Question

有机质早期演化的阶段性与不均衡性

Answer 1

上述显微组分光性特征和可溶有机物化学组成特征两方面的变化直接展示了江汉盆地低成熟烃源岩中有机质早期演化。江汉盆地有机质早期演化具有明显的阶段性：大约在R_o=0.55%时有机质性质发生“突变”，例如在荧光光谱图中，孢子体、藻类体荧光峰态由左偏态单峰型向宽缓双峰型发展，λ_max、Q值明显增加，非烃荧光迅速红移至680nm。上述“二段式”演化与我们以往对低熟烃源岩中有机质演化研究成果不谋而合(王铁冠等，1995；李贤庆等，1997)。

每一种指标对有机质演化具有不同的“响应”范围，单一指标往往不可能全面标志有机质的演化历程，为此，需要综合运用各种参数，特别是采用光学参数与地球化学参数相结合，来划分有机质早期演化阶段。

江汉盆地低成熟烃源岩中以藻类体、孢子体等组分既是数量上最为丰富的组分，又是最重要的富氢组分。一般认为，孢子体的“成熟”生油门限为R_o约0.55%，而藻类体的“成熟”生油门限为R_o约0.60%或0.70%。

王培荣等(1997)对江汉盆地一块典型低成熟泥岩样(R_o=0.33%)及其抽提物样进行了低温加水热样模拟实验，结果表明，可溶有机质在热演化过程中存在“两极分化”现象，即在温阶200℃(R_o≤0.55%)时，非烃和沥青质发生低温缩聚作用形成分子更大的不可溶有机质，另一方面发生脱杂原子官能团的作用，分子量变小转变为烃类，进一步说明江汉盆地低成熟烃源岩在R_o为0.55%时，发生有机质生烃机制的转化，进一步印证说明以R_o=0.55%为界进行演化阶段划分的合理性。

根据显微组分光性特征和可溶有机物化学组成变化，可以将江汉盆地烃源岩有机质早期演化划分为两个阶段，即阶段I和阶段Ⅱ(见表6-2)。值得指出的是，由于单一演化指标所反映的只不过是有机质演化的一个方面，而有机质各方面的演化并不平衡，故每一演化指标划分演化阶段界限势必高低错落，不可能整齐划一，因此常常把各种演化指标的“平均”界限来作为演化阶段划分的界限。

表6-2 江汉盆地古近系烃源岩热演化阶段初步划分

注：I₁—C₂₉20S/(20S+20R)；I₂—C₃₂22S/(22S+22R)；MTTC—5，8-MTTC/7，8-MTTC。

有机质演化的不均衡性除了有机质本身各个方面演化的不平衡之外，还包括不同地区或同一地区不同构造部位有机质演化的不均衡性。后者在江汉盆地的明钾1井和王4-2²井的对比中得到很好的体现，无论从R_o-深度关系图、荧光参数-深度关系图，还是某些可溶组分的生标演化参数-深度关系图中，都可以清楚看出明钾1井和王4-2²井存在着明显的有机质演化“不均衡”现象。比较来看，王4-2²井演化速率快于明钾1井，同一埋深时前者达到的热演化程度高于后者，如R_o值同为0.50%时，王4-2²井现今埋深仅达1000m左右，而明钾1井现今埋深却达2500m。两口井镜质组反射率指标“梯度”差异详见下表6-3。造成这种演化的不均衡性与不同钻孔所处构造位置、沉积条件、受热史及其他地质因素的差异有关。

表6-3 明钾1井和王4-2²井的反射率梯度比较