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南大西洋兩岸被動大陸邊緣構造分段性特征及其成因被動大陸邊緣盆地是全球油氣最富集的盆地類型,主要分布于大西洋、印度洋和北冰

作者:風谷來客自逍遙

南大西洋兩岸被動大陸邊緣構造分段性特征及其成因

被動大陸邊緣盆地是全球油氣最富集的盆地類型,主要分布于大西洋、印度洋和北冰洋三大洋周緣及地中海東南緣。其中南大西洋被動大陸邊緣盆地,也是當今世界油氣勘探的熱點區域。南大西洋被動大陸邊緣盆地包括尼日爾三角洲、加蓬、下剛果和寬紮盆地,以及南美洲東海岸的桑托斯和坎波斯等盆地,上述盆地均有大型油氣田的發現。南大西洋可從北向南依次為赤道段、中段、南段及福克蘭段。赤道段北端由馬拉松斷裂帶與中大西洋相隔,中段則位于羅曼什斷裂帶以南,從貝努埃裂谷至南端以裡奧格蘭德斷裂帶與南段分界。南段北有裡奧格蘭德海隆和鲸魚海嶺,福克蘭段向南可至布韋三聯點,是大西洋脊與西南印度洋脊的樞紐。

晚侏羅世時期,南美洲和非洲大陸均屬西岡瓦納大陸同為一個整體,處于前裂谷期克拉通階段。至早白垩世時期,受特裡斯坦地幔熱柱活動影響,南大西洋南端沿古泛非期造山帶開始裂解,并由南向北發展,形成大陸裂谷系。在張裂過程中,南美洲闆塊發生順時針旋轉,大非洲和南美洲大陸岩石圈完全分離,南大西洋兩岸進入被動大陸邊緣演化階段。

南大西洋赤道段轉換型盆地剖面全長約2900km,受控于聖保羅、羅曼什兩個主要的轉換斷裂帶。靠近轉換脊外側一般為洋一陸邊界,陸殼向洋殼過渡時有一個狹窄的減薄帶。盆地範圍受轉換脊所限,沉積蓋以白垩統和新生界碎屑岩沉積為主。福斯杜亞馬遜盆地位于巴西東北部,盆地基底為前寒武系蓋亞那一巴西克拉通,沉積地層從下白垩統至第四系均有分布,以海底扇沉積為主。受新生代以來地層快速沉積的影響,盆地在上白垩統海相泥岩層之上,發育有典型的重力滑塌構造。寬紮盆地地殼減薄較慢,盆地基底發育大量深地塹,以向海傾斜的正斷層為主,原始沉積厚度可達上千米的蒸發岩地層。現存鹽岩沉積厚度從大陸邊緣向深海增大,具有明顯的分帶性,可劃分為伸展一過渡一擠壓型的不同鹽構造亞帶,并最終尖滅于外部高低帶及洋一陸邊界上。

南大西洋大洋裂谷張開由南向北傳播,盆地群一般經曆裂谷期、過渡期和漂移期3個階段。在南北向上,構造、沉積、熱演化過程有漸變特征或分段特點,表現為盆地寬度、沉積建造組成和結構、構造樣式的南北分段性。南段以岩漿型邊緣為特征,破裂之後的沉降量較小,裂谷期地幔上湧,減壓熔融作用增強,并在地殼下方發生大量火成岩的侵入,過渡殼上方常出現向海傾斜反射楔形體,為裂谷早期岩漿強烈活動堆積的産物。随着裂谷開始熱沉降,受向陸傾斜正斷層掀斜作用的影響,向海傾斜反射楔形體層理向海方向傾斜,火山地層向擴張中心傾斜。白垩世晚期以後,火山地層被後裂谷沉積覆寫,進入熱沉降階段,兩岸盆地以發育重力滑塌構造為特征,海相矽質碎屑沉積為主。

中段大陸邊緣相對于南段岩漿活動較弱,為極度伸展的岩漿貧乏被動大陸邊緣,南部與外海半封閉溝通,盆地内部發育大量鹽岩。其分布範圍受南大西洋初始張裂位置影響,現存鹽岩沉積厚度從大陸邊緣向深海增大。中段北部尼日爾三角洲盆地不發育蒸發岩沉積,阿卡塔組泥頁岩作為滑脫層控制其構造樣式,大量泥底辟的發育可與鹽盆地類比。其中赤道段轉換構造特征明顯,盆地基底主要受控于轉換斷層系,區域構造應力特征由張剪性變為壓扭性,轉換斷層沉陷帶内的沉積物變形并擡升,形成了大規模近平行于轉換斷裂帶分布的轉換脊。目前南大西洋周緣勘探程度較高的盆地主要為尼日爾三角洲盆地、安哥拉海岸帶盆地群及大坎波斯盆地群等。它們處于相似的構造演化背景,勘探層位可在盆地群之間作橫向對比拓展。東西向上,沿着轉換斷層,通過共轭性研究可以對比兩岸盆地的裂谷一漂移期層序,進而确定有利區帶。

陸架的寬窄決定了被動大陸邊緣盆地的範圍,陸坡的傾斜使得整個南大西洋盆地群處于重力作用的背景,其坡度決定了盆地内重力滑塌構造及鹽構造發育的程度。根據盆地群構造剖面的對比,南大西洋兩岸盆地群構造特征的分段性差異明顯。南段為岩漿型盆地,岩漿活動劇烈,在洋陸過渡殼下方,伴随有高速度帶出現,過渡殼上方可見向海傾斜反射楔形體;中段為鹽泥構造型盆地,岩漿活動較南段弱,地殼伸展作用較強,阿普特階鹽岩發育,鹽構造從陸到海具有明顯的分帶性,尖滅于外部高低帶及洋一陸邊界上。對比分析盆地群的發育規律,有利于探讨南大西洋南北構造的分段性異同點、東西兩岸共轭盆地間的構造關系、盆地群與闆塊邊界之間的關系、盆地群與深部構造之間的關系,對于人類的油氣勘探有着重要的意義。

參考文獻:

汪偉光、成克男:《南大西洋重點被動大陸邊緣盆地油氣地質特征對比》

劉祚冬:《全球被動陸緣盆地構造沉積與油氣成藏:以南大西洋周緣盆地為例》

南大西洋兩岸被動大陸邊緣構造分段性特征及其成因被動大陸邊緣盆地是全球油氣最富集的盆地類型,主要分布于大西洋、印度洋和北冰
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