高華華，杜業(yè)波，王林，高思敏，胡杰，白建峰，馬洪，王玉華，張新順，劉浩

（1.中國石油國際勘探開發(fā)有限公司，北京 100034；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國石油玉門油田公司勘探開發(fā)研究院，甘肅酒泉 735019；4.中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院，河北涿州 072751）

0 引言

中非剪切帶西起幾內(nèi)亞灣，東至紅海，是非洲中部長達(dá)4 000 km 的巖石圈轉(zhuǎn)換帶[1]，其基底為泛非運(yùn)動(dòng)形成的巖石圈薄弱帶[1-5]。隨著中新生代岡瓦納大陸解體[2-10]，非洲與周緣板塊先后裂解分離，中大西洋、南大西洋、印度洋和紅海先后張開，誘發(fā)了中非剪切帶活化，在剪切帶內(nèi)及南北兩側(cè)分別發(fā)育一系列近東西向和北西—南東向展布的中新生代裂谷盆地，稱為“中非裂谷盆地群”[1-5,8-9]。位于剪切帶兩側(cè)的Muglad、Melut和Bongor 等盆地勘探程度高，已發(fā)現(xiàn)中至大型油氣田，揭示中非裂谷盆地群油氣資源豐富[1-5,8-10]。不同于剪切帶兩側(cè)因應(yīng)力場由剪切轉(zhuǎn)換為伸展而發(fā)育的Muglad等典型陸內(nèi)被動(dòng)裂谷盆地[7-9,11-17]，位于剪切帶內(nèi)的Doseo 盆地經(jīng)歷了長期走滑和多期反轉(zhuǎn)[1-3,7-9,18]，構(gòu)造特征更加復(fù)雜。當(dāng)前對(duì)Doseo 成盆機(jī)制認(rèn)識(shí)尚存爭議，有學(xué)者認(rèn)為早白堊世早期在右階排列的Borogop 斷裂右旋走滑作用下，形成一系列右旋右階的拉分盆地，自西向東分別為Doba、Doseo、Salamat 等，從而認(rèn)為Doseo 盆地形成受控于右旋右階的走滑拉分[8-9,19-21]；然而，也有研究認(rèn)為在走滑之前中非剪切帶經(jīng)歷了近南北向伸展，Doseo 盆地形成受控于伸展裂解，隨后的走滑對(duì)盆地進(jìn)行了長期改造[7,17-18]；另外，也有部分學(xué)者認(rèn)為Doseo 盆地是為協(xié)調(diào)周緣塊體活動(dòng)而發(fā)育的轉(zhuǎn)換型盆地，形成演化受控于地幔對(duì)流[22-23]。對(duì)于Doseo 盆地反轉(zhuǎn)成因也有中非剪切帶右旋向左旋轉(zhuǎn)變[2-3,9,20]、非洲與歐亞大陸匯聚[1,5,7-8,19]、非洲內(nèi)部次板塊運(yùn)動(dòng)方向變化[18]、地幔對(duì)流方向變化[22-23]等不同解釋，對(duì)Doseo 盆地構(gòu)造活動(dòng)期次、走滑斷裂特征及形成機(jī)制等研究更是處于探索階段，尚未建立起科學(xué)合理的盆地演化模式。造成上述認(rèn)識(shí)分歧的主要原因是，前人研究主要基于露頭、重磁和少量二維地震等區(qū)域地質(zhì)地球物理資料[8-10,17-23]，缺乏高精度地震和鉆井資料，對(duì)盆地結(jié)構(gòu)、不整合、反轉(zhuǎn)構(gòu)造和斷裂特征認(rèn)識(shí)不清楚。

2020 年以來，中國石油乍得公司在Doseo 盆地東部實(shí)施規(guī)?？碧剑@取了大量地震和鉆井資料，為研究盆地構(gòu)造特征提供了資料支撐?；谧钚逻B片三維地震、二維骨架測線和鉆井資料，通過精細(xì)地震解釋，本文精細(xì)解剖了Doseo 盆地東部不整合、斷裂和反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征，揭示了斷裂、反轉(zhuǎn)和盆地成因機(jī)制，建立了盆地演化模式，研究成果有望對(duì)Doseo 盆地油氣勘探提供地質(zhì)理論依據(jù)。

1 盆地地質(zhì)概況

Doseo 盆地位于中非剪切帶西段，西側(cè)為Doba 盆地，東側(cè)為Salamat 盆地，3 個(gè)盆地以F1 為界，組成“南乍得盆地”[1]（見圖1a）。Doseo 盆地由東、西兩個(gè)坳陷組成，研究區(qū)位于東部坳陷，可劃分為西部凹陷和東部凹陷兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，西部凹陷是盆地沉降和沉積中心，東部凹陷下白堊統(tǒng)為凹凸相間構(gòu)造格局：自北向南依次為北部陡坡、中央低凸起、南部緩坡3 個(gè)三級(jí)正向構(gòu)造和Kibea 洼陷、Kedeni 洼陷、南部洼陷3 個(gè)三級(jí)負(fù)向構(gòu)造，構(gòu)造單元整體為北東東—南西西向展布（見圖1b）。北部陡坡自西向東發(fā)育3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（Ximenia、Kibea 和Celtis），Ximenia和Kibea 構(gòu)造帶發(fā)育一系列北東—南西向雁行狀展布并斜交于F1 的狹長鼻隆，其在盆緣構(gòu)造形態(tài)與F1 近乎平行；F1 在東部分叉為F1 北東段和F1 東段兩條斷層，其中F1 東段發(fā)生輕微彎曲，發(fā)育Celtis 順向斷階帶（F1 和F2）（見圖1b）。中央低凸起為凹中凸，南北分別以Kibea、Kedeni 洼陷與北部陡坡、南部緩坡分隔，向西傾沒于西部凹陷，向東發(fā)散至盆緣，整體呈中間窄、東西寬北東東—南西西啞鈴狀低凸起形態(tài)，中間發(fā)育一條主走滑斷裂（F3）（見圖1b）。南部緩坡為向南抬升并褶皺變形的單斜構(gòu)造，在緩坡頂部發(fā)育一條北東東—南西西向展布南傾斷裂（F4），其下降盤發(fā)育南部洼陷（見圖1b）。在盆地南緣隆起北側(cè)發(fā)育北傾斷裂（F5），其向東終止于F4（見圖1b）。F1 東段和F6 分隔了Doseo 和Salamat 盆地，而F1 北東段分隔了Salmat 盆地凹陷和斜坡區(qū)（見圖1b）。

