位于巴西東南部海域的桑托斯盆地（Santos Basin），是南大西洋最具代表性的深水?超深水含鹽盆地。早期勘探主要關(guān)注鹽上（post-salt）海相油氣，但資源發(fā)現(xiàn)相對(duì)有限。自2006年Tupi巨型油田發(fā)現(xiàn)以來(lái)，該盆地鹽下（pre-salt）湖相油氣系統(tǒng)已累計(jì)發(fā)現(xiàn)超過(guò)千億桶油當(dāng)量，日產(chǎn)油氣當(dāng)量超過(guò)280萬(wàn)桶，占巴西國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量的70%以上，成為全球深水油氣勘探的典范。鹽下湖相與鹽上海相兩套油氣系統(tǒng)同盆共存，為揭示不同構(gòu)造和沉積背景下的油氣形成與富集機(jī)理提供了難得的天然實(shí)驗(yàn)室。

在綜合前人數(shù)十年來(lái)構(gòu)造、地層、地球化學(xué)與勘探成果的基礎(chǔ)上，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的朱日祥院士團(tuán)隊(duì)從多圈層相互作用視角，系統(tǒng)重建了該盆地從裂陷湖盆到被動(dòng)大陸邊緣的完整演化歷史，提出構(gòu)造?沉積?氣候?qū)}下與鹽上油氣系統(tǒng)的協(xié)同約束機(jī)制。研究取得以下主要認(rèn)識(shí)：

（1）盆地構(gòu)造演化直接決定了鹽下與鹽上油氣系統(tǒng)的基本格局（圖1）。早白堊世西岡瓦納裂解與南大西洋打開(kāi)，疊加先存基底斷裂與構(gòu)造薄弱帶，控制了盆地的裂陷結(jié)構(gòu)、基底起伏與沉積中心分布。其中，裂陷期的斷陷湖盆為鹽下烴源巖提供了空間基礎(chǔ)；過(guò)渡期的熱沉降與水體限制促進(jìn)了湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層與厚層蒸發(fā)巖沉積；漂移期的被動(dòng)大陸邊緣沉降則控制了鹽上碳酸鹽巖、深水碎屑巖和海相黑色頁(yè)巖的發(fā)育。這一構(gòu)造“三段式”演化，為兩套油氣系統(tǒng)的差異化形成奠定了時(shí)空格局。

圖1 西岡瓦納裂解和南大西洋打開(kāi)過(guò)程中桑托斯盆地構(gòu)造、古地理、氣候帶、海洋環(huán)流與沉積環(huán)境演化

（2）鹽下油氣系統(tǒng)的形成是裂陷湖盆演化、白堊紀(jì)溫室氣候、區(qū)域水系重組與持續(xù)火山熱液活動(dòng)協(xié)同作用的結(jié)果（圖2）。早白堊世溫室-熱室氣候與Paraná–Etendeka大火成巖省增強(qiáng)了全球風(fēng)化與營(yíng)養(yǎng)供給。裂陷期，Australis河及局部河流系統(tǒng)持續(xù)輸入淡水與營(yíng)養(yǎng)鹽，促進(jìn)Itapema組優(yōu)質(zhì)湖相烴源巖發(fā)育；過(guò)渡期，隨著水系萎縮與干旱化加劇，湖盆鹽堿化增強(qiáng)，Barra Velha組湖相碳酸鹽巖儲(chǔ)層得以形成。貫穿始終的火山-熱液活動(dòng)，進(jìn)一步調(diào)控了水化學(xué)、有機(jī)質(zhì)保存與儲(chǔ)層改造。尤其是Ariri組厚層蒸發(fā)巖（>2000 m），其形成受控于南部構(gòu)造屏障、區(qū)域干旱氣候與受限海盆環(huán)境，不僅為鹽下系統(tǒng)提供了高效區(qū)域蓋層，更在后期通過(guò)復(fù)雜的鹽構(gòu)造活動(dòng)深刻影響了圈閉樣式、油氣運(yùn)移及深水沉積分布。

