第四章 页岩中的有机显微组分成岩演化

第四章页岩的有机显微组分成岩演化对黑色页岩研究的关键之一就是其中的有机组分。无论作为多金属富集层或作为气（油）源岩层而言，有机组分的研究对矿床的形成、分布和利用都具有关键的作用，同时对生物演化的研究也具有重要的意义。我们通过在对早寒武世黑色页岩以及塔里木海相页岩的有机显微组分特征及其与生物关系研究的基础上，利用投射光、反射白光和反射荧光想结合，以干酪根为主，再结合全岩研究的方法进行分析解释组分的成因。通常，黑色页岩的很多细微的形态的观察不容易，因此多采用对分散有机质加以富集来进行研究，常常通过制作薄片、光片的方法进行对其中有机质的赋存状态、分布特点进行观察，并加以解释显微组分的成因。第一节页岩中的有机显微特征1有机显微组分的划分通常的，对于烃源岩来说，主要的组分为惰质组、镜质组和壳质组。这类经典的煤岩学分类方法适用于高等植物的残体堆积形成的腐殖煤，而对于由海相浮游生物残体聚积形成的腐泥型有机质的分类则不适合。为此，根据海相有机组分的形态、产状、生源和成因等特征，对其进行了划分。根据组分的存在形式，可分为：生物有机碎屑、沥青基质和沥青脉体；根据生源，可以分为动物型，植物型和混合型；根据沉积类型可分为原地和异地；根据成因可以分为原生、新生和外来的。综合的看，根据张爱云老师对南方海相页岩的有机组分的划分为如下表1。表1南方海相页岩有机组分划分类别生物有机碎屑沥青组分植物型组分动物性组分藻类体浮游动物体沥青体组分结构胶质体隐结构胶质体无结构胶质体外皮异地外皮基质沥青体运移沥青体根据金奎励老师等对塔里木海相页岩的划分可以分为三类：原生形态有机质、原生无形态有机质和次生有机质。根据组分的母质来源、成烃贡献可以将原生态有机质分为陆生形态有机质和水生形态有机质；其中陆生形态有机质为高等植物成因的三大组分，可与煤岩组分相对比，出现在晚古生代海相烃源岩中。水生形态有机质主要指由水生生物所形成的形态有机组分，包括了藻类组、凝源组及动物有机组，其中包含有镜状体、海相惰性体。其中镜状体水生生物凝胶作用而形成，海相惰性体在低成熟-成熟时主要为动物硬质部分形成，而在高成熟-过成熟时还包括活性物质转变而来的惰性体。动物有机组分由动物外皮形成的动物碎屑体（其中包括有笔石、几丁虫、牙形刺、介形虫、有孔虫等）及动物软体两个亚类。原生无形态有机质主要指的是沥青质体，在干酪根中归入无定型体。次生有机质包括微粒体、渗出组（油滴、油膜、渗出沥青体）、沥青组及包体有机质。微粒体生烃残余物，既可以由高等植物形成，也可以由低等水生生物形成；沥青组，可以根据生油成熟期和再作用方式将沥青分为原沥青、运移沥青和再循环沥青，由于形成母质类型又可分为藻类型沥青和动物性沥青。2有机显微组分特征的描述2.1南方海相页岩根据张爱云老师对南方广阔海相页岩的系统性研究，并做了大量观察，通过反光显微镜的观察，得出南方海相页岩的有机显微特征如下表2.