研究區(qū)發(fā)育下白堊統(tǒng)、上白堊統(tǒng)和新生界3 套沉積地層[1,19,24-25]，基巖尚未鉆遇（見圖1c）。下白堊統(tǒng)自下而上劃分為Mangara 群、Kedeni、Doba 和Koumra組[1,24-25]（見圖1c）。Kedeni 組和Doba 組年代為早白堊世阿普特—阿爾布期，推測Mangara 群主體年代為巴雷姆期[1,25]。鉆井僅揭示Mangara 群頂部，其為湖退旋回末期河流-三角洲相厚砂巖夾湖泊相薄泥巖，推測斷陷期Mangara 群發(fā)育一個(gè)完整湖進(jìn)-湖退旋回[1]（見圖1c）。Kedeni、Doba、Koumra 組和上白堊統(tǒng)自下而上發(fā)育一個(gè)完整湖進(jìn)-湖退旋回，其中Kedeni 組為湖進(jìn)期湖泊相泥巖夾三角洲-水下扇相砂巖，Doba 組為湖退早期湖泊相泥巖夾三角洲-水下扇相砂巖，Koumra組和上白堊統(tǒng)分別為湖退中、晚期河流-湖泊相粗碎屑巖夾薄泥巖（見圖1c）。古近系和新近系—第四系分別為河流—濱淺湖相和沖積平原—河流相粗碎屑巖沉積（見圖1c）。

2 地層不整合特征

在利用合成記錄標(biāo)定地震層位基礎(chǔ)上，識(shí)別削截、超覆、剝蝕、侵蝕和生長地層等地震反射特征，結(jié)合測錄井資料，揭示研究區(qū)發(fā)育4 個(gè)地層不整合面（見圖2—圖5）。

圖2 研究區(qū)地震地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面（剖面位置見圖1）

2.1 基底頂界不整合面（Tg）

Tg在盆內(nèi)為被南傾控坳/洼斷層錯(cuò)斷的強(qiáng)反射界面（見圖2），而在盆緣南部洼陷為高低起伏、上超下侵反射形態(tài)（見圖3a）。Tg上覆一套自北向南楔形減薄的平行連續(xù)中低頻反射波組，代表受控坳/洼斷層控制的Mangara 群，下伏波組反射雜亂、能量弱、成層性差，響應(yīng)于泛非運(yùn)動(dòng)形成的前寒武系基巖（見圖2a），因此標(biāo)定Tg為基底頂界不整合。

圖3 研究區(qū)主要不整合地震反射特征（剖面位置見圖1）

2.2 下白堊統(tǒng)Mangara 群頂界不整合面（T10）

T10之下為4 個(gè)北斷南超箕狀斷陷，之上整體為北深南淺楔形坳陷（見圖2），可知T10為分隔斷陷與斷坳-坳陷的盆地結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面。鉆井揭示Mangara 群頂部以厚層砂巖為主、地震剖面可見T10之下削截反射（見圖3b），表明Mangara 群沉積末期隨著斷陷活動(dòng)逐漸減弱，箕狀斷陷幾近被填平補(bǔ)齊，從而遭受暴露剝蝕。

2.3 上白堊統(tǒng)下段（K2L）頂界不整合面（T5）

T5不整合僅發(fā)育在北東—南西至北北東—南南西向鼻?。ㄒ妶D4a、圖5），在鼻隆頂部表現(xiàn)為削頂，側(cè)翼高部位為削截，低部位過渡為整合接觸（見圖3c—圖3e）。該不整合形成受控于北東—南西至北北東—南南西向鼻隆的發(fā)育，其在南部緩坡和北部陡坡削截特征明顯（見圖3c、圖3e），而在中央低凸起削截相對(duì)較弱（見圖3f）。

