Question

上古生界烃源岩有机质类型

Answer 1

1.有机显微组分组成

对鄂尔多斯盆地上古生界煤有机显微组分组成的研究（王少昌，1985；徐正球等，1993）表明，石炭—二叠系煤以镜质组占优势（一般为60%～90%），其次是惰质组（5%～40%），“壳质组＋腐泥组”较低（＜20%）。从显微组分组成上看，石炭—二叠系煤基本落在镜质组—惰质组组合内，为倾气型煤（钟宁宁等，2000）。

石炭—二叠系泥岩和石炭系灰岩干酪根的有机显微组分组成统计结果见表2-5。与煤相似，暗色泥岩干酪根也以镜质组为主，壳质组和惰质组含量均较低。值得指出的是，虽然一些泥岩干酪根中无定形组分的含量较高，但干酪根镜鉴细致观察发现无定形组分中往往以腐殖无定形为主。因此，泥岩干酪根的类型一般为Ⅲ型，仅少量本溪组、太原组的泥岩干酪根为Ⅱ型（张文正等，1997）。与煤和暗色泥岩相比，灰岩干酪根中含有较高的腐泥组组分，含量平均达70.2%，属Ⅱ型乃至I型。

表2-5　鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩干酪根有机显微组分组成统计

注：表中数据格式：最小值～最大值/平均值。　　　　（据张文正等，1997）

2.干酪根元素组成

由于本区石炭—二叠系热演化程度较高，H/C和O/C原子比一般已难以反映其原始有机质类型（表2-6）。可见，一些煤和泥岩干酪根样品具有较高的O/C原子比，而个别泥岩干酪根样品则具有较高的H/C值（达0.92），说明煤和泥岩主要应该是Ⅲ型，部分泥岩干酪根是Ⅱ型。

表2-6　鄂尔多斯盆地石炭—二叠系烃源岩干酪根元素组成

（据张文正等，1997）

3.干酪根及烃产物碳同位素组成

据夏新宇（2000）研究，石炭—二叠系煤和大多数暗色泥岩干酪根富有¹³C,34个煤样的碳同位素δ¹³C组成最重为－22.8‰，最轻为－25.9‰，平均－24.2‰；20个泥岩干酪根样品δ¹³C组成最重为－22.8‰，最轻为－26.4‰，平均－24.3‰，充分说明其有机质母质主要来源于陆生高等植物，有机质类型属Ⅲ型；少量泥岩干酪根样品δ¹³C组成较轻（＜-25‰），母质类型相对较好，属Ⅱ型，这主要分布于海陆过渡相沉积的石炭系。而石炭系灰岩干酪根碳同位素特征与上述煤和泥岩相差较大，干酪根碳同位素δ¹³C平均值为－26.09‰，介于奥陶系碳酸盐岩和二叠系煤系之间，其母质类型主要为Ⅱ型。

石炭—二叠系源岩烃产物中，煤和暗色泥岩的碳同位素较重，而灰岩的碳同位素较轻，尤其是石炭系灰岩热解产物碳同位素组成与奥陶系白云岩的抽提物基本一致，也说明石炭系碳酸盐岩有机质具有Ⅱ型乃至工型的特征（夏新宇，2000）。

4.可溶有机质族组分特征

鄂尔多斯盆地石炭—二叠系煤的氯仿沥青“A”族组成具有高芳烃（10%～35%）、高非烃＋沥青质（60%～80%）、低饱和烃（＜20%）、低饱/芳值（小于0.5）的特征（张文正等，1997）。大多数泥岩样品的氯仿沥青“A”族组成与煤相似，只是饱和烃含量和饱/芳值要略高一些，这与泥岩干酪根中含相对较高的富氢组分有关，有少量泥岩样品的氯仿沥青“A”组成具较高的饱和烃含量（＞20%）和饱/芳值（＞1.0）。石炭系灰岩的氯仿沥青“A”组成性质较好，说明其母质类型也较好。

5.生物标志物特征

石炭—二叠系煤和大多数暗色泥岩生物标志物特征相似，均表现出Ⅲ型母质特征，而石炭系灰岩和部分暗色泥岩则表现出Ⅱ型母质的生物标志物特征（杨俊杰等，1996）。

由此可见，鄂尔多斯盆地石炭—二叠系煤基本上为Ⅲ型母质，暗色泥岩也以Ⅲ型有机质为主，石炭系存在Ⅱ型母质的暗色泥岩，石炭系灰岩有机质主要为Ⅱ型。