南南西向延伸斷層,向西-北西下掉形成了半地塹[9]。由于膏鹽地層的可塑性,受后期重力作用的影響,發(fā)生鹽底辟作用,形成了一系列與鹽活動相關(guān)的構(gòu)造,這種構(gòu)造在北部表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓作用形成的規(guī)模較小緊閉褶皺,主要發(fā)育于鹽上,是目前西非北段勘探的主要對象;鹽下層序主要位于海上,埋藏深,勘探程度和認(rèn)識程度低,難度大,潛力有限。

盆地中南段,由于受北北西向和北東東向基底斷裂制約,在寬扎、下剛果和加蓬盆地發(fā)育為一系列北西向斷陷、斷壘,東西相間排列[10,11];受北東東向轉(zhuǎn)換斷裂影響,斷陷在南北方向上以橫向隆起各段錯開,形成次級盆地[10～12]。

鹽下裂谷期沉積斷層發(fā)育,形成一系列從陸上向海方向的斷階,發(fā)育斷塊、翹傾斷塊等一系列與斷層活動相關(guān)的構(gòu)造。鹽上被動陸緣階段沉積厚度大,鹽巖層發(fā)育,向海方向逐漸加厚,幾乎所有構(gòu)造均與鹽的活動有關(guān),形成各種與鹽的底辟作用有關(guān)的圈閉[13]。另外,隨著上覆沉積物的增厚,由于重力作用及鹽的塑性流動,形成重力滑塌構(gòu)造。

3 盆地油氣地質(zhì)條件對比

3.1 烴源巖特征對比

西非中南段與北段盆地的沉積、演化特征不同,因此,其烴源巖的發(fā)育特征、分布的層位也不盡相同(表3)。

北段:以鹽巖為界可以劃分為鹽下、鹽上兩套烴源巖。但是,目前的勘探工作主要集中在海上的鹽上部分。鹽上已證實的烴源巖主要有中上侏羅統(tǒng)、白堊系的頁巖,由于盆地勘探程度有限,其區(qū)域分布特征尚不十分清楚;鹽上第三系是一套潛在的烴源巖,其生烴潛力主要取決于源巖的成熟度。鹽下烴源巖主要分布在盆地的陸上部分,主要包括兩套,一套是廣泛分布于北非地區(qū)的志留系烴源巖,另一套是三疊系的烴源巖。目前針對這兩套烴源巖的勘探程度很低,推測具有較大的勘探潛力,是我們進(jìn)一步關(guān)注的地區(qū)。

中、南段:主要烴源巖包括 3套——鹽下、鹽上白堊系和第三系。這3套烴源巖已在西非中南部盆地發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的油氣儲量。其中,鹽下烴源巖以白堊系紐卡姆期深湖-半深湖相泥頁巖為主,有機(jī)質(zhì)豐度高,類型好,成熟度適中,生烴潛力大;鹽上上白堊統(tǒng)烴源巖主為厭氧的海相頁巖,有機(jī)質(zhì)豐度高,類型好,其生烴的潛力取決于其成熟度;第三系烴源巖主要發(fā)育在第三系形成的三角洲、扇三角州盆地,厚度大,有機(jī)質(zhì)豐度較高,具有較大的生烴潛力。

3.2 儲層特征對比

北段:盆地的陸上部分,以古生界和三疊系為勘探目標(biāo)[14],儲層類型以志留、泥盆和三疊系砂巖儲層為主;盆地的海上部分,以鹽上的侏羅、白堊和第三系為勘探目標(biāo),儲集層類型有碎屑巖儲層,也有碳酸鹽巖儲層。

中、南段:鹽下主要以白堊系砂巖為主要儲層;鹽上以白堊系和第三系砂巖為主要儲層,碳酸鹽巖儲層較少,以碎屑巖儲層為主。

對比南、北段儲層發(fā)育特征,碳酸鹽巖儲層也應(yīng)成為中南段盆地勘探重點關(guān)注的目的層系。

3.3 圈閉特征對比

北段盆地群的圈閉主要和三疊系鹽運(yùn)動有關(guān),目前在北段發(fā)現(xiàn)的油氣基本和這些鹽構(gòu)造有關(guān),和西非中段的Ap tian鹽盆相比,北段的鹽沉積的范圍小,埋藏深,導(dǎo)致鹽構(gòu)造的數(shù)量少,類型單一,在一定程度上限制了北段的成藏。另外,巖性圈閉在北段可能具有相對重要的作用,如阿尤恩盆地的碳酸鹽礁體和塞內(nèi)加爾盆地的濁積砂體尖滅巖性圈閉。

