干酪根如何判断有机质类型？
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干酪根是Kerogen的译音，是指存在于沉积岩和沉积物中不溶于含水的碱性溶液，也不溶于普通有机溶剂中的有机质，因此也称为不溶有机质。它是由杂原子键和脂族链连接的缩合环状核所形成的大分子有机化合物，也是岩石中分布最普遍、数量最多的一类有机质。
（1）干酪根的显微镜下鉴定。
干酪根显微镜下鉴定是煤岩学中显微镜组分鉴定技术在干酪根研究中的应用。将制好的干酪根湿样涂在薄片上，并制成薄片。在自然光和荧光下对干酪根颗粒进行镜下形态、组构观察和辨认，配合荧光发光特征和强度可以确定不同的有机显微组分，它可以直接提供关于原始有机质的生源组成。因此，它是分析有机质类型的一个重要手段。通过显微镜下观察可将干酪根分为以下四个组分。
①腐泥组：在镜下为无定型，边缘轮廓不清，呈絮状、团粒状、蜂窝状或云雾状，一般为黄—浅黄色。其原始母质主要为低等水生生物，包括藻类。该组分在化学成分上富含氢，一般H/C原子比大于1.5以上，是优质母源的重要组成部分。值得特别注意的是，近几年来，国内外许多学者，在陆相烃源岩干酪根中发现高等植物的木质素或纤维素由细菌改造而成的贫氢无定型组分，一般出现在过渡型或腐殖型有机母质中。在我国陆相地层中，强还原环境下的盐湖相沉积中较普遍出现。这种组分具有一定生油能力，但并不是最好的生油母质，在荧光显微镜下观察呈弱荧光或不发荧光，元素分析H/C原子低。
②壳质组：这种组分包括孢子、花粉、植物皮层、角质体、树脂、木栓质体及草本。主要来源于陆生植物的某些组织器官。具有一定的外形，比较规则，具有明显的结构特征，颜色较为多样，有浅黄、桔黄、浅棕、黄棕色。该组分的化学组分亦相对富氢，类脂组成分相对含量较高，是混合型母质的重要组成部分，对成烃贡献较大。
③镜质组：这种组分在镜下具有明显规则的外形轮廓，形态完整，如细胞纤维结构等，源于高等植物的木质体或纤维素。颜色较为复杂，从浅红到红棕色、黑色均有。还有一种镜质体，没有明显的植物残体结构，可能是植物组织凝胶化作用形成，呈块状或胶粒状。镜质体含氢很少，对生油贡献不大，能生成部分天然气，是腐殖型干酪根的重要组成部分。
④惰质组：该组分由高等植物木质体以丝碳化作用缓慢氧化而形成，以及森林焚烧遗留下来的碳质体，对生油几无贡献，是Ⅲ型干酪根的重要组成部分，在高成熟及过成熟的腐殖型母质中占有绝对优势。
在我国烃源岩干酪根的组分研究中，极少见到单一组分的母质类型，绝大部分是上述四种组分不同比例的混合。鉴于各组分对油气贡献不同，可以通过测定各组分的相对百分含量，用类型指数T值来划分有机质类型。分类标准见表1—5。
表1—5 干酪根镜检分类表
式中A——无定型组分百分含量；B——壳质组分百分含量；C——镜质组百分含量；D——惰质组百分含量。
（2）干酪根元素组成分类。
①干酪根元素分析。
干酪根中碳、氢、氧、氮、硫元素是用元素分析仪进行测定的。碳、氢、氮、硫元素同时测出，而氧元素单独测定。其基本原理是：碳、氢、氮、硫元素分析，在燃烧管中高温通入氧气，使有机质被氧化成二氧化碳、水和氮的氧化物，通过还原管，氧化氮被还原成氮，生成的二氧化碳和氮由色谱柱或硅胶柱分离，热导检测器测定，用外标法确定碳、氢、硫、元素含量。氧元素测定原理是：将样品在裂解管中高温裂解，用色谱柱分离热解气体混合物，热导检测器或红外检测器直接测定热解气体混合物中的一氧化碳。用外标法确定氧元素含量。
②干酪根元素组成划分类型。
干酪根的H/C原子比、O/C原子比集中地反映了干酪根的化学性质，因此是划分干酪根类型的基本指标。对于干酪根类型的划分，最好是在标志着干酪根主要类型和演化途径的“范克雷维伦（Van Krevelen）类型图解”上，也即是说将H/C原子比和O/C原子比制在一个图版上，用图版来确定干酪根类型。因为干酪根的元素组成不仅取决于原始有机质的品质，而且也与演化程度有关。在这种类型图上，突出了有机质的演化途径，各种类型的干酪根沿着各自的演化曲线演变。但在很深的演化阶段所有点就合在一起了。所以对于演化程度较深的阶段，难以给出干酪根类型的特定划分界线。
近年来经过我国有机地球化学工作者的艰苦努力，已经建立了我国有机质类型的划分标准。据干酪根元素组成划分有机质类型的标准见表1—6。
表1—6 据干酪根元素组划分有机质类型表（3）干酪根碳同位素值判别有机质类型。
