有机岩石学第七讲2014

有机岩石学

（第七

讲）汤达祯2014年2月有机成熟作用（煤化作用）参数一、概况有机质成熟度是评价烃源岩最重要、最基本的参数之一。据统计，在有机质成熟带找油成功率25%~50%，而在未熟带找油则为2.5%~5.0%，在过成熟带主要为气。目前普遍用来确定成熟度的方法包括：有机地球化学法、有机岩石学法及粘土矿物测定法。相比之下，光学性质测定法具有快速、经济、直观、精确等优点，是生产上主要采用的研究手段。METHODSUSEDFORTHECHARACTERIZATIONOFSOURCE-ROCKSReliability:Exellent-V.GoodGoodFairPoorGEO-START,INC.2/84MODIFIEDFROMTISSOTANDWELTE,1978Figure1RankStages(scientific)

ASTM-Classificationofcoals(USA)(commericial)CarbonofVitrite(%d.a.f)*ValatileMatterofVirite(%d.a.f.)*Moisture(insitu)%Calorificvalueofvitritekcal/kg(a.f.)+ReflectanceofVitrinite%ImportantMicroscopicCharacteristicsApplicabilityoftheDifferentRankParametersPeat6075freecellulosedetailsofinitialplantmaterialoftenrecognizablelargeporesSoftbrownCoalBrownCoalCa.53354000Ca.0.30

nofreecelluloseplantstructuresstillrecognizablesclerotiacommoncellcavitiesfrequentlyemptyHardBrownCoalCa.77Ca.428-10(7200Btu/lb)ca.0.50

gelificationincompletepolishedsurfaceoftenappearsporousbeginningofvitritetransitionmarkedgelificationandcompactiontakesplace:

vitriniteisformedBitu-MinousHardCoalMedium-VolatileB.C.(12600Btu/lb)low-reflectingexinite

exinitebecomesmarkedlyhigherinreflectance(“coalificationjump”)exinitesnolongerdistinguishablefromvitrinite(20%V.M.)

palynomorphscannotbeseparatedfromcoalmatrixAnthraciteAnthraciteMeta-anthracite9188650(15500Btu/lb)2.60pronouncedreflectanceanisotropyBROWNCOALdullbrightLigniteSub-bituminousCoalCa.71Ca.49255500(9900Btu/lb)Ca.0.367000HardcoalHigh-rankLow-rankHigh-volatileBituminousCoalLow-volatileB.C.Semi-anthracite87298650(15500Btu/lb)1.10moisture(insitu)calorificvalue(a.f.)+hydrogenvolatilemattercarbonreflectancevitriniteGEOCHEMICALPARAMETERSOFCOALMETAMORPHISMGEO-STRAT,INC.2/80*d.a.f=dryashfree+a.f.=ashfreemodifiedfrom:Teichmuller&Teichmuller,1968有机岩石学（显微光性）参数光学成熟度指标生油岩成熟度参数应具备的条件ⅰ、普遍存在于生油岩中ⅱ、光性演变与油气生成具良好的相关性ⅲ、光性变化可用仪器精确地检测烃源岩成熟度光学评价方法☆镜质组反射率☆固体沥青反射率☆动物碎屑反射率☆镜状体(vitrinite-likemacerals)反射率☆藻类体反射率☆无定形体（微粒体）反射率☆类脂组的荧光参数☆矿物沥青基质荧光强度变化

☆孢粉热变指数（TAI）、色变指数（SCI）及透明度☆牙形刺光性变化参数(CAI)vitrinitereflectancedifferenceRmax--RminvitrinitereflectanceRmaxRelationbetweenmaximum(Rmax)reflectanceofvitriniteandanisotropy(differenceRmax-Rmin)accordingtomeasurementsoncoalsandcoalyinclusionsinclasticrocksfromtheFederalRepublicofGermany.AfterTeichmuller

etal.(1979b).WithpermissionfromtheGeologisches

Landesamt

Nordrhein-Westfalen

Lbbenburen-BramscheMassifMunsterland1boreholeRuthen-DrewerVitrinitereflectanceRmVitnnitereflectanceRmaxRelationbetweenmaximum(Rmax)andmeanorrandom(Rm)vitrinitereflectanceaccordingtomeasurementsoncoalsandcoalyinclusionsinclasticrocksfromtheFederalRepublicofGermany.AfterTeichmulleretal.(1979b).WithpermissionfromtheGeologisches

