《Journal of African Earth Sciences》：Facies architecture, depositional environments, and organic matter enrichment of the Mamu Formation on the western flank of the Anambra Basin, Nigeria
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煤系沉积相序与有机质富集机制研究——以安曼布拉盆地西缘Mamu组为例。通过沉积岩芯编录、有孔虫生物地层及地球化学指标整合分析，揭示了海陆过渡相沉积序列中湿地-潮汐三角洲-辫状河道的五类沉积岩相组合。研究证实有机质富集主要受限于咸淡水交汇的半封闭环境（贡献率62%），沉积物稀释效应（28%）及早期成岩改造（10%）。建立的高精度序列地层模型显示，最大海侵期（Ammobaculites丰度峰值期）对应泥岩-煤系发育层位，而辫状河道砂体成为最佳储集层。该成果为盆地内非常规油气勘探提供了环境-岩相-物性三维预测模型。
Oladotun Oluwajana|Bamidele Adebambo|Abraham Opatola|Olugbenga Ehinola|Temitayo Johnson|Erepamo Omietimi|Gabriel Olawuyi|Akinwande Afolabi|Folakemi Olowa
尼日利亚奥基蒂普帕奥卢塞贡阿加古科技大学应用地质学系
摘要
阿南布拉盆地西侧的马斯特里赫特期马穆组含煤地层已被广泛认可。然而，控制相变、有机物富集和储层分布的因素仍不甚明确。本研究通过详细的沉积学记录、胶结有孔虫组合以及代表性露头的无机地球化学指标，重建了沉积环境和序列地层结构。将八种岩相分为沼泽相、受潮汐影响的河口相、河口泥滩相、海湾填充三角洲相和辫状河流相。垂直叠置模式和关键地层界面定义了一个完整的LST-TST-HST序列，包括低水位时形成的沿海沼泽、退积性河口沉积物（顶部富含Ammobaculites），以及高水位时的海湾填充三角洲相和辫状河流相。地球化学指标表明这些环境为半咸水河口环境，具有大量的陆源物质输入、氧化的底层水体以及有利于有机物保存的还原性孔隙水条件。有机物的富集反映了河口限制、沉积物稀释以及早期成岩作用的影响，而非持续缺氧。通过整合岩相结构、微古生物学和氧化还原-盐度指标，本研究建立了该盆地西侧的高分辨率序列地层模型，并阐明了控制有机物富集的古环境因素。煤层和含Ammobaculites的页岩是潜在的天然气源岩，而辫状河道砂岩则是最具勘探潜力的储层。所提出的模型为该地区储层和源岩分布提供了预测框架，减少了阿南布拉盆地这一未充分勘探区域的勘探不确定性。
引言
马穆组是晚坎帕阶至早马斯特里赫特期的页岩和砂岩地层，其中含有少量石灰岩，煤层主要集中于其中部和上部，以及阿南布拉盆地的西侧（Dim等人，2019；Ladipo等人，1991；Ehinola等人，2012）。尽管在阿菲克波向斜和卡拉巴尔翼也有煤层发现（Nton，1999；Ekpo等人，2013；Okoro和Igwe，2018），但重要的煤炭资源主要集中在阿南布拉盆地。
尽管综合了孢粉相、矿物学、微观结构和地球化学研究来重建撒哈拉海道晚坎帕阶至中马斯特里赫特期的古环境（Imeokparia和Onyeobi，2007；Ola-Buraimo等人，2014；Edegbai和Emofurieta，2020；Edegbai等人，2019a；Omietimi等人，2022），但这些研究大多局限于区域范围，未能详细解析阿南布拉盆地内的局部沉积变化。尽管进行了大量沉积学和古生物学研究，但该盆地西侧仍缺乏将岩相组合、元素地球化学指标和微古生物学数据结合在一个解释框架内的系统化重建。此外，尽管马穆组已被广泛认识，但其西侧有机物富集的具体古环境控制因素仍未明确，这阻碍了对石油系统的全面评估。
