当前位置: 首页 > >

有机相

有机相类似于沉积相,它可以跨越时间而不受地层单位的限制。沉积有机相是国内外广泛应用于油气资源评价和盆地远景预测的工具,由于它涵盖了有机质的形成、演化及空间展布特征,进而也成为油、气、煤多种能源矿产综合勘探的有效方法。但不同学者对有机相概念的理解不同,其使用范围和划相指标也存在较大差异。

沉积有机相是国内外广泛应用于油气资源评价和盆地远景预测的工具,由于它涵盖了有机质的形成、演化及空间展布特征,进而也成为油、气、煤多种能源矿产综合勘探的有效方法。但不同学者对有机相概念的理解不同,其使用范围和划相指标也存在较大差异。有机相的起源和发展与煤岩学密切相关,因此许多学者从煤相的角度来揭示烃源岩的有机相特征,根据成煤沼泽类型划分有机相,其划相指标偏重于煤岩学特征。金奎励等据对吐哈盆地和准噶尔盆地烃源岩的研究,将有机相划分为干燥沼泽相、森林沼泽相、流水沼泽相和开阔水体相,并应用于煤成烃特别是煤成油的资源评价。油气地球化学家更注重烃源岩的油气生成潜力,其有机相的划分主要反映地质体中有机质的富氢程度和生源特性。对有机相的研究开始重视有机质的沉积背景,即无机沉积岩的沉积特征。

沉积有机相是有机质的沉积相,沉积相研究的基础理论来源于沉积岩石学,同样有机岩石学是研究有机相的重要理论依据和技术手段。沉积有机相的研究内容包括了沉积岩中有机质的岩石学特征、地球化学特征、生物学特征、沉积环境及沉积岩体的展布特征等诸多因素,其中最重要的是有机质的生源特征。它不仅反映了有机质的生烃质量,也反映了有机质的形成环境。而有机岩石学的最基本单位一显微组分是划分有机质类型的基础。显微组分的数量直接反应了烃源岩的有机质丰度,显微组分的光性和种类是烃源岩演化程度、生烃潜力、生源特征及沉积环境最直观的标志。因此,以有机岩石学为基础划分的沉积有机相可以较好地反映地质体中有机质的数量、类型、成熟度和沉积环境及它们跟与其有成因联系的烃产物类型之间的关系。以有机岩石学研究为主要手段,结合沉积相和有机地球化学研究,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组烃源岩和煤的有机相进行了综合研究  。

鄂尔多斯盆地是发育于稳定克拉通盆地之上的大型叠合盆地,盆地的发展经历了由古生代海相沉积到中生代内陆湖盆沉积的发展过程。其中,晚三叠世是盆地湖泊发育的鼎盛时期,发育了一套厚达1000-1500m的以河流和湖泊相为主的碎屑沉积,并构成了盆地内重要的成油和成煤地层。

晚三叠世时期,盆地周边水系发育,河水携带碎屑物质从周边的古隆起入湖,形成一系列向盆地中心发育的河湖三角洲裙和半深湖一深湖的沉积体系。延长组沉积经历了完整的湖进一湖退过程。段是湖泊雏形阶段,盆地快速沉降,底部为平原河流相巨厚块状长石砂岩,上部出现湖相深灰色泥岩,厚200-300m;沉积了富含大量湖生有机质的黑色泥页岩和油页岩,是延长组的主要生油岩,厚300~ 400m,是最大湖进期的沉积,发育了稳定的湖相泥岩;湖盆萎缩阶段,由湖相逐渐过渡到河流三角洲沉积,顶部进入湖沼沉积,出现煤线和薄煤层,在陕北形成了我国晚三叠世重要的瓦窑堡煤系,厚150-300m。

总之,鄂尔多斯盆地延长组是油源岩和含煤岩系同盆共存的主要时期。从盆地的演化特点可以看出,油源岩主要形成于湖盆最发育的阶段,含煤岩系则主要形成于晚期湖盆萎缩阶段,发育了湖沼相的瓦窑堡煤系  。

该相主要发育于冲积平原环境和三角洲平原中,岩性以砂质泥岩为主,煤层厚度变化较大。这种环境经常暴露于潜水面之上,遭受氧化,所以单层厚度不稳定,生物保存程度差,只能形成贫氢煤。

显微组分组成上以富含镜质组、惰性组和贫壳质组为特征;显微煤岩类型以微丝煤和微镜惰煤为主。惰性组主要由氧化丝质体和粗粒体组成,含量在30%-90%;镜质组以均质镜质体为主,植物结构保存程度差;壳质组含量一般低于5%。泥岩中的有机成分也是以富集惰性组和镜质组为主要特征,它反映了一种偏氧化的沼泽环境  。

该相主要发育于湖盆边缘相带中,如三角洲的分流间湾、前三角洲及湖泊边缘沼泽相中,在湖泊萎缩、淤浅过程中特别发育。岩性多为灰黑色泥岩和腐殖一腐泥煤,单层厚度比较稳定,具有弱还原环境,有利于富氢煤的形成。有机质母质以草本威类植物为主,混生有木本植物。镜质组和惰性组含量较湿地森林沼泽有机相要低,形成微三合煤或碳质泥岩、沥青质的微亮煤。由于覆水相对较深,宏观底栖藻类和浮游藻类较为发育。

同时,由于位于湖泊边缘,水流作用较为强烈,导致植物强烈分解,形成以基质镜质体为主体(或富氢镜质体)的泥炭沼泽相,它相当于的“芦苇沼泽”相。此相可富集大量的抱子体,凝胶化指数和镜惰比较高,但由于水流作用的机械分解作用,导致结构保存指数很低。宏观上表现为具有亮线纹理的亮煤,贝壳断口;显微煤岩类型为微亮煤、富抱子微亮煤等,均匀结构  。