LandesamtNordrhein-Westfalen

RuhrDistrictAachenDistrictLbbenburen-BramschemassifMunsterland1boreholeNWGermanyRuthen-Drewer605040302070809085CoalificationtracksofthethreemaceralgroupsaccordingtoSmith&Cook(1980),modified.WithkindpermissionfromA.C.Cook.%Rmax

vitrinite%Rmax显微组分反射率的变化

（Alpern,1970）（一）镜质体反射率1、国际公认的可比指标

Ro<0.5%未熟，生物甲烷气、低熟油气

Ro0.6%~1.3%成熟—高熟，生油窗

Ro1.3%~2.0%过熟，凝析油、湿气

Ro>2.0%过熟，干气镜质组反射率2、镜质组亚类反射率的差别(1)据ICCP，镜质组分为结构镜质体和无结构镜质体（均质镜质体、基质镜质体、胶质镜质体和团块镜质体），一般以无结构镜质体中均质镜质体和基质镜质体反射率为准。(2)无结构镜质体反射率：团块镜质体>均质镜质体>基质镜质体>胶质镜质体。在腐殖煤及生油岩中，均质镜质体和基质镜质体最常见，占V的90%，故作为反射率实测的主要对象。(3)实测镜质组反射率频率分布图表明，基质镜质体反射率离散度比均质镜质体反射率大。镜质组反射率镜质组亚类反射率的差别镜质组反射率镜质组反射率3、镜质组反射率抑制(1)概念：镜质组反射率抑制(Suppression)效应指相同或相似热演化条件下，镜质组反射率因有机质类型或有机相不同的影响而造成的某种偏低。在腐泥型烃源岩中表现明显，镜质组性质存在多变性和不均一性。(2)原因：a、在泥炭化阶段，腐殖体形成过程中类脂物的明显输入，不同类型镜质体中碎屑类脂体、超微类脂体和类脂物特征上存在明显差异。在大多数情况下，受抑制的镜质体呈现明显的镜质组/类脂组的过渡，如腐泥镜质体、基质镜质体/沥青质体、树脂体等。近年来，“强还原煤”的发现，以及由此导致的正常地层剖面内反希尔特定律(Hilt)的出现，都是V受抑制造成的。b、相邻地层中煤、泥岩、灰岩中镜质体反射率各不相同，总的规律为煤中镜质体反射率>泥岩>灰岩。主要是由于岩石导热率和矿物催化作用的影响。持续到低级无烟煤阶段。镜质组反射率镜质组反射率抑制从图中可以看出，相同层位不同岩性镜质组Ro存在差异。镜质组反射率镜质组反射率抑制镜质组富氢使反射率受抑制。镜质组反射率抑制煤Ro>泥岩Ro>灰岩Ro煤Ro>泥岩Ro>灰岩Ro镜质组反射率镜质组反射率抑制镜质组反射率(3)反射率抑制校正a、Lo(1992)的校正图版——根据氢指数的高低，分别对测定Ro,m

进行校正，氢指数越高，实测值与校正值相差越大，氢指数在100-600之间者，Ro,m达1.5%左右时实测值与校正值趋于一致。b、Guick(1992)的荧光校正公式：