成烃母质的碳同位素组成含有原始母质类型输入的信息。干酪根稳定碳同位素组成研究表明，在一般淡水或微咸水沉积环境下，有机质中陆生高等植物有机质含量越高，则其更富含13C同位素，而低等水生生物等富含类脂体的有机质则12C同位素更丰富。据研究，干酪根碳同位素的热敏性差，从未成熟阶段到成烃液态窗阶段，再到湿气—凝析油阶段甚至干气阶段，干酪根中δ13C值的变化幅度仅为1‰左右。因此，δ13C值在一定的成烃演化阶段范围内（Ro=0.4%～1.60%），尤其在较高演化阶段又成为判别原始母质类型的有效参数。
根据研究，干酪根δ13C小于-28‰为I型有机质，大于-25‰为Ⅲ型有机质，介于其间为过渡型有机质。其中δ13C为-28‰～-26.5‰为Ⅱ1型有机质，-26.5‰～-25‰为Ⅱ2型有机质。
（4）干酪根红外光谱特征。
干酪根是一种复杂的有机集合体，通过红外光谱分析可确定其官能团组成。目前国内使用仪器主要为傅立叶红外光谱仪。干酪根红外光谱谱图见图1—2。
在图1—2中2920cm-1、2860cm-1、1460cm-1附近的吸收峰反映属于脂肪族烷基的C—H对称及不对称伸缩振动，1700cm-1附近吸收峰反映羰基C行内图：10007502127348010004_0014_0002.jpg" />
2614O（醛、酮）羧基COOH（酸、酯）等含氧官能团的收缩振动，1600cm-1附近吸收峰是芳环中的—C=C—伸缩振动及变形振动。因此上述吸收峰的相对强度代表了干酪根中三种主要化学基团。这三种主要化学基团的组成反映了干酪根的母质类型。应注意的是同一类干酪根这些吸收峰强度都与成熟度有关，研究成熟度较高的生油岩时要同其它指标综合考虑。
图1—2 干酪根红外光谱图根据杨志琼的研究成果，干酪根2920cm-1大于0.3光密度/毫克者，为低等浮游生物组成的优质母质（Ⅰ型），而小于0.1光密度/毫克者为高等陆源生物组成的腐殖型母质（Ⅲ型），介于其间为过渡型母质（Ⅱ型）。
近年来许多研究人员在红外光谱应用方面做了大量的工作。提出了红外光谱划分干酪根类型的方法和指标。采用2920cm-1、1600cm-1、1700cm-1三种吸收峰强度进行归一，其中2920cm-1大于75%为I型有机质，小于50%为Ⅲ型有机质，介于50%～75%之间为过渡型有机质。这个标准大多数地区应用效果还是比较好的。
（1）干酪根的显微镜下鉴定。
干酪根显微镜下鉴定是煤岩学中显微镜组分鉴定技术在干酪根研究中的应用。将制好的干酪根湿样涂在薄片上，并制成薄片。在自然光和荧光下对干酪根颗粒进行镜下形态、组构观察和辨认，配合荧光发光特征和强度可以确定不同的有机显微组分，它可以直接提供关于原始有机质的生源组成。因此，它是分析有机质类型的一个重要手段。通过显微镜下观察可将干酪根分为以下四个组分。
①腐泥组：在镜下为无定型，边缘轮廓不清，呈絮状、团粒状、蜂窝状或云雾状，一般为黄—浅黄色。其原始母质主要为低等水生生物，包括藻类。该组分在化学成分上富含氢，一般H/C原子比大于1.5以上，是优质母源的重要组成部分。值得特别注意的是，近几年来，国内外许多学者，在陆相烃源岩干酪根中发现高等植物的木质素或纤维素由细菌改造而成的贫氢无定型组分，一般出现在过渡型或腐殖型有机母质中。在我国陆相地层中，强还原环境下的盐湖相沉积中较普遍出现。这种组分具有一定生油能力，但并不是最好的生油母质，在荧光显微镜下观察呈弱荧光或不发荧光，元素分析H/C原子低。
②壳质组：这种组分包括孢子、花粉、植物皮层、角质体、树脂、木栓质体及草本。主要来源于陆生植物的某些组织器官。具有一定的外形，比较规则，具有明显的结构特征，颜色较为多样，有浅黄、桔黄、浅棕、黄棕色。该组分的化学组分亦相对富氢，类脂组成分相对含量较高，是混合型母质的重要组成部分，对成烃贡献较大。
③镜质组：这种组分在镜下具有明显规则的外形轮廓，形态完整，如细胞纤维结构等，源于高等植物的木质体或纤维素。颜色较为复杂，从浅红到红棕色、黑色均有。还有一种镜质体，没有明显的植物残体结构，可能是植物组织凝胶化作用形成，呈块状或胶粒状。镜质体含氢很少，对生油贡献不大，能生成部分天然气，是腐殖型干酪根的重要组成部分。
④惰质组：该组分由高等植物木质体以丝碳化作用缓慢氧化而形成，以及森林焚烧遗留下来的碳质体，对生油几无贡献，是Ⅲ型干酪根的重要组成部分，在高成熟及过成熟的腐殖型母质中占有绝对优势。