圖5 研究區(qū)構(gòu)造-地層格架（依據(jù)鉆井和地震資料）

2.4 白堊系頂界不整合面（T4）

T4是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的角度不整合，其下地層均發(fā)生褶皺變形，其上新生界未遭受擠壓變形（見圖3c—3f）。在北部陡坡、中央低凸起和南部緩坡，T4表現(xiàn)為上超下削型高角度不整合（見圖3c—圖3f、圖4b—圖4c），并在其上發(fā)育古新統(tǒng)下切谷（見圖3c—圖3d、圖4b、圖5），其中Ximenia 構(gòu)造帶下切谷發(fā)育規(guī)模最大，可見上白堊統(tǒng)上段（K2U）被侵蝕殆盡，K2L亦遭受侵蝕（見圖3d、圖4a、圖5），而在西部凹陷、Kibea和Kedeni 洼陷等負(fù)向構(gòu)造，T4過渡為低角度不整合（見圖2b）。盆地南緣抬升剝蝕幅度最大，南部緩坡東西緣高部位和中央低凸起東端盆緣斜坡區(qū)可見K2U剝蝕尖滅（T5被T4削截），K2L亦遭受剝蝕，同時(shí)可見始新統(tǒng)（T3）超覆尖滅于T4之上（見圖4a、圖4c、圖5）。而盆地南緣T4上、下地層尖滅現(xiàn)象，在Kibea 構(gòu)造帶亦有發(fā)育（見圖4a）。上述分析表明，該不整合形成于白堊紀(jì)末，隨后盆地經(jīng)歷長達(dá)約10 Ma 暴露剝蝕，導(dǎo)致白堊系頂部剝蝕缺失和古新統(tǒng)主體沉積缺失（見圖5），古新統(tǒng)僅發(fā)育于下切谷。在盆地南緣和北緣Kibea構(gòu)造帶，該不整合直到漸新世才被沉積覆蓋，暴露持續(xù)時(shí)間長達(dá)約35 Ma（見圖5）。

3 斷裂與反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征

基于精細(xì)地震解釋，識(shí)別出巴雷姆期伸展、阿普特-康尼亞克期走滑、坎潘期走滑和始新世走滑4 期斷裂和晚白堊世圣通期、白堊紀(jì)末2 期反轉(zhuǎn)構(gòu)造（見圖6—圖8）。

圖6 研究區(qū)四期斷裂與兩期反轉(zhuǎn)構(gòu)造平面分布（據(jù)2D/3D 地震資料）（PDZ—走滑主位移帶；R—里德爾剪切；R'—反向里德爾剪切；P—與R 剪切對(duì)稱的P 剪切；σ1—最大主應(yīng)力；σ2—中間主應(yīng)力；σ3—最小主應(yīng)力）

3.1 早白堊世巴雷姆期（Mangara 群沉積期）發(fā)生基底伸展斷裂

該時(shí)期東部凹陷主要發(fā)育F1—F4 南傾基底伸展斷裂，其中F1 是一級(jí)控坳斷裂（僅發(fā)育西段和東段），F(xiàn)2—F4 為三級(jí)控洼斷裂（見圖6a、圖7）。而在西部凹陷南北緣分別發(fā)育F1 南傾和F5 北傾基底伸展斷裂，F(xiàn)5 為二級(jí)控凹斷裂，其向東斷距逐漸消失，并終止于F4（見圖6a）。以南緣隆起為界，東部凹陷和西部凹陷斷陷結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化：①在東部凹陷，基底之上發(fā)育Celtis、Kibea、Kedeni 和Kedeni 南4 個(gè)分別受F1—F4 控制的北斷南超型箕狀斷陷，盆地整體北深南淺（見圖2a）；②在西部凹陷，多個(gè)箕狀斷陷轉(zhuǎn)變?yōu)槭蹻1 和F5 控制的南北雙斷型斷陷，其為盆地沉降中心（見圖6a）。F1—F5 呈北東東—南西西至近東西向展布，表明伸展主應(yīng)力為近南北向（見圖6a）。該時(shí)期中央低凸起古構(gòu)造形態(tài)為基底掀斜斷塊，并于斷陷末期被埋藏（見圖2a）。

3.2 早白堊世阿普特期—晚白堊世康尼亞克期（Kedeni組—K2L 沉積期）發(fā)生右旋張扭走滑斷裂

阿普特期，F(xiàn)1—F4 對(duì)Kedeni 組依然有控沉作用，但箕狀斷陷已基本消失（見圖2）。同時(shí)，盆內(nèi)開始發(fā)育與F1 呈銳角斜交的大量雁行狀北西—南東至北西西—南東東向張剪性斷層和少量北東—南西向逆斷層（見圖6b、圖7），表明F1 由伸展向右旋張扭剪切轉(zhuǎn)變。由此，F(xiàn)1 北東段開始發(fā)育，并取代東段成為走滑期主剪切斷層（見圖6b）。F3 亦轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龔埮ぷ呋瑪鄬樱罅垦阈袪顝埣粜詳鄬雍蜕倭磕鏀鄬有苯挥贔3，組成了中央低凸起負(fù)花狀構(gòu)造帶，其平面分布具有分段性：①西段為北西—南東向南北對(duì)掉式雁行狀張剪性斷層組合，并發(fā)育少量北東—南西向逆斷層（見圖6b），由于該段為剪切帶端部應(yīng)力釋放區(qū)，且沉積厚度的增大亦提升了地層抗剪切能力，所以雖然地層發(fā)生強(qiáng)烈右旋扭動(dòng)，但并未導(dǎo)致F3 平移錯(cuò)斷；②雁行狀斷裂組合向東收斂過渡為中段窄曲段，該段F3 斷面清晰、平移錯(cuò)動(dòng)明顯，伴生斷裂平面呈北西西—南東東向展布、剖面呈負(fù)花狀（見圖2b、圖6b）；③東段為剪切帶端部北西—南東至東西向弧形展布馬尾狀斷裂組合，F(xiàn)3 斷面清晰、平移錯(cuò)動(dòng)明顯，伴生斷裂呈Y 字型收斂到F3（見圖2a、圖6b）。剖面上F2、F4 和F5 的伴生斷裂并不具有花狀或Y 字型收斂特征（見圖2），但平面上可見大量北西—南東向張剪性斷層斜交于F4 和F5（見圖6b），同時(shí)F2和F4 上下盤地層厚度不協(xié)調(diào)，具有平移錯(cuò)動(dòng)特征（見圖2），表明F2、F4 和F5 亦轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龔埮ぷ呋瑪嗔选?/p>