（3）鹽上沉積體系完整記錄了南大西洋從受限海盆向開(kāi)放海洋的轉(zhuǎn)變過(guò)程，受海洋連通性增強(qiáng)與陸源輸入加強(qiáng)的共同控制（圖2）。隨著南大西洋持續(xù)打開(kāi)，淺水與深水環(huán)流逐步建立，在海侵、環(huán)流調(diào)整及OAE 2事件影響下，Itajaí-A?u組發(fā)育了海相黑色頁(yè)巖。晚白堊世以來(lái)，Serra do Mar山脈隆升與Paraíba do Sul河水系建立，進(jìn)一步推動(dòng)了鹽上濁積砂巖儲(chǔ)層與深水沉積體系的發(fā)育。盡管鹽上系統(tǒng)并非桑托斯盆地的主力產(chǎn)層，其對(duì)理解鹽上油氣組合、鹽構(gòu)造活動(dòng)及鹽下烴源巖后期埋藏成熟仍具重要意義。

圖2 150–60 Ma全球和區(qū)域 構(gòu)造事件、氣候變化、水文 環(huán)境與桑托斯盆地鹽下、鹽上油氣系統(tǒng)發(fā)育的多圈層耦合關(guān)系

總體而言，桑托斯盆地油氣富集的底層邏輯在于地球多圈層過(guò)程的協(xié)同共振（圖3）。深部動(dòng)力過(guò)程與先存基底斷裂共同控制了盆地的裂陷格局、構(gòu)造沉降與巖漿活動(dòng)，為油氣系統(tǒng)的形成搭建了宏觀“骨架”；氣候帶遷移與區(qū)域水系重組則調(diào)節(jié)了淡水、營(yíng)養(yǎng)鹽和陸源碎屑的輸入通量，直接影響了有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)力、保存條件與沉積相帶分異。上述圈層過(guò)程在裂陷期、過(guò)渡期和漂移期分別以不同方式耦合，最終在不同構(gòu)造單元內(nèi)塑造出差異化的源?儲(chǔ)?蓋組合與成藏效應(yīng)。

圖3 多圈層相互作用控制下桑托斯盆地鹽下和鹽上油氣系統(tǒng)源儲(chǔ)蓋形成過(guò)程

該研究立足地球系統(tǒng)科學(xué)，從多圈層相互作用視角，揭示了桑托斯盆地鹽下與鹽上油氣系統(tǒng)的差異化形成機(jī)制，初步構(gòu)建了南大西洋從裂陷湖盆到被動(dòng)大陸邊緣油氣資源效應(yīng)的統(tǒng)一解釋框架，為理解南大西洋鹽盆的油氣富集規(guī)律提供了新的理論支撐，對(duì)Campos、Espírito Santo等鄰近鹽盆以及Namibe、Kwanza等西非共軛盆地的油氣勘探具有參考價(jià)值。未來(lái)需深度融合高精度年代學(xué)、深部結(jié)構(gòu)成像、古氣候模擬、沉積地球化學(xué)和油氣成藏模擬等多學(xué)科資料，精細(xì)重建不同演化階段的圈層耦合過(guò)程及其資源響應(yīng)，推動(dòng)研究范式從“回顧性解釋”向“前瞻性預(yù)測(cè)”轉(zhuǎn)變。

研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊ESR（呂亦然, 王華建*, 汪文洋, 張旺, 陳中強(qiáng), 趙亮, 朱日祥. Integrated constraints of tectonics, sedimentation and climatic regimes on the pre- and post-salt petroleum systems in the Santos Basin, Southeastern Brazil [J].Earth-Science Reviews,?2026, 278: 105522. DOI:10.1016/j.earscirev.2026.105522.）。研究受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42288201, 92255303, 42202162, 42372162）等共同資助。