第四章沉积有机质的演化作用介绍

沉积固态有机质产物演化的总体规律
① 某些原生显微组分消失，同时新生成了某些显微组
分；
② 肉眼可见的光泽逐渐增强，条带状结构趋于明显； ③ 显微组分的荧光性和透光性逐渐消失，反光性持续 增强； ④ 孔隙性、吸附性等物理性质出现规律性演化；
二 流体有机质产物
广义的石油
气态的天然气（不包括沼气） 液态的原油、 固态的沥青和地蜡等 正构烷烃
化学参数: Vdaf、Qdaf、 Mad 有机元素: Cdaf、Hdaf、Odaf及其原子比（H/C和O/C） 辅助参数：显微硬度、荧光参数以及某些光谱参数等
三 、沉积有机质演化跃变
沉积有机质演化过程中其物理、化学性质通过量的积累而在一定 演化位置发生显著的变化，这种变化反映出质变的特征，煤化
跃变或有机质成熟跃变
热裂解气（干气）高峰 产物：
壳质组反射率大于惰质组，各向异性（△R）增长 物性：
位置：Ro,max 3.7% WY3~WY2 Vdaf 4% Cdaf 93.5%
作用：环缩合作用，秩理化作用、拼叠作用
第 四 次 跃 变 产物：进入超无烟煤（预石墨化）阶段，生烃作用停止 壳质组反射率最大； 顺磁性暂时消失； 物性 导电性明显增强； 孔隙性、大分子结构出现转折
第四章 沉积有机质的演化作用
第一节 演化的阶段与标志 第二节 演化产物 第三节 演化的地质－地球化学机理 第四节 沉积有机质的演化类型
第一节 演化的阶段与标志
一、 沉积有机质演化阶段
二、 沉积有机质演化标志
三、 沉积有机质演化跃变
一、 沉积有机质演化阶段 一、 沉积有机质演化阶段
沉积有机质的完整演化历程包括： 沉积作用：外、内营力地质作用 埋藏作用：内营力地质作用 风化作用：外、内营力地质作用 思考题：
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作用：芳构化作用、环缩合作用、热解作用
第 产物：生油停止，CH 大量生成，裂隙气大量生成 4 二 次 光性 （荧光性消失，显微组分各向异性增长）； 跃 最小 密度、水分、硬度、孔隙度、孔容、内 变 物性： 表面积、湿润热；
最大
第 三 次 跃 变
结焦性、发热量、脆度、内生裂隙
Ro,max 2.5% WY Vdaf 8% Cdaf 91% 位置： 热裂解（脱甲基）作用 作用：
显微组分 光学各向异 性急剧增大
第二节 沉积 有机质的演化产物
一、沉积固态有机质产物 二、流体有机质产物
一、沉积固态有机质产物
固态有机质产物的特征主要通过物质组成、物理性质、化学性质等得以体 现，物质组成包括了岩石学组成和化学组成，物理性质，光学、吸附性、 孔隙性等
一、沉积固态有机质产物 一、沉积固态有机质产物
第三节 沉积有机质 演化的地质－地球化学机理
一、有机质演化的地球化学机理*
二、沉积有机质演化的地质因素
一、演化的地球化学机理
演 缩聚作用：芳香稠环体系增大 化 降解作用：边基侧链发生降解 固态残余有机质 流体有机质
表4-1 沉积有机质演化跃变的主要特征 跃变 特征 跃变 点 位置 跃变序次 第一次 0.6%Ro,max, 43%Vdaf, 80%Cdaf 第二次 1.3%Ro,max, 29%Vdaf, 87%Cdaf 第三次 2.5%Ro,max, 8%Vdaf, 91%Cdaf 第四次 3.7%Ro,max, 4%Vdaf, 93.5%Cdaf 环缩合作 用拼叠作 用 生烃作用 基本停止, 达到生气 死限 顺磁性暂 时消失, 孔 隙性演化 趋势发生 转折 第五次 6.5%Ro,max, 3%Vdaf, 96%Cdaf 环缩合作用 拼叠作用 秩理化作用 镜质组和壳 质组的预石 墨化进程显 著开始
位置： Ro,max 0.6% CY Vdaf 43% Cdaf 80% 第 作用： 沥青化作用、芳构化作用 一 原生腐殖酸消失，进入烟煤阶段，油气开始大 次 量生成，出现次生显微组分（沥青质体，渗出 跃 产物： 沥青体） 变 物性： 反射率增大很快，次生荧光出现
位置：Ro,max 1.3%
JM
Vdaf 29%
二、 沉积有机质演化标志
物理、化学标志应具备的条件
① 演化程度相同时，性质稳定或变异性较小；
② 在沉积有机质中分布广泛，易于寻找； ③ 演化程度不同时，同种参数的演化幅度要足够大；
④ 是沉积有机质的主要成分或重要成分,代表性较强；
⑤ 面积要足够地大，便于观察测量
主要的参数类型
物理参数：Ro,max、 Ro,ran 、 Ro,m
芳构化作用 跃变 沥青化作用 热裂解（脱 环缩合作用 甲基）作用 机理 芳构化作用 热裂解作用 原生腐殖酸 演化 消失，进入 产物 生油窗, 出 现次生组分 生油作用基 本结束, 甲 烷开始大量 生成 热裂解气大 量生成, 干 气生成达到 高峰
镜质组反射 镜质组的密 镜质组光学 主要 率开始显著 度、水分、 各向异性显 物理 增高, 次生 显微硬度、 著增大, 显 性质 荧光开始出 孔隙率等达 微硬度开始 变化 现 到最小值 急剧增高
无机流体:H2O、CO2、N2以及某些稀有气体等
有机流体:烃类，包括石油和天然气。
石油天然气为有机质在演化中形成的衍生物 干气：泥炭～褐煤 阶段 天然气的形成经历 湿气：气煤~瘦煤阶段 干气：贫煤~无烟煤阶段 生油门限或石油生成线：褐煤~长焰煤阶段 生油死限或石油死亡线：焦煤阶段的初期 “生油窗”：生油门限与生油死限之间
链烷烃 异构烷烃 饱和烃 环烷烃 单环 不饱和烃 芳香烃 多环
原油中的烃类
非烃
稠环
原
油
的 化 学 成
分
石油与天然气基本性质的差别
① 天然气的产出类型具有多样性的特征；
② 石油的化合物组成比天然气更为复杂；
分子量 石油： 天然气： 75~275 <20 H/C原子比 1.4~2.2 3~4
③ 两者在物理性质方面的差别更为明显； ④ 二者的运移能力、运移速度、运移规模有差异。
① 沉积有机质是呈渐进式演化还是呈阶跃式演化， 抑或二者兼而有之？ 聚集与分散有机质的演化能否相互对应？采用哪 些标志来定义其演化进程？ 固态有机质与流体有机质的成生演化之间表现为 何种动态关系？
②
③
（一）固态沉积有机质的演化阶段
图4-1
沉积有机质演化阶段与特征之间的关系
（二）流体地质有机质的演化阶段