右旋張扭走滑斷裂體系自阿普特期開始發(fā)育后一直持續(xù)到康尼亞克期，直到被圣通期反轉(zhuǎn)打斷（見圖7a）。

3.3 晚白堊世圣通期產(chǎn)生右旋壓扭反轉(zhuǎn)構(gòu)造

研究區(qū)廣泛發(fā)育雁行狀北東—南西至北北東—南南西向狹長鼻隆，其K2L頂及側(cè)翼高部位可見削頂和削截反射（見圖8），并發(fā)育頂薄翼厚K2L生長地層（見圖8a），表明晚白堊世中期盆地經(jīng)歷北西—南東向擠壓，從而形成北東—南西至北北東—南南西向同沉積鼻隆（見圖6c）。Kibea 構(gòu)造帶鼻隆南翼K2L內(nèi)部可識(shí)別出被超覆的反射界面T5-1，其向鼻隆頂部過渡為T5（見圖8b）。T5-1之下K2L厚度從鼻隆北翼向南翼逐步增厚，表現(xiàn)出構(gòu)造平靜期沉積受古地貌控制的特征，而T5-1和T5之間的K2L構(gòu)造起伏與下伏地層一致、并向鼻隆高部位超覆尖滅，表明其為記錄構(gòu)造反轉(zhuǎn)的生長地層（見圖8b）。因此，反轉(zhuǎn)發(fā)生于K2L沉積晚期，響應(yīng)于圣通期區(qū)域構(gòu)造反轉(zhuǎn)事件[16-18]。

圖8 研究區(qū)圣通期和白堊紀(jì)末構(gòu)造反轉(zhuǎn)地震地質(zhì)特征（剖面位置見圖4）

該期反轉(zhuǎn)盆地以褶皺變形為主，并發(fā)育少量北東—南西雁行狀逆斷層（見圖6c）。在北部陡坡，雁行狀鼻隆和逆斷層均呈銳角斜交于F1，表明鼻隆和逆斷層形成均為F1 右旋壓扭剪切產(chǎn)生的北西—南東向收縮分量導(dǎo)致（見圖6c）。受控于F1 壓扭剪切應(yīng)力場，F(xiàn)3 亦轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龎号?，中央低凸起遭受北西—南東向擠壓，形成低凸起雛形，即一系列斜交于F3 的鼻隆構(gòu)造帶，但逆斷層和正花狀構(gòu)造并不發(fā)育（見圖6c）。南部緩坡亦遭受擠壓變形，中高部位發(fā)育東西兩個(gè)北北東—南南西向大型鼻隆，西段低部位亦發(fā)育北東—南西向鼻隆，其頂部和側(cè)翼高部位削截現(xiàn)象顯著（見圖6c、圖8c）。而緩坡西緣中部因強(qiáng)烈褶皺撓曲而形成局部小洼陷，其到坎潘期初被填平，記錄了圣通期不整合形成后持續(xù)時(shí)間（見圖8c）。

該期反轉(zhuǎn)以南部緩坡褶皺變形和剝蝕程度最大，北部陡坡次之，中央低凸起最弱（見圖2d、圖8）。

3.4 晚白堊世坎潘期發(fā)生右旋張扭走滑斷裂

坎潘期再次發(fā)育北西—南東向雁行狀張剪性斷層，表明F1 又轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龔埮ぷ呋ㄒ妶D6d、圖7a、圖8b）。該時(shí)期基本繼承了第1 期走滑斷裂體系特征，但伴生張剪性斷層發(fā)育程度較第1 期顯著減弱（見圖6d、圖7a），表明坎潘期F1 剪切強(qiáng)度較早白堊世明顯減弱。受F3 張扭剪切影響，中央低凸起在圣通期鼻隆之上發(fā)育負(fù)花狀構(gòu)造（見圖6d、圖7a），其K2U具有頂厚翼薄特征（見圖8a）?？才似跀鄬忧懈钍ネㄆ跇?gòu)造（見圖6d）。

3.5 白堊紀(jì)末強(qiáng)擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造

K2U厚度在Kibea 構(gòu)造帶鼻隆頂部和南翼沒有明顯變化，在南翼可見始新統(tǒng)水平超覆尖滅于T4之上，并不發(fā)育同變形生長地層，表明構(gòu)造反轉(zhuǎn)發(fā)生于白堊紀(jì)末（見圖8b）。該期反轉(zhuǎn)使研究區(qū)白堊系強(qiáng)烈抬升剝蝕，形成白堊系頂區(qū)域不整合（見圖4a）。在近南北向擠壓作用下，中央低凸起經(jīng)歷了強(qiáng)烈褶皺變形和抬升剝蝕，圣通期鼻隆疊加了近東西向構(gòu)造形態(tài)，從而形成了現(xiàn)今低凸起形態(tài)（見圖6e）。