表2南方海相页岩有机显微组分特征类别组分分类鉴定特征反光色形态植物型组分藻类体结构胶质体灰-灰白同细胞结构，细胞壁轻微变形膨胀隐结构胶质体灰-灰白细胞壁膨胀变形但仍可辨认无结构胶质体灰白细胞群体结合，胞腔被泥胶充填动物型组分浮游动物体外皮灰黄-灰白梭型，透镜体状有垂向裂纹，易碎外皮团块灰黄-灰白丝带型，透镜体状无垂向裂纹，极薄新生组分沥青体基质沥青体灰白均一，有胶结物，水流线形运移沥青体灰白带黄均一，角砾状，团块状以下是对上面观察得出的结果2.1.1植物型显微组分-藻类体藻类体由于早期成岩作用阶段生物化学作用的强烈程度不同，可以分为结构胶质体(图版1-1)、隐结构胶质体和无结构胶质体三种组分(图版I-2)。结构胶质体具有清晰的细微的藻类群体曲解剖细胞结构。在低倍显微镜下呈蜂窝状、海绵状或席状，外形不规则，轮廓不清楚，有的则呈显微条带形。在高倍显微镜下可看到圆形或椭圆形的细胞，直径约2—3pm，脑腔中被硅质或粘土质充填。藻类体细胞有的不规则地聚集成群；有的三、五成行；还有的规则地呈直线型排列成丝状体。还有的由数条单胞藻丝扭结而成“藻丝扭结体”。丝体管径均匀，自然弯曲，呈明显的生物结构。也有少数单独形体的单细胞浮游藻类。根据藻类群体细胞的密集程度可以分为高度密集的、密集的与稀疏的三种组分。隐结构胶质体细胞壁膨胀变形，隐约显示生物有机残体的细胞结构。在低倍显微镜下有机残体的细胞结构不易观察到，但在高倍显微镜下，细胞结构尚可辨认。常与结构胶质体共生，多里渐变关系。无结构胶质体由于细胞壁强烈膨胀，细胞腔被腐泥胶质所充填，生物有机残体的细胞结构已经消失，但其细胞壁和细胞腔部位的色调深浅不同而有不明显的棉絮状或网状结构，在高倍显微镜下隐约可见细胞残迹。2.2.2动物显微组分-浮游动物体主要以浮游动物外皮为主，从形体上又分为菱形，条带型与纺锤形团块两类。以菱形与条带型为主，多具有裂纹(图版I-3)。由于切面不同，有时还可呈圆点状与椭圆形，分布散乱，少量还在生物残体之外。长短不一，长的可边).3-1mm,常与植物型组分共生。反光为灰黄—灰白色，组成均一，不显结构。具有强烈均质性，呈明暗四次消光。外皮团块，多呈纺锤形，有时破碎，强非均质性，具有明暗四次消光，反光色为灰黄—灰白色，在中间可以看到垂向裂隙。新生组分沥青体无结构胶质体表面均一，无结构，显微丝带状，水流线形或斑点状，藻丝体状(图版［-4)。多分布在结构胶质体与隐结构胶质体密集处，围绕结构胶质体、隐结构胶质体及其他组分分布，联结有机显微组分与无机显微组分。偶尔还有胶质体从胞点型、团块型向流水线形逐渐变化。运移沥青体结构均一，角砾状，团块状，强非均质性，明暗四次消光，常与热液脉共生。上述的所有显微组分分布都有一定规律。植物型组分的分布与动物型组分分布密切相关，这是由食物链的关系所影响的，多数由于食物的关系在沉积物中共生。运移沥青体多分布在裂隙与断裂通道内，常与热液脉共生，反映了它是有机质演化生成物—油气，经过运移至通道内后，又再经过热演化或热演化加风氧化作用形成。塔里木海相页岩整个塔里木地区的海相岩按照分类可分为原生形态有机质、原生无形态有机质和次生有机质三大部分。原生形态有机质原生形态有机质的组分最多，最广，主要包含有陆源的隋质组、镜质组、壳质组和海相的属于水生形态有机质的藻类组、动物有机组等。陆源组分在塔里木的晚古生代的海相烃源岩中，镜下观察可以发现，惰性组主要呈碎屑状、条带状和片状分布，反射色为灰白—白，主要能够见到的为丝质体、半丝质体、菌类体以及碎屑惰性体。镜质组在镜下可分为正常镜质组、富氢镜质体和碎屑镜质体。