Ro(校正值)=Ro(测量值)+(FLI-1)/3.4其中Ro——镜质体最大反射率的平均值；

FLI——550~650nm测得的镜质体荧光强度的自然对数，以Leitz公司铀玻璃为标样，定为100。镜质组反射率HIHIHIHI

Ro>1.5%后，镜质体反射率受抑制作用明显减弱，实测值与校正值趋于一致。抑制校正镜质组反射率4、镜质组反射率增高a、Ro增高主要与再循环的氧化镜质体、假镜质体和半镜质体有关。b、源岩中惰性体、沥青、动物碎屑组分，由于与镜质体光性相近，而被认为是镜质体，导致Ro增高。生油岩镜质组反射率典型频率呈三众数分布，分别代表三种不同成因类型的镜质组。（二）固体沥青反射率1、影响沥青反射率的地质因素(1)沥青的成因类型：沥青的成因类型是影响反射率的重要因素之一，尤其成熟度不高的烃源岩中。a、原沥青——在低成熟阶段(0.1%-0.3%Rb)，与成熟度相关性不好，高成熟阶段后，反射率迅速增加，并超过V。b、运移沥青——原油热裂解产物，主要形成于生油后期及过成熟阶段。一旦形成，反射率迅速增加，到过成熟阶段超过V，与原沥青反射率相近。c、再循环沥青——由于遭受早期热成熟作用，其热演化规律在很大程度上取决于其所遭受的变质程度。一般不能作为成熟度指标。固体沥青反射率(2)沥青光性结构：光性结构是影响沥青反射率的另一重要因素。低演化阶段Rb<0.5%:

沥青呈现均一结构，各向同性，相关性较差。沥青Rb

0.5%~1.5%:

与成熟度相关性较好，可作为成熟度指标，均一结构。沥青Rb

>

1.5%~2.0%:

不均一结构，各向异性，Ro,max越大，各向异性越强固体沥青反射率2、沥青的热演化特征(1)Teichmüller(1972)发现，煤中沥青在Rb

0.6%~1.0%范围内经历了一种煤化作用跃变，沥青Rb最初低于VRo，最终高于VRo。(2)Riediger(1993)研究发现，在VRo0.72%时(Rb

0.52%)，固体沥青存在跃变。提出:

VRo>0.72%时，VRo=0.277Rb+0.57；VRo<0.72%时，VRo=0.618Rb+0.40.这是对Teichmüller认识的定量化。也是固体沥青热演化的最新观点。(3)Stasiuk(1993)提出藻可转变为沥青烯状沥青，并利用热台显微镜追索研究藻转变为沥青的全过程。固体沥青反射率3、沥青反射率与镜质体反射率的经验公式(1)Jacob(1985)公式：

VRo=0.618Rb+0.40得到ICCP(1992)认可(2)丰国秀(1988)公式：热模拟VRo=0.3195+0.6790Rb

自然样品VRo=0.3364+0.6569Rb

(3)Riediger(1993)公式：

VRo<0.72%时，VRo=0.618Rb+0.40VRo>0.72%时，VRo=0.277Rb+0.57固体沥青反射率2、沥青反射率作为源岩成熟度指标的意义(1)弥补碳酸岩地层中镜质体缺乏而导致成熟度指标受局限的影响；(2)在高成熟阶段—湿气阶段，Rb与Ro相关性较好，可作为成熟度指标；在低成熟阶段，受沥青成因影响大；在过成熟阶段受沥青光性结构影响大，应用效果欠佳。(3)沥青光性结构演化的认识，对于选取随机反射率而非最大反射率作为成熟度指标具有重要实际意义。固体沥青反射率固体沥青反射率（三）动物碎屑反射率1、笔石反射率2、几丁虫反射率3、虫牙反射率动物碎屑反射率1、笔石反射率

(1)时代分布及成分：∈—S，有人提出网格笔石延续到二叠纪，但与苔藓虫难以区分。在源岩中保存的只是外皮，原来认为成分是几丁质，最新研究成果为蛋白质。(2)笔石表面形态和显微结构：显微镜下可见笔石体的表皮带、纺锤层、平行或纤维层状(3)笔石光性结构：明显的二轴晶光性结构，在平行层面所切的光面上所测量笔石最大反射率较垂直切面所切光面上笔石最大反射率高，而垂直切面所切光面上笔石最小反射率较平行层面所切光面上笔石最小反射率小。(4)笔石光性演化：笔石反射率随地层埋深加大而增高。相同埋深下笔石反射率明显高于几丁虫和固体沥青反射率。Goodarzi(1985):低成熟阶段，RG<Ro;高成熟阶段,RG>RoBustin(1989):热模拟实验表明，RG与Ro可直接对比Bertrand(1990):lgRG=-0.04+1.10lgRT(RG—笔石反射率;RT—结构镜质体反射率)(5)存在问题：a、笔石反射率与镜质体反射率的相关关系尚未有明确的一致看法；b、笔石体的结构和切片方向对笔石反射率测值存在影响。动物碎屑反射率动物碎屑反射率2、几丁虫反射率(1)时代分布与成分：O—D，成分为几丁质。与笔石具近似的生活历程，一般与笔石伴生。(2)表面形态和显微结构：表面具有均一或具斑状构造，颜色浅灰色，壳囊形状有瓶状、棍棒状、漏斗形、不规则圆形、球形等，均以中央轴辐射对称，壳囊一端是封闭的，另一端具口孔，壳囊长150~300μm。(3)光性结构：具有各向同性的光性特征。随埋深增加反射率增加。(4)演化特征：几丁虫反射率随成熟度增加而发生有规律地变化。几丁虫反射率一般较笔石反射率小。

