东非海岸盆地油气资源尤其是天然气产量巨大且勘探潜力日渐提升，自2008年以来，盆地内勘探发现不少大型油气田，该地区已成为国际石油公司和石油地质学家不断研究的重点区域。虽然盆地的油气资源潜力不断得到证实和提升，但其油气勘探仍处于初期阶段。国内外诸多石油公司和研究机构对东非海岸盆地的基础地质、油气地质和其他油气勘探相关方面进行了大量的研究工作，但由于东非海岸盆地钻井、测井、地震及地球化学等资料的缺乏和已勘探区块及油气田开发资料不足，国内外发表的关于东非海岸盆地油气勘探相关的文献十分有限。目前对东非海岸盆地虽有一定的研究基础，但主要集中在构造演化^[1-3]、构造特征^[4-6]、沉积^[7-9]及宏观上的油气地质特征描述或部分宏观成藏模式^[10-13]的研究上，对于盆地烃源岩层系或主力烃源岩的研究，由于缺乏勘探前期的测井、钻井、地震及地球化学等分析化验资料，无法确定该区域烃源岩品质或层系。如孙海涛等^[14]认为东非被动大陆边缘盆地形成时间较早，发育的烃源岩品质可能受其影响发育较差；周总瑛等^[15]认为鲁伍马盆地、坦桑尼亚盆地、索马里盆地的烃源岩发育较好；许志刚等^[16]认为，东非海岸侏罗纪—白垩纪2期裂谷发育形成了多套烃源岩层。在主力烃源岩的研究上，于璇等^[3]认为主力烃源岩形成于卡鲁裂谷期；陈宇航等^[17]认为马达加斯加漂移期的海相泥岩为深水区的主力烃源岩；孙玉梅等^[18]根据分析化验资料，认为坦桑尼亚盆地虽然发育3套烃源岩，但是下—中侏罗统潟湖相和局限海相烃源岩有机质丰度高，以倾油型为主，天然气主要来自下—中侏罗统局限海相腐泥型烃源岩；孙涛等^[19]也通过分析东非坦桑尼亚盆地的天然气组分特征、成因类型和气源，认为其深水区的天然气来自中—下侏罗统烃源岩，至此确定了东非海岸盆地的主力烃源岩为下侏罗统泥岩。由于对于盆地主力烃源岩发育的控制因素和发育模式尚不清晰，无法确定盆地有利生烃区带的范围，制约了后期盆地成藏规律及优选有力勘探区带的研究。

烃源岩是油藏形成的一级控制因素^[20]，利用测井、钻井、二维地震和地球化学等分析化验资料对东非海岸盆地主力烃源岩的特征、控制因素和发育模式进行研究，并对有利生烃区带进行评价和预测，以期为东非海岸盆地后期的勘探开发乃至其他被动大陆边缘盆地的油气勘探提供借鉴。

非洲东海岸地处东非被动大陆边缘地区，研究区鲁伍马盆地、坦桑尼亚盆地和拉穆盆地是东非被动边缘型盆地的一部分(图 1)。鲁伍马盆地沿海岸从坦桑尼亚东南部一直延伸到莫桑比克东北部，近海部分发育狭窄的大陆架，宽度为5~30 km。坦桑尼亚盆地南部与鲁伍马盆地相邻，西南部与Selous盆地接壤，西侧为坦桑尼亚地盾，北部与拉穆盆地毗连，向东延伸至3 km水深线。拉穆盆地南部与坦桑尼亚盆地相邻，西接肯尼亚高地的断层边缘，北部与索马里盆地接壤。目前勘探发现了以鲁伍马盆地斜坡区为主的16个天然气田和以坦桑尼亚盆地Seagap构造带为主的17个天然气田，根据国际标准数据库(IHS)统计^[21]，目前已勘探天然气储量约为50.5×10¹² m³。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 东非海岸盆地区域地质概况 Fig. 1 Regional geology of coastal basins in East Africa