在海相烃源岩中，富氢镜质体是一种比较常见的镜质体类型，观察可知其反射率偏低、镜质体反射率受抑制，在过成熟时候，镜质组脱氢、去氧，反射色增高，但不出现各向异性。水生形态有机质是我们所描述的重点，在整个页岩中所占种类也最多，最为复杂。1•藻类组寒武系到奥陶系期间，塔里木早古生代海相烃源岩中的藻类体主要为蓝藻藻类体，其次为绿藻藻类体，此外还有少量的褐藻藻类体以及红藻藻类体。蓝藻藻类体在油页岩中常见粘球形藻(Gloeocapsomorphaprisca)以及类胶球藻(Myxoccoides)等。绿藻藻类体主要有原始球形藻(Protosphaeridium)、四分球藻(Tetraphycus)等。粘球形藻：这是蓝藻中比较原始的一个属，为单细胞或多细胞，胞壁厚。Stasiuk(1993)认为粘球形藻可能为光合作用形成的蓝藻丝状体。根据其生烃潜力和荧光性，可以将粘球形藻分为原始球状的、较进化的具护皮连接的胶群体型（palmelloid）以及更进化的叠层石状的（stromatolitic）。原始球形的（图版II-1）,油浸下有内反射，荧光下有黄绿荧光，随着深度的增加，荧光变化由负正型—负型，可见微粒体：胶群体型（图版II-2）,油浸反光下具强烈的内反射，荧光为黄一褐黄色，随着深度的增加，荧光变化由负正型变为负型；叠层石型（图版II-3）,油浸下亦具强烈反射，呈层分布，荧光下具较强烈的黄色一褐黄色荧光，随着深度的增加，荧光变化为负型。上述的三种类型的粘球形藻存在一定的生烃差异，一是与所属的生物种差别有关，叠层石型的G.prisca是具有高脂族烃组成的生物聚合物，该生物聚合物主要是由藻类外层细胞壁形成的耐降解的大分子组成（Derenneetal.，1990；Douglasetal.，1991）；二是叠层石状的Gprisca可以看作巨型的晶胞有机质，从而推迟了它的成熟期。在大多数的奥陶系源岩中，特别是-O［源岩中粘球形藻已变为藻类体（meta-alginite）,荧光消失，且出现微粒体，可见对生烃做出过贡献。（2） 类胶球藻（图版II-4）：多个细胞群成球形、椭球形。油浸下，有内反射，表面光滑。群体细胞被包在一共同的均匀不成层的有机基质中。荧光下，有黄—褐色荧光。（3） 原始球形藻（图版II-5）：是绿藻门的一个属，藻体为单细胞，不具胶鞘，细胞呈球形至亚球形，直径20〜30um，细胞壁厚，表面光滑，边缘略呈锯齿。油浸反光下有内反射，荧光黄—黄绿色。2.动物有机组塔里木常见的动物有机遗体主要是无脊椎动物的残体，包括了笔石、几丁虫、牙形刺、有孔虫、苔藓虫、海绵以及一些节肢动物，保存的只是外皮（残壁）。笔石壁的原始物质为蛋白质，几丁虫壳壁为类几丁质，牙形刺骨骼为含有机质的磷酸盐，有孔虫的壳壁由分泌的蛋白质和分泌的碳酸盐、二氧化硅组成，苔藓虫虫体则由分泌的几丁质或有机质和钙质组成，节肢动物外壳为含几丁质，海绵体壁细胞组织主要由蛋白质与脂肪组成。上述的生物软体部分在沉积阶段部分降解掉，部分转化为无定形的分散有机质而保留下来，外皮有机质发生演化，但仍然是有机组分，对生烃有贡献。而介壳类动物的壳则主要由钙质与几丁质组成，常常因为矿化而无生烃能力。（1） 动物软体：一般较难保存，大部分被细菌降解成无定形参与成烃。（2） 动物碎屑体：主要包括了笔石、几丁虫、有孔虫等成分。