Bertrand(1990)：lgRC=1.08lgRT(5)存在问题：a、尚未明确的几丁虫反射率与镜质体反射率的定量相关关系；b、几丁虫壳体多呈薄壁状，反射率测试时往往将测量光阑影响测量精度。动物碎屑反射率动物碎屑反射率3、虫牙反射率(1)时代分布：O—J，多毛环节动物虫管颚部器官的有机化石遗骸。(2)表面形态：虫牙形态较大，多呈颚状和齿状，虫牙表面均质或呈粒状，有时可见有关形态细节，如孔、齿等。(3)光性特征：具有各向同性的光性特征。反光下呈灰色~灰白色，透光下呈黄色，褐色~黑色，主要取决于成熟度。(4)光性演化特征：虫牙反射率随成熟度增加而增加，同一样品中虫牙反射率与几丁虫反射率相似，但比笔石低。Goodarzi(1987)利用CAI建立了虫牙反射率与CAI的对应关系。Bertrand(1990):

lgRS=-0.19+1.29lgRT牙形刺光性变化参数1、简单牙形刺，TZ3井,O,×400,扫描电镜2、复合牙形刺，安徽萧县，C，×400,扫描电镜3、台形牙形刺，山西陵川，C，×360,扫描电镜4、牙形刺的磷酸钙薄层，TZ3井，O，×15000,扫描电镜5、牙形刺的磷灰石与有机质，LN46井,O,×30000,透射电镜6、牙形刺的网状细胞结构，×45000,透射电镜7、牙形刺中有机质与磷灰石的穿插关系,×1050000,透射电镜8、牙形刺中有机质蠕虫状分子层片，×1500000,透射电镜动物碎屑反射率4、笔石、几丁虫和虫牙反射率的有效性和局限性(1)通过与结构镜质体和CAI之间建立的相关关系，动物碎屑反射率可以用于标定下古生界源岩有机质成熟度；(2)由于动物碎屑的分布层位有限，且含笔石等的地层中缺乏高等植物输入，因而笔石等反射率无法与目前国际公认的镜质组反射率进行直接对比，而是间接的与同层或邻层的CAI或Rb作为中间媒介与镜质组反射率对比，由于这些指标本身的不确切性，由此建立的动物碎屑反射率与镜质组反射率的对应关系的准确性大打折扣。动物碎屑反射率（四）镜状体反射率1、概念Alpern(1980)曾将海相源岩中一些类似镜质体的动物碎屑、沥青等称为假镜质体(pseudo-vitrinite)，VanGijzel(1982)则将海相源岩中一些类似镜质体的物质称为海相镜质体(marinevitrinite)。Buchardt和Lewan(1990)根据∈—OAlum页岩研究结果并总结前人工作提出了镜状体(vitrinie-likemacerals)这个术语。2、光性特征轮廓分明，两端呈棱角状，有的呈近颗粒状、表面平滑、反射色近似镜质体，在成熟度不高时透射色近似镜质体。3、成因a、Herous(1990)认为是沥青所致；b、Bharati(1992)研究挪威Alum页岩时发现少量针状物与V相似，认为是一种特殊生物来源；c、Buchardt和Lewan(1990)认为是低等生物（藻、动物如节肢动物外皮）的纤维素多糖经过凝胶化形成，属于原生组分。镜状体反射率4、镜状体演化特征热模拟实验表明，镜状体反射率随热演化程度的增高，与H/C原子比存在明显负相关关系，并与受抑制镜质体(富氢镜质体)的热演化特征相似。因此，可以直接用镜状体反射率来表征下古生界源岩有机质成熟度。（五）藻类体反射率1、Crick(1988)通过对AustraliaMcArthur盆地中元古界烃源岩研究认为层状藻类体反射率可作为成熟度指标。

