烃源岩的生烃母质：有机-粘粒复合体——来自热解参数对比的证据

摘要

传统观点认为,干酪根是油气生成的母质,这在有机地球化学和石油地质学的研究中被广泛接受.干酪根是指不溶于在非氧化性酸、碱和极性有机溶剂的沉积有机质(即不可溶有机质）,对其有机地球化学的研究通常只关注有机质本身.自然条件下,沉积有机质与无机矿物接触广泛,有机质在埋藏、成岩过程中与无机矿物以物理、化学等方式相互作用,使得有机质可以颗粒态、矿物结合态的形式赋存.前人研究发现,沉积物(岩）中有超过90％的有机质与矿物结合,游离于矿物之外的有机质含量较少.选取东营凹陷沙河街组三段(Es3)不同井位埋深2800-3400 m的烃源岩样，共计116块，并利用斯托克斯沉降法分离其中<2μm的粘粒级组分。选用常规热解检测分析以获得各样品的有机地化参数，利用X-射线衍射(XRD)和升温XRD获取样品的矿物学特征。分析结果表明，烃源岩中伊蒙间层矿物的层间距(dooi峰)为1.10-1.52nm（平均为1.23nm），结合250°C和550°C时的层间距变化，揭示有机质与粘土矿物紧密结合并形成有机-粘粒复合体。此外，全岩和其对应的有机一粘粒复合体的热解参数(S1、S2、TOC、PC、RC、HI、OI、PI、Tmax)具有极好的线性相关性，且S1、S2、PI都呈现随埋深增加而增大的趋势，而伊蒙间层矿物的层间距随埋深的增大而减小。进一步分析全岩和复合体的热解参数可以发现，全岩有机质类型来自于复合体。综合以上分析，结合有机-矿物相互作用对生烃的影响以及有机一粘粒复合体维持了沉积有机质天然的赋存形式（这有别于干酪根），有机-粘粒复合体作为烃源岩的生烃母质符合实际的地质情况。因此，通过热解参数的对比，确认了烃源岩的生烃母质主要是有机-粘粒复合体，这一结论强调了在烃源岩生烃母质的研究中应关注有机质原位赋存和有机-矿物相互作用的影响。