笔石：笔石的时代分布为寒武纪-志留纪，Kozlowski（1949）认为笔石外皮是由几丁质组成，通过对塔里木早古生代海相烃源岩中笔石样品的光学特征可以发现其碎屑具有较强的双轴光性和各向异性的特点。笔石的外皮往往具颗粒状、纹层状的显微构造（图版II-6、7），在偷光下呈黄褐-红褐色，具网格状内部结构（图版II-8）。对笔石做最大反射率需要在其平行层面的层面上进行，而且笔石的最大油浸反射率R随成熟度增加而有规律的变化，O,max通过对其最大油浸反射率的换算和计算，可以与相同层位的沥青反射率相对比。因此，在缺乏镜质体的地层中，通常可以用笔石的最大反射率作为烃源岩有机质成熟度的指标。几丁虫：具有与笔石相类似的化学成分和近似的生活历程（Goodarzi，1985）几丁虫呈现轴对称的瓶装形态，表面均一，外壁常为两层或多层以上的结构，颜色呈浅灰色（图版II-9）。通过对几丁虫反射率R。的测定，发现几丁虫具各向同性的化学特征，并且根据Betrand等（1987）的研究结果以及所做的测试可以得出，几丁虫随机反射率随成熟度的增加而增加。因此，几丁虫随机反射率也可以作为源岩成熟度的指标。有孔虫：在整个地区奥陶系以及石炭系的源岩中均有发现有孔虫，多具有平旋式、多房室壳，油浸下呈灰白色，轮廓清楚，荧光下具褐黄色荧光。从荧光看，有孔虫仍具有产凝析油、湿气的潜力。石炭系的泥岩、灰岩中能见到有孔虫，油浸下呈灰-灰白色，具单列式多房室壳及螺旋壳，形态完整，有黄褐色荧光(图版II-10、11)。海相镜质体。这种显微组分源于动物有机质，在还原—强还原条件下，经过强烈生物降解作用形成。人工热模拟实验表明，海相镜质体成烃较晚，主成油期在镜质组Ro在1.0%〜1.30%范围内，产油率高达6%〜8%,并以气态烃为主。海相镜质体反射率在高成熟阶段后可作为良好的成熟度作用指标。在古生代海相烃源岩中常见一种类似镜质组的形态有机质。国内外学者称之为镜状体(金奎励等，1992)或前油沥青(Goodarzi等，1992)。在我国塔里木、四川及鄂尔多斯盆地早古生代烃源岩的显微组分特中，发现这种显微组分不仅普遍存在，而且在某些地区异常丰富，含量可高达5%〜20%，是一种重要生烃母质。海相镜质体一般长10um~50um，在成熟度不是很高的样品中，反射光下呈灰黑色灰色，透射光下呈红褐色。在镜质组R°v1.5%的烃源岩中还可见到暗褐色荧光。通常在显微镜下有二种产状：一是呈原生的基质状，沿层理分布；二是碎屑状，分布于矿物基质中，在普通显微镜下，海相镜质体不显任何的结构，有些可见散布一些微细黄铁矿颗粒。海相镜质体主要来源应该为动物有机质：海相镜质体反射率很低，热演化速率慢，在塔里木盆地塔北5000m〜6000m深的烃源岩中，其Ro一般在0.6%〜0.8%，很少超过1.0%。而在这些烃源岩中共生的藻类体，已经转变成微粒体，反射率高达1.40%〜1.80%。因此,其成因与藻类体无关。在塔里木西南地区石炭系海相烃源岩中，有时可见大量海相镜质体，其反射率低至0.2%〜0.3%。用氯仿反复浸泡，未见溶解现象。而在此成熟阶段的沥青在氯仿中几乎全部溶解。因此其不可能是沥青。海相镜质体含量较高的烃源岩主要是灰岩。并常与无机动物壳屑共生，其形态可从基质状一直过渡到碎屑状，加之其较特殊的光学性质，根据Alpern(1980)的描述，这类有机质应属动物有机成因。