东非海岸沉积盆地属于被动大陆边缘盆地，发育于东、西冈瓦纳交界处，形成于冈瓦纳大陆的裂解期，大致可分为3个构造期次^{[1, 15-16, 18, 22]}，分别是裂陷期(二叠纪—早侏罗世)、走滑期(中晚侏罗世—早白垩世)和漂移期(晚白垩世—现今)(图 2)。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 东非海岸盆地构造沉积地层综合柱状图(据文献[7]和[22]修改) Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column of structural sedimentary strata in coastal basins of East Africa

(1) 裂陷期(二叠纪—早侏罗世)。石炭纪晚期至三叠纪末期，在冈瓦纳大陆东部(包括非洲、印度、马达加斯加、澳大利亚、阿拉伯以及南极洲板块)发生强烈的地幔柱活动，伴随着区域性的地壳隆升、断裂及火山活动，形成了广泛分布的陆内裂谷盆地。自早侏罗世起，冈瓦纳大陆由西北向东南开始裂解，此时在现今的东非海岸盆地，发育大规模裂陷沉降，海水从东北部大范围侵入，形成狭长海湾，类似现今的红海。其中，在二叠纪至三叠纪，拉穆盆地、坦桑尼亚盆地和鲁伍马盆地处于裂陷期，区域上以伸展应力为主，正断裂发育，控制着局部凹陷的发育。至早侏罗世，随着冈瓦纳大陆由西北向东南的裂解，海底扩张，盆地进入过渡期，充填了过渡期下侏罗统，裂陷期断层多终止于下侏罗统。受Karoo地幔柱开始活动的影响，Davie西断层开始活动，呈正断层性质发育。从地震剖面上看，陆间裂谷期以整体热沉降为主，由早期陆内裂谷的断陷转变为该时期的坳陷，地层多以填平补齐为特点。

(2) 走滑期(中晚侏罗世—早白垩世)。中—晚侏罗世，大洋中脊出现，进入走滑期。该阶段马达加斯加陆块由北往南依次与非洲大陆开始分离，新特提斯洋海进范围更广，向南深入，形成狭长的海湾，类似现今的红海。至早白垩世，马达加斯加与非洲大陆完全分离，索马里和莫桑比克盆地海底扩张作用持续发展，东非海岸盆地北段以拉张运动为主，南段以走滑运动为主。

(3) 漂移期(晚白垩世—现今)。晚白垩世，马达加斯加、印度板块南部和相邻的莫桑比克盆地火山剧烈活动，受火山造山影响，东非大陆物源供给更加充分。Davie构造带北段受印度板块加速向东非方向漂移同时逆时针旋转的影响，形成Walu-Davie构造反转带。古新世和始新世是东非大陆边缘的稳定期，渐新世至中新世以来，东非裂谷活动剧烈，此时构造应力场为近东西向的伸展应力，非洲东部不断隆升，受此影响东非海域形成条带状展布的多个断陷。

东非海岸盆地沉积充填物的发育程度与分布明显受控于3个构造演化期次。东非海岸盆地自下而上依次发育前寒武纪(基底)、古生代、中生代及新生代，整体呈现西薄东厚、西老东新的特征。其中，西部陆上地层厚度为2.5~9.0 km，以卡鲁(Karoo)群为主，后期地层减薄或遭受剥蚀；东部海域地层整体呈西厚东薄的展布趋势，平均地层厚度大于11 km，以侏罗系—新近系为主，二叠系—三叠系厚度相对较薄(图 2)。裂陷期地层主要为晚石炭系—下侏罗统，发育的Karoo群地层是典型的陆源碎屑岩沉积，这套沉积与下伏的前寒武纪基底呈不整合接触。根据区域地质资料分析，在晚石炭世—下侏罗世，冈瓦纳超级大陆的裂解使非洲东南部发生陆内裂陷，形成一条Karoo裂谷，沉积的上石炭统—三叠统地层发育一系列以河流和湖泊为主的陆相沉积，岩性以砾岩、砂岩、页岩和煤系为主，且厚度最大可达3 km。早侏罗世东非海岸盆地从北东方向开始海侵，主要发育河流和局限海相沉积，局部发育蒸发岩沉积，岩性以泥岩和盐岩为主，此时盆地整体处于海陆过渡沉积环境。

