Question

　有机显微组分组成特征1

Answer 1

一、石炭—二叠纪煤系烃源岩显微组分组成特征

渤海湾盆地石炭一二叠纪煤中富含有机质，有机显微组分含量一般占全岩体积的70%以上；暗色泥岩中有机质相对较少，一般占全岩体积的5%以内；但碳质泥岩中有机质含量一般可达15%～30%。在有机显微组分组成中，一般以镜质组为主，含量40%～85%不等，各地区、不同聚煤时代都有一定的变化。根据南华北石炭—二叠纪煤研究结果，从上石盒子组、下石盒子组、山西组到太原组，镜质组含量依次增加，壳质组＋腐泥组递减（赵师庆，1995，钟宁宁，1996），但对渤海湾盆地石炭—二叠纪煤研究和统计中发现这种规律很不明显，尤其是壳质组含量变化更大，一般含量＜10%，而在某些地区或某些分层中可达到残植煤的富集程度，而且山西组比太原组更富集（如苏13、苏8、孔古4、徐14等井）。

从显微组分组成看（表6-3），不同坳陷、不同层位、不同类型烃源岩都有变化（图6-1），但变化规律不是很明显。总体看，在煤中以镜质组为主，惰质组次之，壳质组一般＜10%；暗色泥岩中，多数样品的富氢组分含量＞30%（主要是矿物沥青基质），但在济阳坳陷较低，这与采集样品的地区热演化程度较高（R_o一般＞1.2%）有关。渤海湾盆地这种显微组分组成特征反映了该区石炭—二叠纪聚煤作用时整体环境的相似性和局部地区的特殊性。

图6-1　煤和泥岩的有机组分含量分布图

（a）煤；（b）泥岩

为了对石炭—二叠纪煤系烃源岩有一个系统而完整的认识，根据实际采样的可能，分别对黄骅坳陷孔古4井、冀中坳陷苏8井、沧县隆起大参1井及济阳坳陷义古40井等钻孔进行了详细分析研究（表6-4，图6-2）。

以孔古4井为例，煤中以镜质组为主，一般含量53%～78%，在镜质组中，以基质镜质体为主，均质镜质体含量比较少。据荧光下观察，基质镜质体中，暗褐—暗红色的基质镜质体B比较丰富，其含量可占基质镜质体总量的40%以上。一般认为，华北地区石炭—二叠纪煤中均质镜质体和基质镜质体B含量在太原组煤中较多，而结构镜质体则在山西组煤中较多，在对孔古4井煤的研究中发现，这种结果不能一概而论，首先，均质镜质体含量太原组并不比山西组高，而基质镜质体B虽然总的看太原组比山西组含量多，但也有相反的煤层。这反映了不同煤层形成时介质条件的变化，而结构镜质体在两个组的煤层中都很少。孔古4井石炭—二叠纪煤中惰质组合量比较多，且以粗粒体为主，山西组比太原组煤稍高。壳质组含量变化较大，在山西组和太原组煤中都有含量较多的煤层。据荧光观察统计，煤层中有机组分在荧光和反射光下统计结果相似，而泥岩中则由于矿物沥青基质在荧光下的出现而差异较大。矿物沥青基质在泥岩中含量可达23%～65%（占全岩体积），而且暗色泥岩比碳质泥岩中含量高。从类型看，碳质泥岩中以A型为主，暗色泥岩中以B型为主；从层位看，太原组泥岩中B型比山西组发育。

各钻井石炭一二叠纪煤系烃源岩有机组分组成统计分析表明，太原组和山西组煤中有机组分含量变化较大，镜质组和惰质组含量以济阳坳陷的义古4井最丰富；而壳质组则以黄骅和冀中坳陷的孔古4、苏8、徐14等井代表的地区较丰富，沧县隆起区的大参1井石炭—二叠纪煤中壳质组含量和济阳坳陷相似。

表6-3　渤海湾盆地石炭—二叠系煤系烃源岩有机组分组成

续表

表6-4　孔古4等钻孔石炭—二叠系煤系烃源岩有机组分组成

续表

注：V₁—无荧光镜质组组分；V₂—有荧光镜质组组分。

二、有机质类型的岩石学评价

确定烃源岩的有机质类型是评价烃源岩的主要研究内容。有机岩石学认为，烃源岩的油气潜力和生烃模式取决于其中生烃组分的数量、组成、质量及热演化程度，从而形成了以显微组分组成为基础的有机质类型的岩石学评价体系。应用岩石学方法进行有机质类型的评价主要有两种方法：一是以干酪根分析为基础而建立起来的类型指数法，如著名的美国Exxon石油公司显微组分岩石学评价法，我国原石油工业部规范的类型指数TI法等；二是以全岩分析为基础而建立起来的产烃指数（∑HP）、产油指数（∑OP）评价法（肖贤明、金奎励等1990；张鹏飞、金奎励，1997）。

本专题以全岩研究为主，采用张鹏飞、金奎励等（1997）在研究吐哈盆地早中侏罗世煤成烃时建立的评价方法，即对煤和泥岩根据显微组分组成和生烃性质所赋分值分别计算产烃指数（∑HP）和产油指数（∑OP），并根据计算结果划定有机质类型。显微组分产烃指数和产油指数及有机质类型划分方案见表5-5和表5-6。

对上述钻孔进行有机质类型的评价结果见表6-4，煤系烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主，但Ⅱ₂型也常见；从不同地区看，孔古4井和苏8井有机质类型最好，Ⅱ₂型较多，而大参1井和义古40井则主要为Ⅲ型，Ⅱ₂型很少出现。

对各坳陷和上述钻孔显微组分组成分别以腐泥组＋壳质组、镜质组和惰质组为端元制做三角图可以看出（图6-3、6-4、6-5、6-6），在A区域（E+S＞60%,V＜40%,I＜30%）腐泥型分布区内仅有大参1井的三个样品；绝大多数样品都分布在（E+S＜30%V＞60%,I＜40%）腐殖型（B）区域内。这反映了煤系烃源岩的特点，即有机母质主要是高等植物。

图6-2　主要钻孔石炭一二叠纪煤系源岩有机组分组成分布直方图

图例同图6-1

（a）太原组，煤；（b）山西组，煤；（c）太原组，泥岩；（d）山西组，泥岩

图6-3　黄骅坳陷石炭—二叠纪煤系烃源岩有机组分组成三角图

图6-4　冀中坳陷石炭—二叠纪煤系烃源岩有机组分组成三角图

图6-5　济阳坳陷石炭—二叠纪煤系烃源岩有机组分组成三角图

图6-6　主要钻孔煤系烃源岩显微组分组成三角图

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