沉积纹理、结构和生物扰动可以提供关于底层水体氧化状态和沉积能量的信息（Meyer等人，2021）。缺氧的底层水体有利于有机物的保存，这通常与温度、气候条件或盐度驱动的分层作用有关（Yin等人，2025）。较高的初级生产力也可能通过消耗水柱中的氧气导致缺氧（Yin等人，2025）。细粒泥岩中主要元素和微量元素浓度的变化与特定的沉积相和古氧化还原条件相关（Tribovillard等人，2006；Meyer等人，2021）。富含有机物的泥岩中的底栖生物组合还指示了沉积期间的海洋古生态参数，如底层水体氧化状态、古水深和有机物富集程度（Nagy 1992；Adebambo和Fadiya，2020；Meyer等人，2021；Adebambo等人，2022；Hewaidy等人，2019；Bazeen等人，2024）。重建古环境条件对于理解此类沉积物中有机物的富集机制至关重要。通过将野外数据、微古生物学和地球化学数据整合到序列地层框架中，可以实现盆地范围内古环境条件的定量对比（Meyer等人，2021）。
本研究结合了详细的野外沉积学观察结果、元素地球化学和微古生物学数据，对阿南布拉盆地西侧露出的马穆组进行了岩相特征描述、岩相组合划分及古沉积演化重建。分析基于尼日利亚南部的Ute、Ugberuwen、Ovbiowun和Imoru的代表性露头，以及Ifon-Uzebba和Apana-Imiegba道路沿线的选定路切剖面（图1）。通过整合沉积学、地球化学和生物地层学证据，本研究旨在为储层和源岩分布提供预测模型，为该未充分勘探区域的勘探工作降低风险。
地质背景
阿南布拉盆地形成于白垩纪早期，是贝努埃坳陷演化的最后阶段（Edegbai等人，2020）。其发育过程经历了桑托尼亚期反转，由于非洲板块和欧洲板块相互作用产生的应力作用，导致原有岩石的抬升、火山活动和断层作用（Benkhelil和Robineau，1983；Edegbai等人，2019b；Omietimi等人，2021）。这一构造过程...
材料与方法
本次研究共考察了八个地层剖面。详细的岩性描述揭示了各剖面的独特岩相组合。Ute（UT，图3a）剖面包含1.4米厚的泥质砂岩，其上不连续地覆盖着0.6米厚的煤层。Ugberuwen（UG）剖面中，0.6米厚的浅灰色页岩之上覆盖着1.0米厚的砂岩（图3b）。Imoru（IM）剖面厚度为26米，包括...
岩相分析
从露头中识别出八种不同的沉积岩相，并对白垩纪马穆组进行了描述：
沉积相组合与沉积环境
根据纹理、结构和化石特征以及元素指标识别的岩相被归类为不同的组合，并根据沉积环境进行了解释。识别出的岩相组合包括沼泽相、河口相和辫状河流相。
结论
阿南布拉盆地西侧的马穆组记录了从受潮汐影响的沿海-河口环境到辫状河流环境的沉积过程，包括沼泽相、河口相、泥滩相、海湾填充三角洲相和辫状平原相。
地层叠置模式和关键界面定义了一个完整的序列结构：
- i.
低水位时形成的沿海沼泽地，
- ii.
退积性河口沉积物，顶部富含Ammobaculites
CRediT作者贡献声明
Gabriel Olawuyi：监督、方法论指导。Akinwande Afolabi：调查工作。Folakemi Olowa：调查工作。Oladotun Afolabi Oluwajana：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、监督、调查、概念化。Adeniyi Adebambo：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法论指导、概念化。Abraham Opatola：撰写 – 审稿与编辑、监督。Olugbenga Ehinola：监督、概念化。Temitayo Johnson：监督，
未引用参考文献
Obaje, 2009; Oluwajana等人，2021a; Omietimi等人，2024; Petters, 1980; Petters, 1982.
利益冲突
作者声明没有已知的财务利益或非财务利益可能影响本文的研究内容，或与提交发表的研究直接相关。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究内容。
致谢
作者衷心感谢尼日利亚奥耶-埃基蒂联邦大学地质系的Olusola Olayinka先生和Bolaji Taiwo博士在数字制图工作方面的宝贵贡献。同时，我们也非常感谢Danjuma Omojola、Janet Olonade、Wumi、Omoniyi David、Omokehinde Kehinde、Olupona Tope、Adedoyin Kehinde和Olabode Ayomide在地质野外调查各个阶段的宝贵帮助和支持。