目前研究区仅有3口井(B1，B5，B6)钻遇并穿透下侏罗统主力源岩层，以B6井单井沉积相柱状图为例，东非海岸盆地下侏罗统主要发育三角洲相、局限海相(浅海相)和潟湖相沉积(图 3)。B6井位于坦桑尼亚盆地南部海湾，其下侏罗统底部发育三角洲相的三角洲前缘和前三角洲亚相，岩性为泥岩和砂岩，砂质含量向上整体先增大再减小；自然伽马曲线形态以齿化箱形和齿化漏斗形为主，整体呈细—粗—细旋回特征。下侏罗统中部发育浅海相的局限海亚相，岩性主要为泥岩夹少量膏盐岩；自然伽马曲线形态以低幅微齿形和指形为主，整体呈下细上粗的特征。下侏罗统上部发育潟湖相，岩性主要为大套膏盐岩夹泥岩和粉砂岩，自然伽马曲线形态以箱形和低幅微齿形为主，整体为下粗上细。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 东非海岸盆地B6井下侏罗统单井沉积相柱状图(B6井位置见图 9) Fig. 3 Single well sedimentary facies of Lower Jurassic of well B6 in coastal basins of East Africa

在单井沉积相分析的基础上，以研究区5条东西向剖面为例，对研究区下侏罗统沉积相的平面展布进行分析和描述(图 4)。剖面AA' 位于拉穆盆地南部，整体呈南西至北东向展布，该剖面侏罗系主要发育浅海沉积，中部的局部地区可见浅滩和碳酸盐岩台地；剖面BB' 位于坦桑尼亚盆地北部，整体由西向东展布，该剖面侏罗系主要发育浅滩和碳酸盐岩台地；剖面CC' 位于坦桑尼亚盆地中部，整体由西向东展布，该剖面侏罗系主要发育浅滩和碳酸盐岩台地；剖面DD' 位于坦桑尼亚盆地南部，整体由西向东展布，该剖面侏罗系主要发育局限海沉积，局部可见浅滩和碳酸盐岩台地；剖面EE' 位于鲁伍马盆地北部，整体由西向东展布，该剖面侏罗系主要发育局限海沉积，局部可见浅滩和碳酸盐岩台地。由于二维地震未能覆盖盆地西部的部分地区，所以三角洲相、滨浅湖和潟湖相未能体现在地震剖面上。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 东非海岸盆地下侏罗统沉积剖面 Fig. 4 Sedimentary facies profiles of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa

结合构造与地层厚度图，对东非海岸盆地下侏罗统沉积特征的平面展布进行了分析。由于研究区东部发育Davie构造脊(图 5a)，下侏罗统厚度自西向东呈减薄趋势(图 5b)。综合单井与剖面相沉积特征，认为研究区下侏罗统由陆向海依次发育河流-冲积平原、三角洲、滨岸、浅海(局限海)和浅滩沉积。其中，拉穆盆地主要发育三角洲、滨岸和浅海沉积；坦桑尼亚盆地和鲁伍马盆地以三角洲、局限海和浅滩沉积为主(图 5c)。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 东非海岸盆地下侏罗统构造-沉积平面展布特征 Fig. 5 Structural sedimentary distribution characteristics of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa

根据盆地早侏罗世区域构造演化特征及沉积特征分析，早侏罗世初期，东非海岸由北向南呈“V”字型逐渐拉开，海水沿拉穆盆地、坦桑尼亚盆地和鲁伍马盆地由北东向南西发生海侵，与西部海岸及东部隆起共同构成一个狭长而闭塞的海湾。鲁伍马盆地的鲁伍马河、坦桑尼亚盆地的鲁菲吉河和拉穆盆地的塔纳河为盆地供给物源，整体上发育三大“源-汇”沉积体系，鲁伍马盆地和坦桑尼亚盆地主要发育河流-冲积平原-三角洲-局限海-浅滩沉积体系，拉穆盆地主要发育河流-冲积平原-三角洲-浅海-浅滩沉积体系(图 6)。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 东非海岸盆地早侏罗世古环境平面示意图 ①鲁伍马盆地；②坦桑尼亚盆地；③拉穆盆地 Fig. 6 Plan of Early Jurassic paleoenvironment of coastal basins in East Africa

早侏罗世早期，海侵导致东非海岸盆地海平面上升，盆地西部发育河流三角洲相沉积，中南部发育水体较深的局限海相沉积，北部发育浅海相沉积。至早侏罗世末期，海平面有小幅度下降，坦桑尼亚盆地西南部发育的曼达瓦次盆环境较局限，沉积了一套潟湖相厚层盐岩夹薄层泥岩，而中部深水区发育大套局限海相泥岩夹砂岩。东非海岸盆地的西部沿岸发育条带状滨海相；陆上发育河流-冲积平原及三角洲相；坦桑尼亚盆地东部及拉穆盆地东南部发育水下浅滩。

坦桑尼亚盆地南部B6井钻井揭示，下侏罗统发育局限海环境下蒸发盐岩和泥页岩，其中下侏罗统发育300 m以上的优质烃源岩。根据钻透下侏罗统3口井44个不同深度段样品的测试结果统计，B1井下侏罗统取样数为6个，井中TOC为0.7%~ 1.7%，自下而上呈不太明显的减小趋势；生烃潜力(S₁+S₂)为0.69~4.38 mg/g，在层段中部较大，自上而下呈先增大后减小的变化趋势；氢指数(HI)为48~ 285 mg/g，同样是在层段中部较大，自上而下呈先增大后减小的变化趋势。B5井下侏罗统取样数为24个，TOC为0.6%~10.9%，在层段中部含量较高，自下而上呈先增大后减小的趋势；S₁+S₂值为0.4~ 25.8 mg/g，在层段中部较大，自下而上呈先增大后减小的趋势；HI为35~447 mg/g，少部分低于100 mg/g，其他深度段基本都在200~450 mg/g，自下而上呈先增大后减小的趋势。B6井下侏罗统取样数为14个，TOC为1.9%~9.8%，在层段下部含量较高，整体自下而上呈减少的趋势；S₁+S₂为3.53~92.58 mg/g，在顶部和底部较大；HI为87~997 mg/g，在层段顶部最高，自下而上呈增大的趋势。

综合研究认为，东非海岸盆地下侏罗统烃源岩以局限海相泥岩为主，泥/页岩厚度大，横向分布稳定，且早侏罗世晚期的厚层盐岩也是优质烃源岩。其中，坦桑尼亚盆地下侏罗统TOC为1.1%~10.9%，平均值达4.2%；HI为35~1 000 mg/g，平均值约为316 mg/g；S₁ + S₂为1.47~26.70 mg/g，局部达60.00 mg/g，最高可达92.00 mg/g；有机质成熟度R_o最高达1.2%，存在从未熟—成熟的多种成熟度。坦桑尼亚盆地的海上区域有机质都已达过成熟演化阶段，在盆地东北部部分区域处于低成熟阶段，陆上部分R_o为0.6%~1.0%，处于成熟生油阶段，油气藏范围内下伏烃源岩处于高成熟阶段，盆地内烃源岩Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型有机质均有发育，以Ⅰ—Ⅱ型为主^{[18, 23]}，有机质埋深约1 000 m时开始成熟生油，埋深达3 500 m时开始高成熟生气。鲁伍马盆地下侏罗统烃源岩TOC为0.6%~10.9%，平均值为4.7%^[23]，局部最高可达26.0%，成熟度为高成熟—过成熟，部分已进入生气窗，以生气为主。鲁伍马盆地及坦桑尼亚盆地下侏罗统烃源岩Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型有机质均有发育，以Ⅰ—Ⅱ₂型为主。鲁伍马盆地、坦桑尼亚盆地、拉穆盆地深水区域烃源岩处于过成熟演化阶段(图 7)。陆上部分R_o多为0.6%~1.0%，达到成熟生油阶段。有机质在埋深约为1 000 m时成熟生油，在3 500 m时高成熟生气。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 东非海岸盆地下侏罗统烃源岩成熟度平面图 Fig. 7 Maturity of Lower Jurassic source rocks in coastal basins of East Africa