表3 西非南、北段盆地油氣地質(zhì)特征對比Table 3 A correlation of petroleum geological characteristics in the south and north parts of West Africa

南段盆地存在3種主要的圈閉樣式:其一為鹽下構(gòu)造,包括掀斜斷塊、地塹和半地塹、披覆褶曲等與斷裂作用相關(guān)的構(gòu)造有關(guān);其二為鹽上構(gòu)造,主要為與鹽巖構(gòu)造活動和變形相關(guān)的構(gòu)造,如鹽丘、鹽背斜和底辟構(gòu)造等;其三為同沉積構(gòu)造,如尼日爾三角洲盆地的滾動背斜。目前已發(fā)現(xiàn)的油氣藏基本上都屬于這些類型。

3.4 含油氣系統(tǒng)對比

北段:含油氣系統(tǒng)主要有3套,包括古生界含油氣系統(tǒng)、三疊系含油氣系統(tǒng)和侏羅-白堊-第三系含油氣系統(tǒng)。這3套含油氣系統(tǒng)勘探程度差別較大,前期的勘探工作主要是針對侏羅-白堊-第三系含油氣系統(tǒng)而開展的,其他兩套含油氣系統(tǒng)勘探程度較低,認(rèn)識程度有限,是我們下步重點關(guān)注的含油氣系統(tǒng)(表4)。

中南段:主要發(fā)育3套含油氣系統(tǒng),鹽下含油氣系統(tǒng)(以早白堊世為主)、鹽上白堊系含油氣系統(tǒng)和第三系含油氣系統(tǒng)。這3套含油氣系統(tǒng)均已發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的儲量[15]。但是,不同盆地或同一盆地的不同區(qū)帶,其主力的含油氣系統(tǒng)不完全一致。尼日爾三角洲盆地以第三系含油氣系統(tǒng)為主(表4);加蓬盆地北加蓬次盆以鹽上白堊系含油氣系統(tǒng)為主,南加盆地次盆則以鹽下含油氣系統(tǒng)為主;下剛果-剛果扇盆地3套含油氣系統(tǒng)均有一定規(guī)模的發(fā)現(xiàn);寬扎、納米比亞和西南非海岸盆地均以鹽下含油氣為主,但不同盆地儲集層有所不同。

4 結(jié)語

1)西非北段盆地的形成主要與北大西洋的裂谷作用和持續(xù)擴(kuò)張作用有關(guān),其盆地的形成、演化,不僅受控于三疊紀(jì)非洲板塊與北美洲板塊的分離,同時受控于北非板塊的構(gòu)造演化。盆地的演化過程復(fù)雜,主要經(jīng)歷了前裂谷期、裂谷期和漂移期3個階段,盆地的前裂谷期主要受控于北非板塊構(gòu)造演化,裂谷期主要受控于非洲板塊與北美洲板塊的分離作用,但這兩個演化時期,盆地分異強(qiáng)烈,沒有形成統(tǒng)一的盆地,晚白堊世進(jìn)入漂移期,第三紀(jì)開始盆地進(jìn)入整體的坳陷和沉降階段。

2)由于西非北段盆地早期分異強(qiáng)烈,因此,不同盆地、同一盆地的陸上和海上,沉積地層發(fā)育特征差異較大,油氣地質(zhì)條件和成藏條件各異。主要發(fā)育古生界、三疊系、侏羅系-白堊系-第三系等多套含油氣系統(tǒng),盆地的陸上部分以古生界、三疊系含油氣系統(tǒng)為主,海上部分以侏羅系-白堊系-第三系含油氣系統(tǒng)為主。

表4 西非南、北段含油氣系統(tǒng)對比Table 4 Comparison of petroleum systems in the south and north parts of West Africa

3)西非中南段盆地的形成演化主要與白堊紀(jì)以來,南大西洋的形成和后期的持續(xù)擴(kuò)張作用有關(guān),經(jīng)歷了前裂谷期、裂谷期、過渡期和漂移期4個階段,發(fā)育了鹽下、鹽巖和鹽上3套層系,形成了鹽上、鹽下兩套生儲蓋組合,由于盆地的形成南早北晚,因此,不同盆地兩套生儲蓋組合的發(fā)育程度差別較大,南部寬扎和下剛果盆地鹽下組合發(fā)育,是盆地主要的勘探目標(biāo),鹽上烴源巖熱演化程度低,勘探潛力有限,向北至加蓬盆地則發(fā)育鹽上、鹽下兩套組合,其中南加蓬次盆以鹽下組合為主,北加蓬次盆以鹽上組合為主;北部尼日利亞三角洲盆地則以鹽上、下第三系組合為主。