在我国烃源岩干酪根的组分研究中，极少见到单一组分的母质类型，绝大部分是上述四种组分不同比例的混合。鉴于各组分对油气贡献不同，可以通过测定各组分的相对百分含量，用类型指数T值来划分有机质类型。分类标准见表1—5。
表1—5 干酪根镜检分类表
式中A——无定型组分百分含量；B——壳质组分百分含量；C——镜质组百分含量；D——惰质组百分含量。
（2）干酪根元素组成分类。
①干酪根元素分析。
干酪根中碳、氢、氧、氮、硫元素是用元素分析仪进行测定的。碳、氢、氮、硫元素同时测出，而氧元素单独测定。其基本原理是：碳、氢、氮、硫元素分析，在燃烧管中高温通入氧气，使有机质被氧化成二氧化碳、水和氮的氧化物，通过还原管，氧化氮被还原成氮，生成的二氧化碳和氮由色谱柱或硅胶柱分离，热导检测器测定，用外标法确定碳、氢、硫、元素含量。氧元素测定原理是：将样品在裂解管中高温裂解，用色谱柱分离热解气体混合物，热导检测器或红外检测器直接测定热解气体混合物中的一氧化碳。用外标法确定氧元素含量。
②干酪根元素组成划分类型。
干酪根的H/C原子比、O/C原子比集中地反映了干酪根的化学性质，因此是划分干酪根类型的基本指标。对于干酪根类型的划分，最好是在标志着干酪根主要类型和演化途径的“范克雷维伦（Van Krevelen）类型图解”上，也即是说将H/C原子比和O/C原子比制在一个图版上，用图版来确定干酪根类型。因为干酪根的元素组成不仅取决于原始有机质的品质，而且也与演化程度有关。在这种类型图上，突出了有机质的演化途径，各种类型的干酪根沿着各自的演化曲线演变。但在很深的演化阶段所有点就合在一起了。所以对于演化程度较深的阶段，难以给出干酪根类型的特定划分界线。
近年来经过我国有机地球化学工作者的艰苦努力，已经建立了我国有机质类型的划分标准。据干酪根元素组成划分有机质类型的标准见表1—6。
表1—6 据干酪根元素组划分有机质类型表（3）干酪根碳同位素值判别有机质类型。
成烃母质的碳同位素组成含有原始母质类型输入的信息。干酪根稳定碳同位素组成研究表明，在一般淡水或微咸水沉积环境下，有机质中陆生高等植物有机质含量越高，则其更富含13C同位素，而低等水生生物等富含类脂体的有机质则12C同位素更丰富。据研究，干酪根碳同位素的热敏性差，从未成熟阶段到成烃液态窗阶段，再到湿气—凝析油阶段甚至干气阶段，干酪根中δ13C值的变化幅度仅为1‰左右。因此，δ13C值在一定的成烃演化阶段范围内（Ro=0.4%～1.60%），尤其在较高演化阶段又成为判别原始母质类型的有效参数。
根据研究，干酪根δ13C小于-28‰为I型有机质，大于-25‰为Ⅲ型有机质，介于其间为过渡型有机质。其中δ13C为-28‰～-26.5‰为Ⅱ1型有机质，-26.5‰～-25‰为Ⅱ2型有机质。
（4）干酪根红外光谱特征。
干酪根是一种复杂的有机集合体，通过红外光谱分析可确定其官能团组成。目前国内使用仪器主要为傅立叶红外光谱仪。干酪根红外光谱谱图见图1—2。
在图1—2中2920cm-1、2860cm-1、1460cm-1附近的吸收峰反映属于脂肪族烷基的C—H对称及不对称伸缩振动，1700cm-1附近吸收峰反映羰基C行内图：10007502127348010004_0014_0002.jpg" />
2614O（醛、酮）羧基COOH（酸、酯）等含氧官能团的收缩振动，1600cm-1附近吸收峰是芳环中的—C=C—伸缩振动及变形振动。因此上述吸收峰的相对强度代表了干酪根中三种主要化学基团。这三种主要化学基团的组成反映了干酪根的母质类型。应注意的是同一类干酪根这些吸收峰强度都与成熟度有关，研究成熟度较高的生油岩时要同其它指标综合考虑。
图1—2 干酪根红外光谱图根据杨志琼的研究成果，干酪根2920cm-1大于0.3光密度/毫克者，为低等浮游生物组成的优质母质（Ⅰ型），而小于0.1光密度/毫克者为高等陆源生物组成的腐殖型母质（Ⅲ型），介于其间为过渡型母质（Ⅱ型）。
近年来许多研究人员在红外光谱应用方面做了大量的工作。提出了红外光谱划分干酪根类型的方法和指标。采用2920cm-1、1600cm-1、1700cm-1三种吸收峰强度进行归一，其中2920cm-1大于75%为I型有机质，小于50%为Ⅲ型有机质，介于50%～75%之间为过渡型有机质。这个标准大多数地区应用效果还是比较好的。
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