有机地球化学的未来展望

商业作者 / 姓名 / 2025-07-14 06:08
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沉积岩有机质,特别是生物标志化合物及其成因机理研究,以及干酪根的组成与结构研究,将会取得重要进展。

地球形成早期阶段的碳循环属于前生期化学演化,化学演化是解决生命起源的一把钥匙,将会受到相当的重视。

石油成因现代理论的产生,促进了石油资源的远景评价和地质勘探工作。

油气地球化学等应用领域将会相应地获得重要进展。

综合有机岩石学、有机地球化学及沉积学等特征,把柴达木盆地石炭系烃源岩有机相划分为:滨岸潮坪有机相(YJX1)、滨岸沼泽有机相(YJX2)、开阔台地有机相I(YJX3)、开阔台地有机相II(YJX4)、局限台地有机相(Y J X5)等5个有机相,各类沉积有机相的有机岩石学、地球化学、沉积环境及生烃性质等特征见表7-12。

1.滨岸潮坪有机相(YJX1)

1)有机岩石学特征:显微组分组成上主要特点是以镜质组、腐泥组为主,壳质组次之,惰质组组分最少。其中以镜质组质量分数最高,分布范围为0~100%,平均39.5%;壳质组与腐泥组质量分数接近,分列第二、三位。壳质组质量分数0~83%,平均20.7%;腐泥组质量分数0~100%,平均24.0%。惰质组在组分组成上最少,质量分数仅0~100%,平均13.3%。该有机相主要生源为底栖生物、藻类、疑源类。

2)沉积特征:沉积物岩性以灰黑色泥页岩、碳质泥岩,夹灰白色砂岩、砾岩及厚层状灰岩互层为特征。水平层理、波状层理、透镜状层理、槽状交错层理及楔状交错层理发育。含 类、珊瑚、腕足类化石,属潮坪沉积,水动力不强,弱氧化—弱还原环境。

表7-12 柴达木盆地石炭系沉积有机相划分

3)有机地球化学特征:该有机相w(TOC)为0.1%~3.89%,平均1.19%。从有机质丰度看,在5种类型有机相中最好。该有机相恢复后的有机质类型为Ⅲ、Ⅱ2型,以Ⅲ型为主。氢指数HI为1.94~131mg/g,平均28.34mg/g;w(“A”)为0.0012%~0.075%,平均0.012%;w(S1+S2)为0.02~1.45mg/g,平均0.33mg/g。主要以生气为主,可生成少量的油。

2.滨岸沼泽有机相(YJX2)

1)有机岩石学特征:该相显微组分包括镜质组、惰质组、壳质组和少量的藻类体,矿物沥青基质含量变化较大。一般情况下,镜质组和惰质组(V+I)的质量分数要大于65%,壳质组(E)质量分数为10%~15%,腐泥组(S)质量分数小于20%。显微组分组成上与滨岸潮坪有机相相似之处在于镜质组仍为主要组分,不同的是腐泥组质量分数减少。该有机相有机质主要生源为底栖生物、藻类、疑源类、陆生植物碎屑。

2)沉积特征:岩性主要由碳质页岩夹煤层组成,常见灰黑色粉砂质页岩及砂质页岩,局部含生物灰岩及泥灰岩。砂岩具水平层理、条带状层理,页岩层理发育,常见水平纹层。含黄铁矿和菱铁矿,碳质页岩含较多的植物碎片。属海陆交互环境中潟湖、沼泽沉积,一般是弱还原—还原环境,水动力条件较弱。

3)有机地球化学特征:在沼泽环境中,泥岩和碳质泥岩的有机地球化学特征相差较大,生烃性能差别也很大,从非烃源岩到较好的烃源岩均有分布,绝大部分为中等到差。一般情况下,泥岩和碳质泥岩的w(TOC)分别为0.19%~1.94%和0.57%~18.62%,平均分别为0.93%和3.50%;泥岩和碳质泥岩的w(S1+S2)分别为0.03~0.74mg/g和0.05~1.81mg/g,平均都为0.19mg/g;泥岩和碳质泥岩的氢指数分别为0.52~75.50mg/g和3.13~61.10mg/g,平均分别为18.11mg/g和20.24mg/g;泥岩和碳质泥岩氯仿沥青“A”的质量分数分别为0.0025~0.21和0.0027~0.047,平均分别为0.0056和0.012。有机质类型为Ⅱ2、Ⅲ型,该有机相以生气为主,可生成少量的油。

