碳酸盐岩油气地球化学

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1、4、碳酸盐岩油气地球化学（1）碳酸盐岩有机质赋存与组成特征（2）碳酸盐岩生烃潜力的再认识（3）认识碳酸盐岩成因的石油（4）碳酸盐岩有机质成烃演化模式与潜力评价（1）碳酸盐岩有机质赋存与组成特征1、有机质的赋存形式-1碳酸盐有机质的赋存形式具有多样性和复杂性。钟宁宁和秦勇（1995）认为，碳酸盐岩有机质赋存形式可以归纳为不同观察尺度的产状、不同的“类”和“型”有机质与矿物之间的空间关系及不同的有机质成因标志。共划分出四大“类”，10余个“型”的有机质赋存形式（图5-1）。碳酸盐岩中石油的储量约占世界石油储

2、量的一半。然而，碳酸盐岩生油仍然是油气成因尚未解决的重要问题之一。赋存形式是有机质的空间分布特征，它与碳酸盐岩的沉积、成岩作用有密切联系。在岩石的成岩演化过程中，各种赋存形式的机质可以发生相互转变（图5-2），并且，这种转变是特定的地质条件相联系的。1、有机质的赋存形式-22、显微组分特征及组成-1（1）显微组分分类显微组分分类是认识沉积有机质生源的最直接依据之一。表5-1分类法主要强调了碳酸盐岩显微组分的特殊性和显微组分之间的成因联系。海相镜质组、包裹有机体和动物有机碎屑都作为重要的组分列入分类中。（

3、2）显微组分分布特征与组成在显微镜下可见，碳酸盐岩有机质分布显示出原生显微组分丰度低、细分散。组成单调，以低等生物成因显微组分为主、次生有机质局部富集和包裹有机体发育的特点。碳酸盐岩显微组分组成中无定形组分占优势，有形态的组分少，而在形态颗粒中，保存生物结构的有机碎屑更少见。我国北方碳酸盐岩显微组分组成如表5-2所示。2、显微组分特征及组成-23、可溶有机质的组成-1碳酸盐岩中的可溶有机质由三个部分组成：岩石破碎后直接用溶剂抽提所得，亦称氯仿沥青“A”；从破坏碳酸盐矿物结晶格架的盐酸溶液中萃取出来的，沥

4、青“B”；抽提后岩样的盐酸不溶残余物再次用氯仿抽取所得，沥青“C”；沥青“A”：主要来源于充填类、无定型类及碎屑类形式赋存的有机质，游离于岩石组成颗粒之间，属游离沥青。沥青“B”：来自碳酸盐矿物晶体内部，与显微和亚显微层次的包裹类有机质有关，称之为包裹沥青。沥青“C”：它是结合在碳酸盐岩中的盐酸不溶物，特别是粘土矿物中的有机质，在岩石中以被束缚的晶间结合型、絮团形和侵染型有机质形式存在。3、可溶有机质的组成-2研究表明，可溶有机质的三种组成与显微镜下有机质的赋存形式有一定对应关系（表5-3）。每一种可溶

5、有机质的内部化学组成都有不同的分布范围（图5-3）。这种差别与碳酸盐岩有机质的生源、有机质成熟作用及成岩历史差别有关。（2）碳酸盐岩生烃潜力的再认识1、富有机质碳酸盐岩的有机相-1根据现有的石油生成理论，只有原始有机质丰度较高的岩石才有可能为油源岩。我国的碳酸盐岩主要是古生界的台地相碳酸盐岩，具有低有机质丰度和高成熟度的特点，这样的地球化学背景容易使我们的在实际工作中对碳酸盐岩生烃潜力的认识限于低丰度、高成熟度碳酸盐岩的生烃能力问题。近年，对塔里木盆地古生界有效烃源岩的研究表明：富有机质的碳酸盐岩仍然是

6、决定碳酸盐岩生烃潜力的关键；在碳酸盐岩沉积盆地的油气潜力评价中，富有机质沉积的有机相分析是有效的手段之一。1、富有机质碳酸盐岩的有机相-2我国学者对塔里木盆地海相地层的研究得出了一些新认识：（1）碳酸盐岩地层有机质赋存形式呈明显的非均质性，在其生油潜力评价中，应着重于在垂向上确定有效生油岩层段和平面上圈定油源区两个方面的工作；（2）碳酸盐岩地层总体上有机质丰度不高，但其中包含了一些富集有机质的微层，它们通常由泥灰岩或含泥质灰岩组成（粘土矿物含量10％~30％或更高）。所以，生烃潜力评价以高丰度的碳酸盐岩

7、为核心，对象应以泥晶灰岩、泥灰岩、灰泥纹层、压溶层和缝合线为主。1、富有机质碳酸盐岩的有机相-3优质的烃源岩与5种有机相有关：寒武系—下奥陶系的饥饿盆地有机相；蒸发泻湖有机相；中上奥陶统的台缘斜坡灰泥丘有机相；台缘斜坡瘤状灰岩有机相；半闭塞—闭塞饥饿陆湖海湾有机相。高有机质丰度的碳酸盐岩（TOC>0.5%）与下列4种微相有关：①层状灰泥丘A：由微晶凝块和灰泥条带组成，灰泥条带一般大于3cm；②层状灰泥丘B：由微晶凝块和灰泥纹层组成，灰泥纹层一般小于3cm；③丘间洼地；④压溶层和缝合线：是一种特殊的成岩—

8、有机相，最近几年才被提出作为碳酸盐岩生油潜力评价的有机相。2、碳酸盐岩有机质的类型-1碳酸盐岩有机质的类型受沉积有机相的控制。图5-4是我国典型海相碳酸盐岩干酪根类型的VanKrevelen图解。可见各种类型干酪根，特别是Ⅲ型干酷根在碳酸盐岩中的存在是不容忽视的事实。从世界看，与碳酸盐有关的大油气田，生烃母质主要为Ⅱ型干酪根，而不是通常所认为的Ⅰ型干酪根。Ferguson（1988）统计世界上18个碳酸盐岩盆地，其中干酪根类型为Ⅱ型或Ⅲ型的