依据3口钻透下侏罗统井的地化数据，对不同沉积相对应的TOC含量、S₁+S₂和HI以及生产指数(PI)等地化指标进行相关性分析。3种沉积相烃源岩的有机地化指标具有明显的分异性(图 8)。潟湖相烃源岩的TOC为2%~10%，S₁+S₂为10~93 mg/g，HI为400~1 000 mg/g，PI为0.02~0.05；局限海相烃源岩的TOC为2%~11%，S₁+S₂为1~26 mg/g，HI为35~450 mg/g，PI为0.05~0.25；三角洲相烃源岩的TOC为1%~2%，S₁+S₂为1.4~4.5 mg/g，HI为100~300 mg/g，PI为0.07~0.14。其中，局限海相烃源岩的TOC含量与潟湖相烃源岩相近，而局限海相烃源岩的PI高于潟湖相烃源岩，潟湖相烃源岩的S₁+S₂及HI均高于局限海相烃源岩；局限海相烃源岩的S₁+S₂，TOC含量，HI，PI均高于三角洲相烃源岩，而潟湖相烃源岩除了PI低于三角洲相烃源岩外，其他3种指标均高于三角洲相烃源岩。整体而言，东非海岸盆地下侏罗统潟湖相烃源岩有机地化指标最好，局限海相烃源岩次之，三角洲相烃源岩最差。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 东非海岸盆地下侏罗统烃源岩地球化学指标相关性 Fig. 8 Scatter diagram of geochemical indexes of Lower Jurassic source rocks in coastal basins of East Africa

东非海岸盆地主力烃源岩为下侏罗统局限海相泥质烃源岩，研究该套优质烃源岩形成的主控因素具有重要意义。目前认为海相烃源岩生油影响因素主要是大洋缺氧事件、大洋上升洋流和独特的海湾沉积环境^[24-25]。

大洋缺氧事件是一种突发地质事件，它是指白垩纪古海洋中大洋底层水多次处于贫氧乃至缺氧状态，造成富有机质黑色页岩沉积，并广泛分布在各大洋盆中。大洋缺氧事件一方面导致海洋生物的死亡，为黑色页岩的沉积提供了充足的有机质源；另一方面大洋缺氧事件导致水体呈还原环境，有利于有机质的保存。

现代海洋学研究表明，上升洋流是全球大洋活动中比较重要的一种方式。上升洋流是指将底层较高密度的水体带入到较浅的低密度水层中的现象。在海岸地区上升洋流的活跃为表层水体带来富营养元素(如P，N，S，Fe等)，富营养元素的水体为表层浮游生物提供了丰富的营养物质，导致海洋生物大量生长和繁殖。

如上所述，大洋缺氧事件有利于海相烃源岩的形成，大洋上升洋流可提供营养物质使藻类得以勃发，这是海相烃源岩形成的物质基础。然而大洋缺氧事件只是有利于有机质的保存，并不利于有机质的生长，且缺氧事件的全球性与烃源岩发育的区域性并不协调；大洋上升洋流也只在少数特殊的盆地存在。目前，在研究区并未找到早侏罗世存在大洋缺氧事件以及上升洋流的证据。

