摘要：基于三维地震解释资料，对尼日尔三角洲东部M区块AE斜向背斜的形成机制和生长过程及其伴生断裂系统的形成演化过程进行剖析。研究表明，中新世中后期的H4一H6地层沉积时期为初始褶皱逆冲阶段，AE背斜区为斜向伸展断层控制的半地堑，其成因主要是局部的初始差异褶皱逆冲作用下形成的斜向伸展变换构造。该时期的差异滑动也控制了撕裂断层的形成。在中新世晚期到上新世的H1bH4地层沉积时期，大规模褶皱逆冲作用下的收缩变形强度差异导致先存伸展半地堑发生斜向构造反转而形成背斜，背斜在持续生长过程中规模逐渐变大，顶部也逐渐发生迁移。形成的断裂系统有差异逆冲伴生的少量撕裂正断层和由背斜翼部斜坡倾角诱导重力驱动的多米诺正断层。在更新世到全新世的Ho—H1地层沉积时期，背斜生长停止，进入后褶皱逆冲演化阶段，局部重力回返垮塌、局部差异滑动与再活动的先存正反转断层耦合控制共轭断层的形成与分布。斜向背斜的反转成因机制及相关断裂系统演化的研究可为揭示其油气富集和油水分布规律提供指导。
关键词：尼日尔三角洲,重力滑动,差异收缩变形,斜向背斜,断裂系统,构造反转,古近系,新近系
0引言
构造反转是指构造变形经历伸展变形和收缩变形的叠加，形成的地质构造称为反转构造。正向反转是指伸展变形叠加收缩变形，逆向反转则是指收缩变形叠加伸展变形。对于盆地反转通常是用来描述伸展盆地后期叠加缩短变形的术语。世界上存在大量发生过反转变形的含油气盆地，这些盆地富集的油气通常与盆地的正向反转变形过程密切相关。然而，盆地反转变形形成的复杂构造往往是很难厘定清楚的，主要原因是盆地的缩短过程多是先存断层再活动来调节变形的，同时该过程往往形成大量新的收缩构造和次级伸展构造，如褶皱和伴生伸展断层，使得反转变形后形成的构造相对于反转前的伸展盆地发生了很大的变化，因此研究反转变形的成因及其新生构造的形成对认识与反转构造相关的油气富集规律及油气运聚成藏过程至关重要。前人研究表明，盆地在反转过程中所受的挤压应力通常来自于板块相互作用产生的水平应力场作用，在这种压性应力作用下先存主干伸展断层通常发生反转再活动，同时先存伸展盆地发生隆升、剥蚀，并伴随着同反转期的沉积充填，最终导致局部地层明显变薄、发育局部不整合或局部形成地层进积模式。对于重力滑动构造来讲，如尼日尔三角洲，构造变形的主要作用力是来自三角洲进积体在重力作用下发生的重力滑动作用，其在收缩构造域形成褶皱逆冲构造，这种重力滑动收缩构造域究竟能否因上述区域应力场极性变化而形成反转构造是研究的重点。因此，以尼日尔三角洲东部M区块内的典型斜向背斜为解剖靶区，结合重力滑动的差异褶皱逆冲作用过程，剖析该斜向背斜的反转变形机制和相关断裂系统的成因。
1区域地质背景
尼日尔三角洲位于西非中部地区，是世界上油气比较富集的三角洲盆地。尼日尔三角洲位于被动大陆边缘，以发育重力滑动构造为典型特征，自水上向深水的盆地方向可分为伸展构造区、平移构造区和收缩构造区[。过去十多年的勘探钻井证实，收缩构造区具有广阔的油气资源前景。尼泊尔三角洲东部的M区块位于平移构造区向收缩构造区的过渡区域，共发育7个富油背斜，背斜的主体方向是北西西一南东东，表明该区域三角洲进积方向或重力滑动方向是自北北东向南南西方向。从剖面上看这些主体背斜主要是铲式逆冲断层控制的断层传播褶皱。M区块内还发育一个走向北东一南西方向的AE背斜，与重力滑动方向近平行而与主体背斜走向近垂直分布，故称其为斜向背斜。近几年的最新钻井揭示斜向背斜的油气前景优于其他主体背斜。AE斜向背斜的地层主要是新生界的三角洲沉积层系，三角洲多期进积形成了垂向上具有良好成层性但具有穿时性的地层结构。三角洲底部主要沉积了海相的泥页岩，称之为Akata组。该泥页岩层序一方面是主要的烃源岩层系，另一方面随着三角洲的不断进积，地层通常会形成超压，成为三角洲重力滑动的主要拆离层。在Akata组之上是Agbada组，该套地层自始新世到现今持续发育，是三角洲沉积层系的主体，也是油气富集的主要层系。该地层为近海三角洲碎屑沉积，主要位于三角洲前缘和前三角洲环境，水道和盆底扇沉积是主要储集体。在Agbada组之上是Benin组，由始新世一全新世的陆相沉积组成，包括冲积平原和海岸平原沉积。该地层主要发育在海岸以上或水上区域。本文解释的地层是Agbada组的中新统以上浅层系，包括H0、H1、H2、H3、H4、H5、H6和R反射层，其中R反射层为AE背斜最为富集油气的储集层顶界面。
2斜向背斜基本特征及生长期次
2．1背斜几何学特征
M区块发育的主体背斜走向为北西西一南东东，包括AP、AESl、AES2、AEEl、AEE2和AA背斜，从剖面上看为开阔的背斜形态，褶皱相关的逆冲断层其顶部端点一般消失于H4界面以上的地层内部，为断层传播褶皱。，为断层传播褶皱。
该区块发育的斜向背斜AE走向为北东一南西，与主体背斜呈高角度且近平行于三角洲重力滑动方向。AE背斜与主体背斜AESl和AEEl均位于逆冲断层F3上盘，AE背斜位于逆冲断层F3a—F3b连接段北东走向段对应的上盘区域，但背斜在北东向的延伸范围远远超出了F3a—F3b连接段的长度范围及控制的变形范围，靠近F3a—F3b连接段的背斜顶部也不位于该断层的上部端点附近区域。与AE背斜相关的另一条逆冲断层是北西西一南东东向的F6断层，该断层位于背斜的中部。从剖面上看这两条逆冲断层顶部端点均消失在H3一H4地层内，跨越断层两侧的任意一套地层未看出因为背斜生长而形成的厚度异。这说明该2条断层不是控制背斜生长主导因素。从剖面上看几乎无法辨别AE背斜的长短，接近等轴背斜，但从平面上看，背斜为北东一南西向展布的短轴背斜。进一步研究发现，AE背斜之所以从剖面上整体一个等轴背斜，主要原因是背斜在Hl—H4各套地内的顶部(或枢纽)自下而上逐渐向北西方向迁移，导致背斜在北西一南东方向的范围整体扩大。因此初步推断可能存在一条北东走向的断层控制着该背斜的展布方位，通过精细地震解释发现，在AE背斜内部发育一条控制背斜变形的北东一南西走向且倾向北西向的逆冲断层F0。另外，AE背斜区H4界面上、下的地层厚度变化特征也截然不同。H4以上地层厚度背斜核部小于翼部，代表背斜生长过程中的同沉积现象；而在H4以下的2套地层背斜核部的厚度略大于翼部对应的厚度，尤其是背斜东侧向斜区的地层厚度明显要略薄。该现象表明F0在逆冲变形控制背斜生长之前(至少在H4界面以下地层沉积时期)发生了伸展变形，在其上盘形成了半地堑盆地，之后叠加了反转变形形成背斜。
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