除此以外，还发现有节肢动物(图版II-12、13)、海百合茎等碎屑。镜状体(virintie-likemaceral)及海相惰性体⑴镜状体：Alopern(1980)把海相源岩中一些类似镜质体的动物碎屑、沥青等叫做假的镜质体。VanGijzel(1982)将海相源岩中一些类似镜质体的物质称作海相镜质体。Buchardt和Lewan(1990)根据对寒武-奥陶系Alum页岩研究并总结前人工作提出了镜状体这个术语，并指出其特征为轮廓鲜明，两端呈棱角，有的呈近颗粒状，表面光滑，反射色近似镜质体，在成熟度不高时透射色也类似镜质体(图版II-14)。关于其成因，Herous(1990)认为是沥青所致；金奎励1992年曾当面请教Teichmuller，她认为是藻类演变形成;Bharati(1992)在研究挪威Alum页岩时曾发现少量针状灰色物质与镜质体相像，认为是一种特殊生物来源；Buchardt和Lewan认为是低等生物(藻，动物如节肢动物的外皮等)的纤维素多糖经过凝胶化形成，是一种原生组分。通过热模拟实验分析，其反射率演化径迹与受抑制的镜质体相同，为此可作为确定古生代的源岩成熟度的标志。此外，Mukhopadhyay等(1985)曾将藻类热模拟得到粒状镜质体，但往往具有孔隙，轮廓不鲜明，根据我们观察，它们在自然界也存在，是一种高温热变来的沥青。Romankevich(1984)所提出的海中腐殖化现象可能雨藻类直接有关，主要根据是海洋沉积物的51C值与藻类比较接近，但与动物外皮也可能会有关系。总之，镜状体不仅仅存在于早古生代，也能存在于其他海相源岩(图版II-15、16、17、18）。⑵海相惰性体：主要由动物的硬质部分演变而来，过成熟时有一部分活性组分通过去氢、脱氧、增碳转变为惰性组分。油浸反射光下呈灰白-白色，反射率很高，一般在3%以上，形态不规则，正交镜下各向同性，没有成烃意义（图版II-19）Alpern称之为假惰性体（1980）。原生无形态有机质沥青质体:为油源组分，无结构显示。在-O1原岩中很多变为沥青质体，油浸反光下灰白—白色条纹状，往往伴生微粒体，可说明曾经有生烃贡献。另外，紧密置于矿物颗粒间的微小所谓晶胞有机质和较大的“巨型”晶胞有机质是其中的不同类型。矿物沥青质：在泥岩及灰岩中均存在。一般不看作组分，因为它是与矿物颗粒混杂被吸附的。次生有机组分次生有机组分是指埋藏后热演化作用所形成的有机质。本分类中包括微粒体、渗出组（油滴、油膜及运移的烃类）、沥青。（1） 原沥青：形成于成熟前，是干酪根降解为原油的过渡产物。塔里木的古生代海相源岩中，按成因类型，可以分为藻类型沥青和动物型沥青。藻类型沥青：油浸下呈灰-浅灰色，呈圆球形，大约为30-50um，边缘有锯齿，低突起-中等突起，表面不均一，有的在蓝光激发下具极弱的暗褐色荧光。一般的认为藻类型沥青是由群体藻在降解为原油过程中形成的，且形成较晚（图版II-20）。动物型沥青：油浸反光下，呈灰■浅灰色，环状或破碎的弯曲状，表面光滑无任何纹饰，中等突起，且中间软体大部分被黄铁矿化（图版II-21、22）。一般认为是由动物外皮（部分软体）在热演化过程中形成的。（2） 运移沥青：原油热裂解的产物，一般会发生距离不等的运移，主要产出于脉、裂隙及孔隙中，只有当其所受古地温超过形成时的温度时，运移沥青反射率才迅速增加，这时可作为烃源岩成熟度指标。