邓运华^[26]通过对全球主要海相含油盆地研究后提出，板块伸展运动背景下形成的海湾是优质海相烃源岩发育的场所，并认为河流是藻类生长的主要营养物质来源。东非海岸盆地形成初期，由于马达加斯加—印度板块与非洲板块分离，形成了一个NE向狭长的海湾，在海湾周边大陆上发育的河流注入海湾形成了三角洲—滨浅海—局限海或浅海沉积环境。河水中溶解的矿物质也被带入海湾，使藻类大量生长并在封闭的海湾里得以保存，成为东非海岸盆地主要的生油母质。同时，钻井资料也揭示了东非海岸盆地下侏罗统泥岩中的有机碳质量分数为1.9%~8.7%，组分以无定型藻类为主，属腐泥型和腐殖腐泥型干酪根。

在东非海岸盆地由北向南依次取B1，B2，B3，B4，B5及B6等6口井及次盆1和次盆2的下侏罗统烃源岩有机地化指标进行分析，得出下侏罗统烃源岩有机地化指标TOC含量、HI及S₁+S₂在东非海岸盆地均呈由北向南变高的趋势(图 9)。其中TOC含量、HI及S₁+S₂的分布范围和平均值均以南部最高，并向北逐渐变低，但由北向南存在2个变低的次级变化。这反映了东非海岸盆地由于早侏罗世受到由北向南的海侵形成狭长而闭塞的海湾，导致烃源岩的生烃潜力由北向南逐渐变好，而且越往南，环境越局限，水体交换能力越差，形成的烃源岩质量就越好。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 东非海岸盆地下侏罗统沉积相分布(a)和连井烃源岩地球化学指标对比(b) Fig. 9 Sedimentary facies distribution(a)and well-tie comparison of geochemical indexes of source rocks(b) of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa

由于早侏罗世东非海岸呈“V”字型由北向南拉开，海水由北向南入侵，海平面上升，后期海水逐渐稳定且有小幅度下降，水体由早期弱氧化变为晚期弱还原环境，早期主要形成厚层泥岩夹薄层盐岩或砂岩，先对凹陷部位进行填平补齐，有机质指标较低；后期海侵减弱，水体稳定且有小幅度下降，主要形成厚层盐岩夹薄层泥岩，泥岩厚度逐渐减小，有机质指标较好。西部陆地与东部隆起共同构成一个狭长而闭塞的海湾，由北向南由氧化—弱氧化逐渐变为还原环境，水体交换能力变差，还原性增强，有机地化指标变好。拉穆盆地接近开阔浅海环境，水体交换能力强，地化指标差，盆地环境向南、向北均愈发局限闭塞，地化指标好。同时盆地水体由中部向东西侧逐渐变浅，岩性由泥岩夹砂岩或盐岩变为砂、泥岩互层，泥岩厚度变小；曼达瓦次盆发育大段盐岩夹泥岩，地化指标较盆地中部好，但泥岩发育受到制约。因此，东非海岸盆地烃源岩的发育与展布总体受早侏罗世区域独特的海湾环境影响和控制。

由于东非海岸自拉穆盆地开始由北向南呈“V”字型拉开，海水入侵，在东非海岸形成一南北向长条形海湾，由拉穆盆地的浅海环境逐渐向坦桑尼亚盆地及鲁伍马盆地的局限海环境过渡。坦桑尼亚盆地及鲁伍马盆地中部水体较深，为缺氧—弱氧化环境，主要发育局限海相厚层泥岩夹薄层砂岩或盐岩。坦桑尼亚盆地南部往近岸一侧水体变浅，为缺氧蒸发环境，发育潟湖相厚层盐岩夹薄层泥岩。东非海岸盆地西部近岸发育滨海及冲积平原，坦桑尼亚盆地东部及拉穆盆地东南部发育水下浅滩，均发育砂泥岩互层沉积，没有生烃潜力。由于具有丰富的物源供应，在东非海岸盆地的西部斜坡上均发育泥岩夹砂岩。由于海水由北向南入侵，水体交换能力逐渐变差，还原性增强，沉积地层中地化指标逐渐变好，烃源岩生烃潜力变好。盆地中部深水区向东西两侧水体变浅，局限海环境的还原性也逐渐减弱，地化指标变好，但岩性由以泥岩为主变成以砂、泥岩互层或盐岩为主，泥岩厚度变小，生烃潜力变差，因此共存在3种烃源岩成因模式(图 10)。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 东非海岸盆地下侏罗统烃源岩成因模式图 Fig. 10 Genetic model of Lower Jurassic source rocks in coastal basins of East Africa