此相发育于湖泊水体中,其有机质主要来源于草本植物或藻类体(多为宏观底栖藻类),由漂浮植物(浮游藻类)、水生动物及丰富的细菌物质聚集而成。其他如粘土、抱子、碎屑惰性体等由水流或风携带入湖,形成富含类脂组显微组分的烃源岩和腐殖一腐泥煤、腐泥煤。这种相带中的煤往往灰分含量较高,大部分形成的是劣质煤和碳质泥岩。煤和烃源岩均富含抱子体、角质体和藻类体。煤的显微结构为碎屑结构;其煤岩类型主要是暗煤、微亮煤和藻煤,微三合煤、微抱子亮煤、微角质亮煤为多,镜质组含量相对较小;煤中的沥青质体、烃源岩中的矿物沥青基质含量较高。

该相带有机质的转化方向取决于有机质的成熟度,既可以转化形成良好的油源岩,也可以形成劣质煤和油页岩。在延长组沉积中期,尤其是长:段,在盆地西南和南部,分布有厚层油页岩,纵向上和水下扇体相叠置,岩心外表常挂“白盐霜”和硫黄,可能生成于滞水半封闭环境。铜川地面油页岩干酪根镜检结果主要是无定形颗粒,见有显微藻类,特别是宏观底栖藻类相对发育。从镜检结果看,藻类来源的无定形占46. 50%,壳质组含量为2. 25,镜质组含量为42. 25,惰性组含量为9. 00%;这种类型主要是由宏观底栖藻类的性质所决定的,宏观底栖藻类的生烃特点和性质介于显微藻类和高等植物母质之间,故而表现为混合的特征  。

这是一种特殊的有机相类型,它可以形成于覆水草本沼泽有机相,也可形成于开阔湖盆,是由水流将陆地沼泽或湖泊边缘沼泽中的泥炭带入异地沉积场所所致。在异地搬运过程中,泥炭经过氧化、分选而选择性保存稳定组分,因此特别富集抱子体、角质体等,往往形成角质残殖煤、抱子煤或烛煤,并含有一些藻类等低等生物形成的有机质以及由类似前身物质转变而来的沥青质体,类脂组含量一般在10%以上,藻类体主要是一些淡水的皮拉藻。煤的类型可由高壳质组含量的腐殖煤过渡到腐泥煤,且常含有较多的粘土矿物。暗色泥岩中的有机质组成和煤相似,一般角质体的形态不完整,含有较多的黄铁矿,镜质组含量常常低于50%。总之,该相的有机质先质主要是一些水生植物及浮游生物遗体和外来的高等植物的树叶、抱子和花粉等,它处于一种低腐殖酸的水下沉积环境  。

该相中的有机显微组分主要是藻类体、沥青质体和矿物沥青基质,可见有少量的高等植物碎屑,H/C原子比大于1. 4,氢指数在600 mg /g以上,主要形成碳质泥岩或沥青质泥页岩或油页岩,发育于浅湖的泥坪和半深湖环境,为深水沉积。该相具有很高的生油潜力。类体及沥青质体含量较高,最高可达80%左右。

由于有机相和沉积相的密切关系,因此这些有机相在时空上也互为过渡,发生有规律的相序递变。根据上述分析结果,按照有机质沉积时的覆水和氧化一还原程度,延长组沉积有机相模式为陆地森林沼泽相一湿地森林沼泽相一湿地草木混生沼泽相一覆水草本沼泽相一开阔湖盆藻质相一异地成因沼泽相,相应的沉积相序列为冲积平原相一三角洲相一湖泊相。其中,湿地森林沼泽相和开阔湖盆藻质相是三叠系最重要的有机相,也是延长组成油和成煤的主要有机相类型  。

煤、油、气是有机相中有机质转化的产物,其转化方向主要取决于母质类型。油气生成潜力则是由有机质丰度和类型共同确定的,即是由组成各有机相的显微组分特征和数量决定的。开阔湖盆藻质相的主要显微组分是藻类体(浮游藻类),覆水草本(沼泽)有机相的主要母质是水生草本厥类植物和宏观底栖藻类,它们的特征显微组分主要是富氢的基质镜质体和藻类体(浮游藻类和底栖藻类);湿地草木混生(沼泽)有机相以草本厥类植物和木本植物为母源,显微组分组成特征是高含量的富氢基质镜质体和类脂组;湿地森林(沼泽)有机相的原始植物类型主要是木本植物,主要的显微组分是镜质体;陆地森林(沼泽)有机相由于经常暴露无遗于氧化环境,因此其显微组分组成富含惰性组。

岩石热解实验结果表明,油气生烃潜力以浮游藻类和树脂体最高,其他类型的油气生成潜力顺序依次为高等植物类脂组、宏观藻类、富氢镜质体、镜质体和惰性组。以浮游藻类为主体母质的开阔湖盆藻质有机相的油气生成潜力是森林泥炭沼泽相的母质镜质组生油潜力的5-20倍。根据生烃潜力结果比较来看,开阔湖盆藻质有机相主要生油;而陆地森林(泥炭沼泽)有机相和湿地森林(泥炭沼泽)有机相主要成煤干酪根的腐殖型气;覆水草本植物(沼泽)有机相偏生油相,异地残殖(漂浮沼泽)有机相和湿地草本混生(沼泽)有机相则偏成煤相,但都具有相当的油气生成潜力  。


相关推荐


友情链接: 传奇百科网 招聘百科网 非凡百科网 游艇百科网 口红百科网 创业百科网 软木百科网