在塔里木的古生代海相烃源岩中均见到运移沥青，反射率一般低于同一源岩层中的沥青反射率。（3） 微粒体：微粒体是由直径约50um的极细小的颗粒组成的、与类脂组有关的颗粒集合体（Taylor,1985）,是一种富含氢组分生烃残余物。在源岩中主要是由基质状的沥青质体、屋顶形体及藻类体等生成。由藻类体或群体藻转变而来的微粒体，轮廓清晰，反射色较高（图版II-23），表明了此源岩对成烃做出过贡献。第二节不同显微组分的成岩演化与生烃潜力对于我国广阔的海相黑色页岩，早寒武世早期沉积有机质的生源是以蓝藻为主的浮游生物，以及对浮游生物遗体分解过程中起重要作用的细菌。虽然，细菌遗体不易找到，但它们是沉积物的一个主要的附加来源。进入沉积物中的有机物的形式主要是生物遗体，可能还有活的有机体、溶解有机质以及细菌新陈代谢产物。不同种类有机质的生物化学组成不同，沉积和演化作用不同。1演化作用（1）藻类体蓝藻是最低级最原始的藻类，为单细胞藻体，单细胞群体和单细胞丝状体生活。细胞呈圆球形、椭球形或丝状。单细胞外围常常被胶质包被（图版1-5、6、7、8、9）。单细胞呈圆球形，椭圆形或丝状。单细胞群体是由胶质包围的相同的细胞集合体。蓝藻没有真正的细胞核，仅有中央体，属原核生物。其细胞壁分为内外两层，外层由果胶质、枯多糖和半纤维素组成；内层由纤维素组成。细胞腔中充填有原生质体，由中央体与色素质体组成，合蛋白质与类脂化合物。蛋白质、纤维素、半纤维素和果胶质等碳水化合物在有氧与微生物作用下容易分解，形成甲烷、二氧化碳及其它烃类组分，呈气态、液态产物逸出；有的形成溶解有机质分布在海水中，这些溶解的有机质，如氨基酸、糖类、苯类物质，被海水中粘土或其它矿物颗粒吸附，转变成颗粒状，加速沉降，参与沉积。类脂物不溶于水，可以直接进入沉积物，如有机物中比较坚固的部分如薄膜、外皮等都是富含有类脂化合物的组分。藻类遗体向海底沉降过程中与浅埋初期，经受海水水解与溶解的氧化作用，藻体细胞壁组成中的纤维素与果胶质，细胞腔内的蛋白质会水解或氧化。细胞腔内的色素质与类脂化合物性质比较稳定，在这一阶段会保留下来，与水解产物、氧化分解残余物共同生成新的组分。缺氧环境下，有利于果胶质、纤维素也蛋白质的保存。在沉积水中沉降过程中与在沉积物浅埋初期孔隙水存在的条件下，纤维素与果胶质会吸水而使得细胞壁收到一定程度的膨胀变形，形成结构胶质体与隐结构胶质体。藻类体中不含有木质素，生物化学组分上与高等植物不同，其遗体经历的变化与产物也不同。在煤岩学中，这种藻类体形成显微组分的相对稳定组分。同时，藻类体经演化，实体转变为无定形的沥青质物质即沥青体，部分转变为镜质组的脂族成分，尤其是转化成团块类的基质镜质体。早寒武世黑色页岩建造中的沉积有机质主要来源于浮游植物、浮游动物和细菌。低等生物是富合氢和类脂物质的。在有机质热演化过程中，第一次跃迁阶段会产生气态和液态的新的烃类物质类石油物质），退出并运移到因岩石断裂和裂隙等通道内储果。当有机质进一步演化到达等二次跃迁阶段时，类石油物质进一步热裂解，释放出大量挥气体发性物质，体积收缩并逐步固化，残余物中碳的合量相对增高，形成了类似镜煤的物质——碳沥青。