3.开阔台地有机相I(YJX3)

1)有机岩石学特征:显微组分组成上以镜质组和次生有机质组最为常见,其次为腐泥组,含少量壳质组。镜质组和惰质组的质量分数为25%~30%,次生有机质组质量分数高达50%,腐泥组质量分数为10%~15%,壳质组质量分数最少,少于10%。从该相显微组分组成情况可以看出,碳酸盐岩作为烃源岩在组分组成上完全异于其他类型源岩,其中次生组分最为发育,次生组中尤其以沥青的大量出现为特征。该有机相主要生源为底栖生物、藻类。

2)沉积特征:该有机相岩性上以深灰色生物灰岩、泥质灰岩为主,有时含粉砂质页岩,砂岩具水平层理、条带状层理,页岩层理发育,常见水平纹层。珊瑚、腕足类较多,大个体、厚壳的腕足类发育,为碳酸盐岩开阔台地沉积环境,属于弱氧化—弱还原,处于浅海低能的台坪环境。深色灰岩中有机质丰富,有利于生烃。

3)有机地球化学特征:该有机相w(TOC)为0.06%~0.5%,平均0.21%。有机碳丰度变化区间狭窄,充分反映该有机相环境的稳定性。尽管该区域水动力稳定,阳光充足,有利于海洋无脊椎动物与低等菌藻类的发育,但由于众多的无脊椎动物以植物为食,且水体中含氧较丰对有机质具一定破坏作用,因而造成了该有机相有机质丰度逊于局限台地机相的特征。氢指数为2~190.66mg/g,平均40.67mg/g;氯仿“A”质量分数为0.00076%~0.021%,平均0.0037%;w(S1+S2)为0.001~0.1mg/g;平均0.039mg/g。有机相干酪根类型以为Ⅱ1、Ⅱ2主,以生油为主。

4.开阔台地有机相II(YJX4)

1)有机岩石学特征:显微组分以镜质组与惰质组为主,其质量分数在65%以上;其次是壳质组,质量分数大于30%;腐泥组质量分数最少,在5%以下。该有机相主要生源为生物碎屑。

2)沉积特征:该相发育颗粒灰岩、鲕粒灰岩,腕足类及 类化石丰富,但缺乏清澈、透光环境下的珊瑚化石。由于水介质持续动荡,不利于珊瑚虫的生长,而腕足类和 类有比珊瑚强的抗风浪能力,得

以在清澈的碳酸盐沉积区继续生存发展。沉积环境为浅海能量较高的碳酸盐台滩,水动力极强,为弱氧化原环境,不利于有机质聚集与保存,而有利于碳酸盐岩储集层的发育。

3)有机地球化学特征:该有机相的地球化学参数w(TOC)为0.0024%~0.94%,平均0.11%,在五类有机相中最低。生烃潜量在0.02~0.25mg/g的范围内,氢指数在1~267mg/g之间,氯仿沥青“A”质量分数为0.005%~0.017%。该沉积有机相有机质类型一般为Ⅱ1型,可生成少量油气。

5.局限台地有机相(YJX5)

1)有机岩石学特征:主要显微组分为镜质组、腐泥组为主,其中镜质组和惰质组的质量分数为50%~60%,腐泥组质量分数大于30%,壳质组质量分数为0~10%。该有机相主要生源为底栖生物、藻类。

2)沉积特征:沉积物为泥晶灰岩、泥灰岩夹粉砂岩和泥页岩,见少量生物碎屑。岩石色暗,为深灰—灰黑色,多呈薄层状,具水平层理。生物以珊瑚、腕足类、藻类较多,处于碳酸盐台地上局部相对闭塞的地带,水体相对较深,水动能较低,属弱还原—还原环境,由于环境较为封闭,生物分异度低而丰度高,灰岩有机质丰富,有利于生烃。

3)有机地球化学特征:该有机相w(TOC)为0.1%~0.54%,平均0.24%,位居五类有机相之第二位。该有机相w(TOC)比开阔台地有机相的w(TOC)跨度大,均值及峰值均比其大。有机质类型以Ⅱ1、Ⅱ2为主,生烃潜量为0.03~0.31mg/g,平均0.056mg/g;氢指数在5~178.57mg/g范围内;氯仿沥青“A”质量分数为0.0014~0.0021mg/g,平均0.0018mg/g。各项参数与开阔台地相(YJX3)相差不大,主要生油气。

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