(1) 局限海相沉积型：是盆地优质烃源岩的主要成因类型，岩性以稳定分布的厚层泥岩为主间夹薄层砂岩，总体评价为好烃源岩。南部以缺氧环境为主，TOC为4.365%~4.710%，HI为178~526 mg/g，S₁+S₂为10.45~29.64 mg/g；北部变为缺氧—弱氧化环境，TOC为1.14%~1.93%，HI为80.45~129.5 mg/g，S₁+S₂为1.37~2.07 mg/g。

(2) 潟湖相沉积型：岩性以大套盐岩为主夹薄层泥岩，TOC为2%~10%，HI为400~1 000 mg/g，S₁+S₂为10~93 mg/g，为干旱蒸发条件下的缺氧—厌氧环境。

(3) 三角洲相沉积型：岩性以砂、泥岩互层为主，TOC为0.7%~1.7%，HI为100~300 mg/g，S₁+S₂为1.4~4.5 mg/g，为弱氧化环境。

根据上述分析，建立沉积相与生烃潜力之间的关系，对东非海岸盆地生烃区带进行评价，并确定有利生烃区带的分布。

大套泥岩夹薄层盐岩的局限海相在地震剖面上表现为连续、弱振幅甚至空白反射特征，其TOC为2%~11%，S₁+S₂为1.0~26.0 mg/g，HI为35~450 mg/g，有机地化指标较好。大套盐岩夹薄层泥岩的澙湖相在地震剖面上表现为差连续、强振幅或杂乱丘状、强振幅的反射特征，其TOC为2%~10%，S₁+S₂为10.0~93.0 mg/g，HI为400~1 000 mg/g，有机地化指标最好(表 1)。以大套泥岩夹薄层砂岩、煤层为特征的三角洲相表现为较连续、中—强振幅的反射特征，其TOC一般为1%~2%，S₁+ S₂为1.4~4.5 mg/g，HI一般为100~300 mg/g，有机地化指标相对较差。以盐岩为主的潟湖相为厌氧—缺氧环境沉积，地化指标相对最好，但其发育的泥岩厚度较小，生烃潜力中等。局限海相为弱氧化环境沉积，地化指标较好，其泥岩厚度大且体积大，生烃潜力大。三角洲相地化指标较差，且泥岩厚度也较小，生烃潜力较差。拉穆盆地的浅海环境开阔，发育的泥岩地化指标差，生烃潜力也差。坦桑尼亚盆地及鲁伍马盆地深水中心区域的下部泥岩段生烃潜力较好，近陆方向的相对浅水上部盐岩段地化指标好，但不具备生烃潜力，即早侏罗世初期以泥岩为主的深水中心区域的局限海相沉积生烃潜力好。

表 1(Table 1)

表 1 东非海岸盆地下侏罗统有利生烃区带划分标准 Table 1 Division criteria of favorable hydrocarbon generating zones of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa 沉积相 岩相 有机质指标 生烃区地层厚度/m TOC/% S1+S2(/mg·g-1) HI(/mg·g-1) 级别 局限海相 大套泥岩夹薄层盐岩或砂岩 2~11 1.0~26.0 35~450 ≥800 Ⅰ 400~800 Ⅱ 潟湖相 大套盐岩夹薄层泥岩 2~10 10.0~93.0 400~1 000 ≥400 Ⅱ 三角洲相 大套泥岩夹薄层砂岩 1~2 1.4~4.5 100~300 ≥400 Ⅲ