由于产在裂隙中，体积收缩时形成多余的空间，因此易受地下水和热水溶液活动的干扰而破坏，形成不规则的角砾状构造。早蓝藻的有机质演化方面，以蓝绿藻为主的浮游藻类，细胞腔内富含类脂化合物。随埋深增加类脂化合物会生成类石油物，充填在细胞内，呈胞点状，藻丝状或藻丝扭结状；或者类石油物渗于细胞壁之外呈显微细流。这些显微细流，如果原地吸附，则在经热演化形成无结构胶质体呈丝带状水流线性绕结构胶质体分布；如果经运移从裂隙或断裂等通道内通过，就形成了运移沥青体。由于通道内常被热液流入，所以运移沥青体常后期热演化成都比较高。（2）动物型有机显微组分外皮的生物化学成因被囊动物是因为具有一层与植物纤维素性质近似的被囊素的外衣。纤维素在活的动物中，对微生物的作用稳定，当动物死后，在氧化条件下易被需氧细菌、霉菌等微生物作用分解，生成的co2、h2o和葡萄糖、果糖、低分子糖和多糖，一部分呈气态、液态逸出，一部分水呈溶解有机质分布在海水中，而残余物则参与形成稳定组分，直接进入沉积物。在还原的水体环境中，富h2s，有利于有机质的保存。在热演化的进城中，一方面有机质发生热裂解，生成物以液态和气态形式逸出，另一方面残余物发生热聚合，逐渐向镜质组转化。到高煤阶时，由稳定组分形成的镜质组反射率增强。其化学性质与由木质素演化生成的镜质组相似，也可称为镜质组。（3）碳沥青的成因早寒武世黑色页岩中的沉积有机质主要来源于浮游植物、浮游动物和细菌。低等生物是富含氢和类脂物质的。在有机质热演化过程中，第一次跃迁阶段会产生气态和液态的新的烃类物质（类似石油物质），逸出并运移到围岩断裂和裂隙等通道内储集。当有机质进一步演化到达第二次跃迁阶段时，类石油物质进一步热裂解，释放出以ch4为主的大量挥发物质，体积收缩并逐渐固话，残余物中碳的含量相对增高，形成了类似镜质煤的物质——碳沥青由于产在裂隙中，体积收缩时形成多余的空间，因此易收地下水和热水溶液活动的干扰而破坏，形成不规则的角砾状构造。2生烃潜力传统上的，根据烃源岩的三大有机组分镜质组、惰质组和壳质组，可以推测判断其生烃能力，但对于含有机碳比较少的泥页岩来说，干酪根则是判断其生烃潜力的重要依据。广义上讲，分散在沉积物中的不溶于有机溶剂的有机质组分被定义为干酪根。沉积物中几乎都含有机质，这些沉积有机质（包括煤、沥青、土壤和近代沉积中的有机质等）的不溶于有机溶剂的部分-干酪根，构成了有机质的绝大部分，在现代有机质中，通常占重量的95%以上，而干酪根在沉积物中的含量，一般的都用有机碳含量来表示。相对的，在埋藏演化中，有机碳的含量逐渐增加，干酪根的含量逐渐减少。干酪根中有机质形成的时代、地域和物源的不同，干酪根的生烃能力也不同，广义上的把干酪根分为三类：腐泥型（I）以湖相泥岩为主（图版III-1）混合型（II）以油页岩、湖相泥岩为主（图版III-2）腐殖型（III）以碳系泥岩及腐殖煤为主（图版III-3）除此之外，还有多种对干酪根的实用根类方法。根据黄第藩等（1984）对干酪根类型指标的关系见下表3表3干酪根类型指标关系指标标准腐殖型I含腐泥的腐殖型II中间型或混合型III含腐殖的腐泥型iv2标准腐泥型iv1热解氢指数岩石<5050〜120120~140400~700>700（mg氢/g有机碳）干酪根<100100〜250250~625625〜875>875H/C原子比

