乍得盆地（博尔努盆地）尼日利亚部分地区的地下室建筑与结构风格

《Journal of African Earth Sciences》：Basement architecture and structural styles of part of the Nigerian sector of the Chad Basin (Bornu Basin)

本研究利用高级航空磁力数据对尼日利亚乍得盆地Bornu次盆进行基底构造解析，结合功率谱分析、欧拉反演和有限局部波数技术确定基底深度（1-5公里）及主要断裂系统。结果显示，基底构造呈NE-SW、NNE-SSW等方向展布，与泛非造山带和白垩纪张裂事件相关，沉积厚度2.3-5.2公里，表明存在良好的烃类生成和聚集条件，断层与现有深井（如Ngamma East-1等）位置吻合，证实基底几何和断层控制显著影响烃类迁移路径。

　　

所罗门·尼希米亚·优素福|以西结·优素福·耶内|穆巴拉克·乌马尔·法鲁克

尼日利亚乔斯大学地质系

摘要

基于先进的航空磁数据，本文采用了线状构造检测和深度估算方法，对乍得（博尔努）盆地的尼日利亚部分进行了研究，以明确其构造框架、基底形态，并评估其油气潜力。通过功率谱分析区分了深层和浅层磁源，而欧拉反卷积和有限局部波数技术则用于估算基底深度并绘制主要断层系统。基于导数的滤波器（如二阶垂直导数（SVD）、解析信号滤波器和古谢夫滤波器）增强了侵入体和构造特征的识别效果。所解析的构造主要呈NE–SW、ENE–WSW和NNE–SSW方向分布，这与泛非构造运动和形成该盆地的白垩纪裂谷作用一致。基底深度在1至5公里之间，沉积层厚度介于2.3至5.2公里之间，表明该地区具有利于油气生成和积累的沉积序列。构造低洼区与热成熟带相对应，而多个已绘制的断层位置与现有深井位置（如Ngamma East-1、Ngor North-1、Kanadi-1、Krumta-1和Murshe-01）一致。研究结果证实，基底几何形态和断层控制变形显著影响了博尔努盆地内的油气运移路径。

引言

绘制像博尔努盆地这样的克拉通内盆地的基底构造图，有助于我们更好地理解大陆裂谷作用、岩石圈减薄过程以及盆地演化（Ekwok等人，2022年；Adamu等人，2025年）。航空磁技术能够清晰地揭示构造复杂性和基底形态（Akanji等人，2020年；Okoro等人，2021年；Chowdari等人，2022年；Adewumi等人，2022年；Ahmed等人，2022年；Liu等人，2022年；Kuang等人，2022年）。该技术已成功应用于巴西的Tucano Norte和Jatobá盆地（Hispagnol等人，2025年）以及印度的Son–Mahanadi冈瓦纳裂谷（Chowdari等人，2022年）的研究。在尼日利亚，该技术也被用于研究达荷美盆地和中尼日尔盆地（Salawu等人，2021年；Okoro等人，2021年）的基底构造。

博尔努盆地约占整个盆地面积的10%，它是更大的乍得盆地的一部分（Olugbemiro等人，1997年；Shettima等人，2009年；Hamza和Hamidu，2011年；Adewumi等人，2023年）。尽管该盆地具有显著的油气潜力，但关于深层基底断层与油气运移及圈闭形成之间关系的研究仍较少（Ahmed等人，2022年；Yusuf等人，2022年；Adewumi等人，2023年）。因此，深入理解基底构造及其对构造、沉积作用和油气潜力的影响至关重要。

根据Ajayi和Ajakaiye（1981年）的研究，该盆地与中央非洲裂谷系统（CARS）以及西非和中非裂谷系统（WCARS）存在构造联系。与泛非造山运动相关的裂谷作用及随后的白垩纪裂谷事件导致了冈瓦纳大陆的分裂和南大西洋的形成（Fairhead，1986年；Genik，1991年；Binks和Fairhead，1992年；Hamza和Hamidu，2011年；Tchoukeu等人，2021年；Adewumi等人，2023年）。这些过程形成了控制沉积作用、圈闭形成和油气运移的主要断层和剪切带（Ali等人，2017年；Didi等人，2020年）。然而，由于第四纪覆盖层的存在，基底构造尚未得到充分揭示（Isiorho等人，1992年；Obaje，2009年；Adepelumi等人，2012年；Chukwunonso等人，2012年）。

多项研究（例如Okpoli等人，2022年；Efobi等人，2023年；Yenne等人，2024年；Zhu等人，2025年）表明，基于导数的滤波器（如二阶垂直导数（SVD）、古谢夫滤波器、解析信号滤波器）在边缘检测方面表现出色。与其他深度估算方法相比，欧拉反卷积方法能够提供更准确的结果并增强解释的可靠性（Folorunso等人，2024年；Umeh等人，2024年）。因此，本研究采用了先进的航空磁解释技术，包括深度估算、多滤波器边缘检测以及二阶垂直导数（SVD）、古谢夫滤波器和解析信号滤波器等导数滤波器，以绘制基底构造图、识别深层构造，并更深入地了解博尔努盆地的构造演化和油气潜力。

研究区域地质背景

研究区域位于尼日利亚的博尔努盆地，属于乍得盆地的一部分（图1）。该地区的地质组成包括基底复合岩、火山岩和沉积岩。基底复合岩主要包括未分化的花岗岩、混合岩、花岗片麻岩和未分化的片岩，其中包含粗粒角闪石花岗岩、中至粗粒黑云母花岗岩和云母片岩（图1）。这些岩石主要出露在...

结论

本研究利用高分辨率航空磁数据，全面了解了尼日利亚乍得盆地的基底构造和结构特征。结果显示，基底具有NE-SW、NNE-SSW、ENE-WSW和E-W方向的构造特征，这与泛非造山运动和白垩纪裂谷作用相关的区域构造框架一致。

作者贡献声明

所罗门·尼希米亚·优素福：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，指导。以西结·优素福·耶内：撰写 – 审稿与编辑，软件应用，数据管理。穆巴拉克·乌马尔·法鲁克：撰写 – 审稿与编辑，验证。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢尼日利亚地质调查局（NGSA）提供的高分辨率航空磁数据。同时，我们也感谢尼日利亚国家石油公司（NNPCL）允许我们使用井测井数据，这些数据对于验证地下构造和解剖层厚度估算至关重要。他们的贡献对研究的成功起到了关键作用。