第三章 干酪根(修改)

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1、第三章干酪根第一节干酪根的概念及性质一、干酪根的概念干酪根（Kerogen）是沉积岩中主要的有机质和生油气母质，也是油气生成、演化研究的主要对象。Kerogen一词源于希腊语Keros，意指蜡。杜朗（1912）首先用这一术语描述苏格兰油页岩中的有机质，这些有机质经过加热蒸馏生成蜡样的稠油。随后许多研究者逐步将干酪根与生油母质联系起来，对干酪根已下了不同的定义。White(1915)：用人工蒸馏或天然演化能产出石油的沉积有机质。Hunt（1958）和Forsman（1963）：分散在古代沉积物中不溶于有机溶剂的有机组分，特别是非储集沉积岩中不溶有机质。Tissot和We

2、lte（1978）：沉积岩中既不溶于含水的碱性溶剂，也不溶于有机溶剂的有机组分。它泛指沉积岩中的一切有机质，但不包括近代沉积物中的腐殖质。Hunt（1979）：不溶于非氧化的酸、碱溶剂的沉积岩中全部分散的有机质。Durand（1980）：沉积物中不溶于常用有机溶剂的所有有机质，它除包含分散在沉积岩中不溶于有机溶剂的有机质组分外，还包含不同煤阶的腐殖煤、藻煤、藻烛煤、地沥青类物质，以及近代沉积物和土壤中的一切不溶于有机溶剂的有机质。在对干酪根下定义时应考虑这样一些因素：富集状有机质与分散有机质在成因、结构上有许多相似处；干酪根主要是成岩作用阶段由生物有机质缩合而成，既不

3、同于生物聚合物，也不同于腐殖质；干酪根的形成是一个由少到多的过程；用现今方法分离出的干酪根应与其定义相符，有利于研究。因此，干酪根是指沉积物中不溶于非氧化的无机酸、碱和有机溶剂的一切有机质。沉积物中有机质分布具有不均衡性，干酪根是沉积有机质中最重要的存在形式，其分布最广、数量最多。在古代非储集岩中像页岩和细粒灰岩，干酪根占有机质的80％～90％，其余的则是沥青。沉积岩中分散状态的干酪根比富集状态的煤和储集层中石油含量之和丰富1000倍，比非储集层中的沥青和其它分散的石油丰富50倍（Hunt,1972）。二、干酪根的性质1.干酪根的物理性质含有机质的沉积岩通过盐酸（HC

4、l）、氢氟酸（HF）处理除去矿物质后，分离出来的干酪根一般为细小、柔软的无定形粉末，深褐至黑色。在显微镜透射光下，干酪根呈浅黄至深褐色。大多数干酪根为多孔、非晶质颗粒，并可见到孢子等植物组织的残余物，其折射率、相对密度等物理性质与煤等天然有机质相类似（表3-1）。2.干酪根的元素组成干酪根以碳、氢、氧为主，含少量氮、硫、磷及微量金属元素。碳一般占70％～85％，氢占3％～10％，氧占3％～20％。干酪根为高分子聚合物，不同于一般纯化合物，没有一定组成，只有一个组成范围。66表3-1干酪根、煤、沥青折射率和相对密度的比较干酪根折射率相对密度沥青、煤折射率相对密度绿河页岩

5、（薄层）特拉弗斯灰岩绿河页岩（赤褐色）伍德福德页岩卡奈特拉弗斯灰岩弗隆蒂尔页岩切罗基页岩1.501.571.601.611.641.731.731.381.321.221.511.221.39地蜡（绿河）韧沥青（绿河）硬沥青（绿河）黑沥青褐煤亚烟煤烟煤无烟煤1.531.571.611.661.631.701.751.800.85～1.001.05～1.071.03～1.101.07～1.101.20～1.501.40～1.80影响干酪根的元素组成主要有三个因素：（1）有机母质类型；（2）有机质沉积时的沉积环境；（3）有机质成岩作用中的演化程度。一般以水生生物来源的干酪

6、根富含氢和氮，而以陆源高等植物来源的干酪根一般含碳量较高；深水还原条件下湖相或海相形成的干酪根富氢、氮，而在近岸氧化环境中形成的干酪根则贫氢、氮；随着沉积物埋深的增加，有机质演化程度增高，油气大量生成，干酪根碳含量便相对增大。由于干酪根原始母质类型和热演化程度不同，因此，干酪根的化学组成不可能保持固定值，而是在一定范围内变动，使干酪根的一些物理性质，如相对密度、反射率也发生相应的变化（图3-1）。不同类型干酪根的原始密度不同，I型干酪根最小（一般小于1.3），Ⅲ型干酪根最大（一般大于1.5）；随干酪根的成熟，其镜质体的反射率增大，密度随之增大。图3-1干酪根密度—反射

7、率与其类型和成熟度的关系（KinghonR.R.F.,1983）66第二节干酪根的显微组分特征由于干酪根中不同显微组分的来源和化学组成不同，其成烃特征具有明显的差异，因此对干酪根显微组分的研究具有重要的意义。干酪根显微组分的分类是在煤岩学基础上发展起来的。煤岩学者根据煤和有机质在显微镜下的特征，将煤的有机显微组分划分为三大类：壳质组、镜质组和惰质组。油气有机地球化学工作者将这一方法广泛应用于干酪根性质和类型的研究，将干酪根显微组分分为类脂组、壳质组、镜质组和惰质组（表3-2）。表3-2干酪根显微组分特征显微组分生物来源透射光反射光荧光扫描电镜藻质体藻