4)西非中南段盆地由于裂谷期、過渡期和漂移期早期形成了統(tǒng)一盆地,其沉積沉降中心位于中部的加蓬和下剛果盆地,因此,盆地的沉積地層發(fā)育特征具有相似性,過渡期形成了Ap tian期的鹽膏鹽沉積——統(tǒng)稱為 Ap tian鹽盆。晚白堊世末—第三紀(jì)進(jìn)入盆地的分異期,形成了一系列規(guī)模不等的三角洲、扇三角洲和濁積沉積體系,形成西非中南段最富油氣的含油氣系統(tǒng)。

納米比亞、西南非海岸盆地,由于早期裂谷作用強(qiáng)烈,火山活動強(qiáng)烈,盆地?zé)崃髦蹈?有機(jī)質(zhì)熱演化程度高,盆地以氣藏為主,具有一定的勘探潛力,但是,由于受西非天然氣管輸條件和市場的限制,勘探受到一定的限制。

總之,西非海岸盆地盡管具有相同的盆地類型和類似大地構(gòu)造演化背景,但是,由于南、北段盆地的演化特征、充填和沉積特征有一定差別,導(dǎo)致盆地的油氣地質(zhì)條件、成藏條件和勘探潛力差別較大,因此,對比研究北段、中南段盆地的演化特征及其對油氣成藏的控制作用,對深入研究盆地的油氣地質(zhì)特征、成藏主控因素和勘探潛力,提出西非海岸盆地中段是首要選區(qū)地,南、北兩段盆地是重要的后備戰(zhàn)略選區(qū)地。認(rèn)為中段盆地的陸上和淺水甚至大部分深水區(qū)應(yīng)重點關(guān)注油氣田開發(fā)及資產(chǎn)轉(zhuǎn)讓項目,深水-超深水區(qū)勘探程度低,成藏條件好,是西非勘探開發(fā)最重要的選區(qū)。

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(編輯 高 巖)

Comparison of the hydrocarbon accumulation patterns of petroliferous basins between the north and south parts of the West African coast

Xiong Liping1,Liu Yanli1and Huohong1
(1.SINOPEC Petroleum Exp loration and Production Research Institute,Beijing 100083,China)

Themajor petroliferous basins along West African coastline are typical superimposed basinsof continental rift basins and passive continental margin basins,therefore sharing the same regional tectonic evolution background.However,due to the difference of plate evolution process between the south and north partsof the West African coast,the basins vary in their forming times,tectonic evolution characteristics,and deposition features,causing the basins in the south part significantly differs from that in the north in geological conditions,accumulation patterns and hydrocarbon abundance.The formation of basins in the north part ismainly connected with the breakup of the North A tlantic and the separation of the African from the North American plate.The structural evolution of North African also contributes to the formation of these basins.In the early stageof basin evolution,tectonic differentiation was strong and no unified depocenter formed.While in the late stage,the basins downwarped as a whole and were influenced by the Atlas Orogeny.Asa result,they vary greatly in height differences and their sedimentary thickness quickly thickens seaward.The formation of basins in the south and middle parts ischiefly related to the formation of South A tlantic and the separation of the African plate from the South American plates.In the early stage of basin evolution,a unified basin with similar sedimentary sequence and strata characters formed and its depocenter was located in central Gabon and lower Gongo basin.In the Ter-tiary,the unified basin began to differentiate and formed a seriesof delta and fan-delta depositional systems along theWest African coast,such as the Niger delta basin and the Congo fan basin.However,the sizeor scaleof these systems decreasesp rogressively from north to south.Thisarticle is focused on the formation and evolution of themajor petroliferous basins in the area and their controlling effectsover the hydrocarbon accumulation.The comparative study can be used as a guide to screening of strategic petroleum provinces in West Africa.

hydrocarbon accumulation,evolutionary characteristic,petroliferous basin,West African coast

TE122.1

A

0253-9985(2010)04-0410-10

2009-10-20。

熊利平(1964—),女,教授級高級工程師、博士,石油與天然氣地質(zhì)。

中石化科技部項目“西非重點盆地油氣資源潛力及目標(biāo)評價”(JP06001)。