白堊紀(jì)末反轉(zhuǎn)使北部陡坡圣通期鼻隆構(gòu)造幅度進(jìn)一步增強(qiáng)，Kibea 構(gòu)造帶可見鼻隆頂部K2U被剝蝕尖滅（見圖4a）。同時(shí)在F1 根部，該期反轉(zhuǎn)使圣通期鼻隆疊加了平行于F1 的構(gòu)造形態(tài)（見圖6e）。盆地南緣發(fā)生強(qiáng)烈抬升剝蝕（見圖6e、圖8c），可見T4之下K2U剝蝕尖滅和之上始新統(tǒng)超覆尖滅（見圖4a、圖4c）。

該期反轉(zhuǎn)以中央低凸起褶皺變形最為強(qiáng)烈，北部陡坡次之，南部緩坡則以強(qiáng)烈抬升剝蝕為特征（見圖2b）。

3.6 始新世發(fā)生右旋張扭走滑斷裂

始新世再次發(fā)育右旋張扭走滑斷裂體系，其繼承了坎潘期格局，但伴生斷裂發(fā)育程度顯著減弱（見圖6f），表明F1 剪切強(qiáng)度進(jìn)一步減弱。該時(shí)期活動(dòng)的大多為繼承性發(fā)育斷裂，其斷至始新統(tǒng)內(nèi)或者終止于T3，并切割圣通期和白堊紀(jì)末反轉(zhuǎn)構(gòu)造（見圖6f、圖7a）。

4 構(gòu)造成因機(jī)制與盆地演化

4.1 構(gòu)造成因機(jī)制

4.1.1 成盆機(jī)制

Doseo 盆地位于中非剪切帶內(nèi)，長期走滑改造了盆地原始面貌，導(dǎo)致成盆機(jī)制存在較大爭議[1-5,7-9,17-23]。有學(xué)者因Borogop 斷裂平面上具有右旋右階形態(tài)而將Doseo 盆地歸類為走滑拉分盆地，認(rèn)為右旋右階有效配置使Borogop 斷裂彎曲部因兩側(cè)主走滑斷裂平移拉分而形成Doseo 盆地，即Doseo 盆地是因垂直于短軸（Celtis 斷階帶）方向的走滑拉張而生長[8-9,19-21]。然而，本文研究揭示在中非剪切帶近東西向走滑之前發(fā)育近南北向基底伸展，而正是這期伸展斷陷導(dǎo)致了Doseo 裂谷盆地的形成（見圖6a、圖9a）。同時(shí)，Borogop彎曲部斷裂除控制Mangara 群和Kedeni 組沉積外，在主要走滑期并不控制沉積（見圖2a），并且斷裂平直和彎曲段對(duì)沉積控制作用完全一致（見圖2），表明并不存在垂直于斷裂彎曲部的走滑拉分。另外，中非裂谷盆地群是因非洲內(nèi)部板塊裂解和錯(cuò)動(dòng)而形成，并不發(fā)育地幔柱上涌和其誘發(fā)的火成巖，這已被油氣勘探所證實(shí)[1-5,7-9,11-17]。因此，Doseo 盆地為地幔對(duì)流控制的轉(zhuǎn)換型盆地觀點(diǎn)[22-23]有待商榷。由上可知，Doseo 盆地是因垂直于長軸方向伸展拉張而生長，盆地類型為陸內(nèi)被動(dòng)裂谷盆地。

圖9 研究區(qū)近南北向構(gòu)造演化剖面（據(jù)BB'剖面地震資料，位置見圖1）

不同于中非剪切帶南翼因應(yīng)力場由剪切轉(zhuǎn)為伸展而在走滑過程中持續(xù)發(fā)育的Muglad 盆地[4,17-18,21]，Doseo在剪切帶走滑之前就發(fā)育了裂谷盆地，而在走滑開始后裂谷逐漸停止了南北向斷陷生長。Borogop 走滑未使Doseo 發(fā)生東西向走滑拉分生長，F(xiàn)1—F5 不控制Doba組及其上覆地層沉積，相反，盆地沉降和沉積中心由F1—F5 下降盤遷移至盆地中心，表明走滑期以構(gòu)造熱沉降為主，具有坳陷特征（見圖2b）。

Salamat 盆內(nèi)斷裂為平行于盆地短軸控凹斷裂F6的北西西—南東東向展布（見圖1b），表明在Borogop斷彎處，走滑位移量轉(zhuǎn)變成北北東—南南西向拉張位移量，從而形成Salamat 走滑拉分盆地，即Borogop斷裂走滑位移量大致等于Salamat 盆地長軸（F1 北東段）的長度。而同樣位于中非剪切帶側(cè)翼的Doba 盆地發(fā)育了早白堊世和晚白堊世兩期斷陷，其成盆機(jī)制與Muglad 盆地相同（由于新生代中非剪切帶西段活動(dòng)微弱，故Doba 盆地沒有發(fā)育新生代斷陷）。由此可知，Doseo、Salamat 和Doba 成盆機(jī)制各不相同，僅Salamat為走滑拉分盆地。

綜上，Doseo 盆地為走滑、反轉(zhuǎn)改造型陸內(nèi)早夭被動(dòng)裂谷盆地，具有“短斷長拗”盆地特征。在斷拗過渡和拗陷期，盆地經(jīng)歷長期走滑和兩期反轉(zhuǎn)改造（見圖9b—圖9e）。