下载CSV 表 1 东非海岸盆地下侏罗统有利生烃区带划分标准 Table 1 Division criteria of favorable hydrocarbon generating zones of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa

结合以上烃源岩发育的控制因素与成因模式分析，可根据沉积相特征和有机地化指标来确定东非海岸盆地生烃区划分标准。局限海相沉积型，岩性以稳定分布的厚层泥岩为主，间夹薄层砂岩，TOC含量高，HI中等，S₁+ S₂中等，为弱氧化—缺氧环境，是研究区优质烃源岩的主要成因类型。潟湖相沉积型，岩性以大套盐岩为主夹薄层泥岩，TOC含量、HI和S₁+ S₂均较高，为干旱蒸发条件下的缺氧—厌氧环境。三角洲相沉积型，岩性以砂、泥岩互层为主，TOC含量较低，HI中等，S₁+ S₂较低，为弱氧化环境。总体而言，东非海岸盆地南部局限海相沉积型以缺氧环境为主，北部为缺氧—弱氧化环境，TOC含量、HI及S₁+ S₂逐渐变低。

根据对东非海岸盆地生烃区划分标准的确定，认为以大套泥岩夹薄层盐岩或砂岩为特征的局限浅海相，其地层厚度大于800 m的区域为Ⅰ级生烃区，地层厚度为400~800 m的区域为Ⅱ级生烃区。以大套盐岩夹薄层泥岩为特征的潟湖相，其地层厚度达到800 m时，由于发育的地层中泥岩厚度仍较小，生烃潜力仍然受到限制，因此其地层厚度在400 m以上的区域均为Ⅱ级生烃区。大套泥岩夹薄层砂岩的三角洲相，由于其有机地化指标相对较差，地层厚度在800 m以上时生烃潜力有限，因此认为地层厚度在400 m以上的三角洲相均属于Ⅲ级生烃区。根据这3种级别的烃源岩平面分布图(图 11)，东非海岸盆地最有潜力的优质烃源岩主要分布于鲁伍马盆地和坦桑尼亚盆地深水区的中心区域。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 东非海岸盆地下侏罗统有利生烃区带平面分布 Fig. 11 Plan distribution of favorable hydrocarbon generation zones of Lower Jurassic in coastal basins of East Africa

(1) 东非海岸盆地早侏罗世初期，东非海岸由北向南呈“V”字型逐渐拉开，形成了一个狭长而闭塞的海湾，拉穆盆地发育三角洲-滨海-浅海沉积体系，坦桑尼亚盆地和鲁伍马盆地发育三角洲-局限海-浅滩沉积体系。

(2) 东非海岸盆地下侏罗统烃源岩厚度大，分布广泛，其有机质丰度高，TOC为1.1%~10.9%，平均值为4.2%，生烃潜力大，S₁+S₂为1.47~60.00 mg/g，有机质类型以Ⅰ—Ⅱ₁型为主，有机质已达成熟—过成熟演化阶段，总体评价为好烃源岩。下侏罗统潟湖相烃源岩有机地化指标最好，局限海相烃源岩次之，三角洲相烃源岩最差。

(3) 东非海岸盆地下侏罗统主力烃源岩的发育与展布总体受控于区域构造演化背景下独特的海湾环境。水体环境由北向南由氧化—弱氧化逐渐变为还原环境，水体交换能力变差，还原性增强，有机地化指标变好。

(4) 东非海岸盆地下侏罗统烃源岩可划分为3种成因模式：局限海相沉积型、潟湖相沉积型和三角洲相沉积型。其中，局限海相沉积型烃源岩分布广泛，生烃潜力大，是盆地优质烃源岩的主要类型。东非海岸盆地最有潜力的优质烃源岩主要分布于鲁伍马盆地和坦桑尼亚盆地深水区的中心区域。