坦桑尼亚鲁夸裂谷盆地氦气充注及成藏机理研究

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.2.5

地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (02) : 261 -276. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.2.5

吴义平, 王建君, 陶士振, 王青, 雷占祥, 李谦, 张宁宁, 王晓波, 杨怡青

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摘要

氦气成藏机理具有特殊性，比油气系统更复杂。自1967年在坦桑尼亚克发现富氦温泉以来，尚未发现规模氦气田，鲁夸裂谷盆地能否形成富氦气藏值得关注。本文利用地球化学、地震、钻井、测井等资料，综合分析了该盆地生氦资源量、氦气释放过程和充注机制，进而探讨了氦气勘探潜力。研究表明：中、新生代裂谷对盆地氦气的运移和聚集具有重要控制作用；地表氦气含量为1.0%～10.2%,载体气类型为氮气、二氧化碳和甲烷，³He/⁴He值在0.039～0.053 R_a之间，表现为壳幔混源特征，盆地基底和沉积岩生氦量为367亿m³;氦气从源岩到圈闭以及地面经历了生成、释放、运移、充注和溢出5个过程。氦气充注机制主要表现为氮气-氦气脱溶充注、煤层气-氦气萃取充注和二氧化碳-氦气萃取充注3种。其中氮气为深部成因的无机气，与氦气具有同源特征，为盆地的主要充注模式；煤层气来源于盆地沉积中心，与氦气为异源同储；二氧化碳为变质成因无机气，与氦气共生机制与煤层气相同。盆地的有利成藏区带为盆地边界断层（BMF）带。在此处的上覆土壤带，氦气含量比背景值高出35%,目前已发现12个盆地边界断层圈闭（BMFC）,风险前氦气远景地质资源量为57.4亿m³,占盆地待发现资源量的64.6%,成为裂谷盆地的有利勘探目标。