红外光谱

2900cm-i

/1600cm-i513Corg(%o)0.6〜0.80.4〜0.6-22.5〜-24.5特征显微组分镜质体0.8H/C原子比

红外光谱

2900cm-i

/1600cm-i513Corg(%o)0.6〜0.80.4〜0.6-22.5〜-24.5特征显微组分镜质体0.8〜1.00.6〜0.8-24.5〜-26.0镜质体为主1.0〜1.30.8〜1.5-26.0〜-27.0类脂组和镜

质体1.3〜1.51.5〜3.0-27.0〜-28.0无定形体、藻

质体和抱粉1.5〜1.73.0〜5.0-28.0〜-29.藻质体还有一套常用的与生烃有关实用的干酪根分类方法，根据干酪根的形态，化学类型和生烃潜力主要划分为了类脂类和腐殖类两大类，具体见下表4.表4新的干酪根分组(M.RahmanRR.F.Kinghorn1995)新干酪根组有机成分干酪根类型生烃潜力比重光学鉴定高类脂组藻类和其纤维/无定形衍生物I富产石油和天然气<1.45荧光透亮中类脂组浮游植物，无定形衍生物，豹子，角质层II主产油和一些气荧光透亮变类脂组分散无定形物III产气荧光透亮低类脂组粒状无定形物IV无荧光透亮多腐殖组不透明的木炭/腐泥IV产气<1.45反光中腐殖组不透明结构物，半透明粒状无定形物IIIII/III主要产气及一些油反光低腐殖组粒状腐泥，不透明裂纹IV无反光综合上面的分类和研究情况，不难看出：1以水生生物为主要有机物源的腐泥型母质及油页岩，在R0<1.8%之前以液态烃为主，其高峰值约在R0为1.0—1.10附近，烃转化率最高可达30—35%。当R0>1.8之后，气态烃产率逐渐超过液态烃，当R0达到3.0%时，总烃转化率I型干酪根可达77%。油页岩也可达到52%。通过热压模拟实验可以看出以富含类脂物为主的生油母质可以获得80%的烃转化率。以腐殖型母质为主的碳质泥岩及褐煤液态烃的转化率一般不超过5%，褐煤的气态烃转化率一般低于18%，碳质泥岩气态烃最高转化率95%，而且液态烃和气态烃转化率的高低仍决定于其显微组分中类脂物与壳质组含量的多少，壳质组和类脂组的含量高，气、液态烃的转化率也高。一般情况下各类母质液态烃的消失阶段都在R0>2.5%以后，但统一的数值不稳定，普遍的认为R0值1.3%为液态窗下限，R0值2%为进入生气阶段，但由于具体的实地影响，每个地段的液态窗及湿气-凝析气的下限仍不一定。对各类源岩生烃比较可以看出：腐泥型以及腐殖-腐泥型干酪根，在镜质组反射率小于1.7%以前的演化阶段，一般以生成液态烃为主；腐泥-腐殖型由于陆源高等植物的母源输入有较大比例，因而与腐殖型干酪根一样，以产气态烃为主，液态烃产率比较低。所以一般的腐泥-腐殖型和腐殖型都为生气源岩。并且以在R0<1.7%的演化阶段，虽然三类源岩都以产气态烃为主，但是从产气的绝对量以及向气态烃的转化率来看，腐殖-腐泥型及腐泥型仍然要大于腐殖型和腐泥-腐殖型。根据分析可以看出，含有II型腐殖-腐泥型干酪根的黑色页岩是研究页岩气的最佳生油岩，其他类型的干酪根也对生气有一定的贡献。图版I图版III图版II图版说明图版I结构胶质体隐结构、无结构胶质体腕足类动物外壳基质沥青体单细胞藻丝状体蓝藻有细胞结构的丝状体蓝藻8群体体形蓝藻19群体体形蓝藻2图版II