4.1.2 走滑斷裂成因機(jī)制

受F1 主剪切斷裂右旋張扭影響，Doseo 盆地發(fā)育大量雁行狀張剪性斷層和少量逆斷層，二者分別為里德爾右旋簡單剪切模型下張剪和收縮分量誘發(fā)的伴生斷裂，隨著走向由北西—南東向東西向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，張剪性斷層的走滑位移分量逐漸增大。而斷陷期控洼斷層F2—F3 和控洼/凹斷層F4—F5 分別演變?yōu)镽 剪切斷層（里德爾同向剪切斷層，與主剪切帶相交角度一般為10°～30°，相交的銳角角頂指向本盤位移方向）和P剪切斷層（與R 剪切相對(duì)于主剪切帶大致對(duì)稱，剪切方向也與主剪切帶一致，銳角角頂指向?qū)ΡP位移方向）[26]（見圖6b—圖6d、圖6f）。主剪切（F1）、R 剪切（F2—F3）和P 剪切斷層（F4—F5）為主干，雁行狀走滑伴生斷層為分支，二者共同構(gòu)成盆地右旋張扭走滑斷裂體系（見圖6b、圖6d、圖6f）。

Doseo 走滑斷裂體系長期繼承性發(fā)育，這受控于中非剪切帶長期活動(dòng)，而后者主要受控于赤道南大西洋右旋剪切張開[2-3,10,17-18,27-30]。走滑伴生斷裂發(fā)育程度指示，白堊紀(jì)Doseo 走滑改造強(qiáng)度逐漸減弱，這與赤道南大西洋經(jīng)歷構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱的陸內(nèi)裂谷—陸間裂谷—初始洋盆的張開過程相一致。始新世以來，印度洋快速擴(kuò)張和紅海張開先后誘發(fā)中非剪切帶再次活動(dòng)，導(dǎo)致剪切帶東段Muglad 等盆地發(fā)育了新生代裂谷[2-4,7-9,11-17]。然而，剪切帶西段活動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于東段，Doseo 盆地僅在始新世經(jīng)歷微弱右旋張扭走滑改造。另外，白堊紀(jì)兩期構(gòu)造反轉(zhuǎn)中斷了Doseo 右旋張扭走滑斷裂發(fā)育，以兩期構(gòu)造反轉(zhuǎn)為劃分走滑斷裂期次的分界線（針對(duì)長期繼承性活動(dòng)斷裂），結(jié)合斷層錯(cuò)斷地層時(shí)代，可將走滑斷層劃分為阿普特-康尼亞克期、坎潘期和始新世3 期（見圖7）。

4.1.3 構(gòu)造反轉(zhuǎn)成因機(jī)制

Doseo 盆地走滑斷裂發(fā)育特征揭示F1 沒有發(fā)生旋性反轉(zhuǎn)（見圖6），因此中非剪切帶旋性反轉(zhuǎn)[2-3,9,20]和非洲內(nèi)部次板塊運(yùn)動(dòng)方向變化[18]的反轉(zhuǎn)成因解釋并不合理，而地幔對(duì)流方向變化[22-23]的反轉(zhuǎn)成因解釋也與Doseo 被動(dòng)裂谷盆地性質(zhì)相悖。本文研究揭示Doseo經(jīng)歷了兩期構(gòu)造反轉(zhuǎn)。第1 期反轉(zhuǎn)以發(fā)育雁行狀、與F1—F5 呈銳角斜交、北東—南西至北北東—南南西向展布的鼻隆為特征（見圖6c），其右旋壓扭特征與圣通期非洲與歐亞大陸匯聚[31-33]使中非剪切帶由張扭轉(zhuǎn)變?yōu)閴号さ膮^(qū)域構(gòu)造背景相一致，而正是F1 右旋壓扭產(chǎn)生的北西—南東向收縮壓力造成Doseo 褶皺變形。第2期反轉(zhuǎn)以Doseo 整體抬升剝蝕和褶皺變形為特征，反轉(zhuǎn)構(gòu)造平行于盆地長軸（以中央低凸起最為典型），表明最大主應(yīng)力方向垂直于盆地長軸（見圖6e），指示該期反轉(zhuǎn)受控于非洲與歐亞大陸匯聚產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力。

關(guān)于第2 期反轉(zhuǎn)時(shí)間目前尚有爭議，有學(xué)者認(rèn)為Doseo 盆地強(qiáng)反轉(zhuǎn)發(fā)生在古近紀(jì)[1]，而不是Bongor 盆地的圣通期，相反，Bongor 盆地圣通期強(qiáng)反轉(zhuǎn)在Doseo盆地表現(xiàn)不明顯[1,34-35]。由于Doseo 和Bongor 盆地大地構(gòu)造位置同屬中非剪切帶西段、相距僅約50 km，因此二者強(qiáng)反轉(zhuǎn)應(yīng)受控于同期構(gòu)造事件。而Doseo 盆地位于中非剪切帶內(nèi)，受走滑影響強(qiáng)烈，因此Doseo 盆地圣通期右旋壓扭反轉(zhuǎn)在剪切帶以北的Bongor 盆地可能以擠壓反轉(zhuǎn)的形式發(fā)生（由于Bongor 盆地上白堊統(tǒng)剝蝕嚴(yán)重，使對(duì)盆地反轉(zhuǎn)認(rèn)識(shí)具有多解性）。由于白堊紀(jì)末非洲與歐亞大陸匯聚強(qiáng)度遠(yuǎn)大于圣通期[7,31-33]，因此Doseo 和Bongor 盆地強(qiáng)反轉(zhuǎn)應(yīng)該發(fā)生在白堊紀(jì)末。另外，Doseo 不發(fā)育古近系同變形生長地層（見圖8b），相反，在白堊系頂古新統(tǒng)下切谷廣泛發(fā)育（見圖3d、圖4b），證明第2 期反轉(zhuǎn)早于古新世。綜上可知，Doseo盆地第2 期反轉(zhuǎn)發(fā)生在白堊紀(jì)末，而正是該期反轉(zhuǎn)導(dǎo)致的盆地暴露和古地貌高低起伏，為古新統(tǒng)下切谷發(fā)育提供了物源和可容空間，即構(gòu)造高部位白堊系被剝蝕并經(jīng)下切谷向低部位搬運(yùn)堆積。

