坦桑尼亚鲁夸裂谷盆地地震地层格架、沉积中心迁移与氦气储层分布规律研究

本研究针对坦桑尼亚鲁夸裂谷盆地（RRB）氦气成藏机制不清的问题，通过整合岩心样品、2D地震反射数据与数字高程模型（DEM），揭示了晚古生代至新生代多期裂谷活动中沉积中心时空迁移规律，发现卡鲁组与红砂岩组储层孔隙度（26–30%）和渗透率（272.7–660.6 mD）优异，为区域氦气勘探提供了关键理论依据。

　　

研究背景
氦气作为战略性稀缺资源，其成藏机制与常规烃类差异显著，需依赖铀/钍衰变的长周期积累与构造活动驱动的迁移通道。坦桑尼亚鲁夸裂谷盆地（Rukwa Rift Basin, RRB）位于东非裂谷系统（EARS）西支，经历晚古生代至新生代多期裂谷作用，具备氦气富集的地质条件，但沉积中心迁移与储层分布的动态关联长期未明。此前研究多聚焦构造几何或单一地层单元，缺乏对全盆地时空演化的系统解析。

研究团队与方法
由Ernest Mulaya领衔的国际团队（含英国杜伦大学、阿伯丁大学等机构）整合TanDEM-X 90 m数字高程数据、2D地震剖面（经Ivuna-1井标定）及岩心样品，采用地震地层学与等时格架分析技术，结合孔隙度-渗透率测试，重建了RRB的沉积动力学过程。

研究结果

1. 地震相与裂谷旋回
   识别出6套地震层序，对应卡鲁超群（下/上卡鲁组）、红砂岩群（Galula/Nsungwe组）及湖床群，揭示三期裂谷活动（卡鲁期、白垩纪、晚中新世-更新世）的沉积响应。

2. 裂谷地貌与沉积路径
   等厚图显示沉积中心（最大厚度达6000 ms TWT）沿Lupa断裂分布，但卡鲁期表现为孤立南侧沉积中心（受Saza剪切带分隔），至新生代逐步连通为统一坳陷。地形高地的差异隆升（如Lupa断层上盘）控制沉积物路由系统。

3. 储层物性特征
   卡鲁组与红砂岩组砂岩孔隙度26–30%、渗透率272.7–660.6 mD，满足氦气储集要求。铀/钍基底流体通过裂谷期热梯度变化驱动的液压通道迁移至储层。

结论与意义
研究首次阐明RRB多期裂谷作用通过控制沉积中心迁移（如卡鲁期孤立性→新生代一体化）与储层非均质性，塑造了氦气富集的关键圈闭条件。高渗砂岩层（如卡鲁组）与断裂网络的耦合为氦气运移提供"高速公路"，其资源潜力（预估1380亿立方英尺）为东非氦气勘探树立了理论范式。成果发表于《Tectonophysics》，为复杂构造背景下的氦气成藏研究提供了可推广的分析框架。