4.2 盆地演化

4.2.1 早白堊世巴雷姆斷陷期

受早白堊世初西岡瓦納大陸特里斯坦地幔熱柱活動(dòng)影響，非洲與南美洲開始自南向北裂解分離[3,7-8,21,27-28]，誘發(fā)中非巖石圈活化?；趨^(qū)域重力和古地磁資料，F(xiàn)airhead[17-18]恢復(fù)了早白堊世非洲和南美洲板塊位置和應(yīng)力場，揭示巴雷姆期歐拉極（球面上板塊運(yùn)動(dòng)可描述為繞通過球心的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸與球面的交點(diǎn)稱為歐拉極）位于西非西部或者索馬里東部（見圖10a）。在Fairhead 恢復(fù)的古板塊位置和運(yùn)動(dòng)模式下，中非剪切帶西段遭受近南北向伸展，莫霍面尺度布格重力異常顯示中非西段裂谷盆地群地殼發(fā)生減薄[17-18]。Fairhead恢復(fù)的巴雷姆期中非剪切帶區(qū)域伸展應(yīng)力場，與本文揭示的導(dǎo)致Doseo 盆地發(fā)育近東西向基底伸展斷裂的應(yīng)力場相一致（見圖6a、圖9a、圖10a）。由此可知，南大西洋張開初期，近南北向伸展導(dǎo)致Doseo 裂谷盆地的形成。

4.2.2 早白堊世阿普特?cái)噢诌^渡期

阿普特期，赤道南大西洋開始孕育[2-3,27-29]。為協(xié)調(diào)中大西洋和南大西洋擴(kuò)張差異，赤道南大西洋以右旋剪切形式張開[10,17-18,27-28,30]，即西北非陸塊和東北非陸塊相對(duì)于南美洲板塊和中南非陸塊向右運(yùn)動(dòng)，中非剪切帶構(gòu)造應(yīng)力場由巴雷姆期近南北向伸展轉(zhuǎn)變?yōu)榘⑵仗仄诮鼥|西向右旋張扭剪切（見圖10b）。Kedeni組沉積期正處于伸展向走滑應(yīng)力場轉(zhuǎn)變的過渡期，該時(shí)期Doseo 盆地具有斷拗過渡特征（見圖9b）：F1—F5 對(duì)Kedeni 組依然有控沉作用，但北斷南超箕狀斷陷形態(tài)已基本消失，相互分隔的斷陷湖盆連通成一個(gè)統(tǒng)一湖盆；右旋張扭走滑斷裂體系開始發(fā)育。

4.2.3 早白堊世阿爾布期-晚白堊世拗陷期

隨著中非剪切帶構(gòu)造應(yīng)力場由伸展轉(zhuǎn)為剪切[2-3,7-10,17-21]，阿爾布期Doseo 盆地近南北向斷陷生長停止，沉降中心從控坳/凹/洼斷層下降盤遷移至盆地中心，構(gòu)造熱沉降成為主要沉降機(jī)制，盆地進(jìn)入拗陷期，并以發(fā)育右旋張扭走滑斷裂和反轉(zhuǎn)構(gòu)造為特征（見圖9c—圖9e），這與赤道南大西洋右旋剪切拉張的區(qū)域構(gòu)造背景相一致（見圖10c—圖10e）。海底磁異常條帶揭示，自北向南赤道南大西洋初始洋殼年齡為距今80～110 Ma[17-18]，表明其剪切拉張從阿普特期一直持續(xù)到坎潘期，從而導(dǎo)致Doseo 張扭走滑斷裂長期繼承性發(fā)育（見圖9b—圖9d），僅在圣通期被構(gòu)造反轉(zhuǎn)短暫中斷（見圖9c）。白堊紀(jì)末，Doseo 盆地遭受強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)（見圖9e）。

圣通期南新特提斯洋向北俯沖消減，非洲-阿拉伯板塊與歐亞大陸發(fā)生匯聚，導(dǎo)致北非東部邊緣和黎凡特邊緣發(fā)育上白堊統(tǒng)內(nèi)部區(qū)域不整合和長達(dá)1 000 km 敘利亞島弧褶皺帶[31-33]。北非東部和黎凡特邊緣上白堊統(tǒng)內(nèi)不整合和白堊系褶皺變形在Doseo 盆地亦廣泛發(fā)育（見圖5、圖9c），可知Doseo 盆地圣通期反轉(zhuǎn)與非洲北緣板塊匯聚有關(guān)。同時(shí)，圣通期赤道南大西洋剪切拉張仍在持續(xù)進(jìn)行[10,17-18]。在非洲與歐亞大陸匯聚和中非剪切帶右旋走滑的共同作用下，Doseo 盆地發(fā)生右旋壓扭反轉(zhuǎn)（見圖10c），從而形成雁行狀北東—南西至北北東—南南西向鼻隆及其高部位不整合（見圖9c）?？才似?，非洲與歐亞大陸匯聚減弱（可能與南新特提斯洋俯沖角度增大有關(guān)）[31-33]，中非剪切帶轉(zhuǎn)為右旋張扭走滑（見圖10d），導(dǎo)致Doseo 盆地再次發(fā)育走滑斷裂，并切割了圣通期鼻?。ㄒ妶D9d）。

白堊紀(jì)末赤道南大西洋已完全張開，中、南大西洋相連通，差異化擴(kuò)張消失，赤道南大西洋擴(kuò)張不再影響中非剪切帶活動(dòng)[2,11,21,29]（見圖10e）。該時(shí)期印度洋快速擴(kuò)張[2-4,21]和紅海張開[2-4]尚未發(fā)生，中非剪切帶進(jìn)入短暫休眠期（見圖10e）。然而，此時(shí)南新特提斯洋俯沖消減增強(qiáng)，發(fā)生弧后洋盆閉合與洋殼殘片拼貼（見圖10e），導(dǎo)致北非東部和黎凡特邊緣廣泛發(fā)育白堊系頂不整合[7,31-33]。同時(shí)，伊比利亞和亞德里亞陸塊與歐亞大陸的陸陸碰撞，導(dǎo)致歐洲南緣比利牛斯-阿爾卑斯和非洲西北緣阿特拉斯發(fā)生強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)[7,32]（見圖10e）。在非洲與歐亞大陸強(qiáng)烈匯聚作用下，Doseo 盆地發(fā)生強(qiáng)烈抬升剝蝕和褶皺變形，形成白堊系頂區(qū)域構(gòu)造不整合，并導(dǎo)致圣通期構(gòu)造疊加近東西向構(gòu)造形態(tài)，盆地構(gòu)造格局定型（見圖9e、圖10e）。

4.2.4 新生代消亡期

始新世，印度洋快速擴(kuò)張[2-4,21]誘發(fā)中非剪切帶西段輕微右旋張扭走滑（見圖10f），導(dǎo)致Doseo 盆地發(fā)育薄層始新統(tǒng)和張扭走滑斷裂體系，其切割了圣通期和白堊紀(jì)末兩期反轉(zhuǎn)構(gòu)造（見圖9f）。漸新世以來，隨著非洲與歐亞大陸持續(xù)匯聚[7,31-33]和中非剪切帶西段活動(dòng)的停止，Doseo 盆地停止沉降，從而充填消亡（見圖9f）。

5 結(jié)論

研究區(qū)發(fā)育基底（Tg）、下白堊統(tǒng)Mangara 群（T10）、上白堊統(tǒng)下段（T5）、白堊系（T4）4 個(gè)頂面構(gòu)造不整合。T10為斷陷與斷坳-坳陷結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面，T5是北東—南西至北北東—南南西向鼻隆高部位構(gòu)造不整合，T4為區(qū)域構(gòu)造不整合。

研究區(qū)發(fā)育巴雷姆期基底伸展、阿普特-康尼亞克期走滑、坎潘期走滑和始新世走滑4 期斷裂?；咨煺箶嗔芽刂茢嘞莸陌l(fā)育。3 期右旋張扭走滑斷裂具有繼承性活動(dòng)但強(qiáng)度逐漸減弱特征，主剪切斷層F1 控制走滑斷裂體系發(fā)育，其與R 剪切（F2-F3）和P 剪切斷層（F4-F5）為主干，雁行狀走滑伴生斷層為分支。

研究區(qū)發(fā)育圣通期和白堊紀(jì)末2 期反轉(zhuǎn)。圣通期右旋壓扭反轉(zhuǎn)導(dǎo)致盆地遭受褶皺變形，形成了雁行狀北東—南西至北北東—南南西向鼻隆和T5不整合。白堊紀(jì)末強(qiáng)反轉(zhuǎn)導(dǎo)致盆地強(qiáng)烈抬升剝蝕和褶皺變形，形成T4區(qū)域不整合，使圣通期構(gòu)造疊加近東西向構(gòu)造形態(tài)，盆地構(gòu)造格局從此定型。兩期反轉(zhuǎn)構(gòu)造被后期斷層切割。

Doseo 盆地為走滑、反轉(zhuǎn)改造型陸內(nèi)早夭被動(dòng)裂谷盆地，具有“短斷長拗”特征，經(jīng)歷斷陷、斷拗過渡、拗陷和消亡4 個(gè)階段，盆地演化受控于非洲與周緣板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。非洲和南美大陸初始裂解誘發(fā)Doseo 伸展斷陷，形成裂谷盆地雛形。隨后赤道南大西洋右旋剪切張開導(dǎo)致中非剪切帶走滑，Doseo 盆地經(jīng)歷斷拗過渡進(jìn)入拗陷期，遭受長期走滑改造。受非洲與南美洲赤道剪切分離強(qiáng)度變化影響，Doseo 走滑斷裂活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱。在中非剪切帶右旋走滑和非洲與歐亞大陸匯聚作用下，圣通期Doseo 盆地發(fā)生右旋壓扭反轉(zhuǎn)。白堊紀(jì)末非洲與南美洲在赤道已完全分離，中非剪切帶進(jìn)入短暫休眠期，非洲與歐亞大陸強(qiáng)烈匯聚導(dǎo)致Doseo盆地強(qiáng)反轉(zhuǎn)。始新世，印度洋快速擴(kuò)張誘發(fā)中非剪切帶西段輕微活動(dòng)，使Doseo 盆地發(fā)育活動(dòng)微弱的走滑斷裂。漸新世以來，隨著非洲與歐亞大陸持續(xù)匯聚和中非剪切帶西段活動(dòng)的停止，Doseo 盆地充填消亡。