在生油门限时，层状藻类体具荧光，Ro为0.15%

在生油死限时，层状藻类体无荧光，Ro为1.42%并建立了层状藻类体反射率与Tmax、MPI(甲基菲指数)的关系。藻类体反射率2、Glikson(1992)对AustraliaGeorgia和McArthur盆地下古生界和前∈源岩中藻类体演化进行较系统分析，并基于藻类体反射率划分了六个演化阶段。MicroscoperankparametersappliedtogeologicalstudiesⅠIncidentlightmethods(polishedsections)Reflectanceofvitrinite(Rm,Rmax,Rmin)Reflectanceofexsudatinites(‘migrabitumen’)Reflectanceofcoalifiedmicrofossils(graptolites,acritarchs,chitinozoa)

Fluorescenceofliptinites(mainlyalginites,sporinites)Intensity(I540nm)Spectralmaximum(λmax)Red/greenquotientQ=Alteration(A1,546nm)duringirradiation(15-30min)Fluorescenceintensity(I546nm)ofacritarchsanddinoflagellatecystsⅡTransmittedlightmethods(strewslidesofisolatedorganicmatter)

Colourandtranslucencyofpalynomorphs(ThermalAlterationIndex=TAI)

Colourandtranslucencyofconodonts(ConodontAlterationIndex=CAI)Intensityat650nmIntensityat500nm（六）类脂组的荧光参数1、孢子体荧光参数I546:546nm处相对荧光强度；λmax：荧光光谱最大强度值所对应的波长；Q：红绿商，I650/I500Thompson(1987)建立了λmax和Q值与Ro的对应关系Ro=0.007λmax-3.63γ=0.75

Ro=0.007Q

-0.16γ=0.83

孢子体荧光性质在不同时代、不同盆地烃源岩中分布相对稳定。而其他类脂组分不仅受成熟度影响，且很大程度上受种类-形成环境、植物种属等其他区域地质条件的影响，难以建立其荧光参数与成熟度的相关关系。类脂组的荧光参数随Ro增高，孢子体荧光谱“红移”。类脂组的荧光参数孢子体荧光参数与镜质组反射率的相关关系类脂组荧光参数2、结构藻类体荧光参数大量实测表明，应用藻类体荧光特征作为生油岩成熟度指标的关键，在于选择同类型藻类体为基础。据肖贤明（1992）的研究表明，结构藻类体A和结构藻类体D荧光参数变化规律与成熟度相关性良好。类脂组荧光参数类脂组荧光参数结构藻类体荧光参数Sporinitefluorescencespectra-evolutionwithcoalificationrank.AfterOttenjannetal.(1974).Changeoffluorescenceintensityoffluorescinghuminites/vitriniteswithincreasingrank(reflection).Afterteichmuller(1982b).

WithpermissionfromtheGeologisches

LandesamtNordrhein-Westfalen.反射率（％）有机碳抽提量（毫克／克）５４６和６５０毫微米波长（虚线）时，相对荧光强度与反射率之间的关系抽提量（点直线）表示与荧光强度相似的过程最大荧光强度、波长与反射率的关系RelationshipbetweenλmaxandQ-valuesoffluoriniteandvitrinitereflectanceSpectralquotientQfluoriniteVitrinitereflectance(Rmoil)SpectralquotientQfluoriniteVitrinitereflectance(Rmoil)Fluorescencemaximun

λmaxfluoriniteVitrinitereflectance(Rmoil)RelationshipbetweenλmaxandQ-valuesofcutiniteandvitrinite

reflectace.FluoresencemaximumλmaxcutiniteVitrinitereflectance(Rmoil)SpectralquotientQcutinite×CarboniferouscoalsSpectralquotientQcutiniteRelationshipbetweenλmaxandQ-valuesofsporiniteandvitrinitereflectanceFluorescencemaximumλmaxsporinite

Vitrinitereflectance(Rmoil)SpectralquotientQsporiniteVitrinitereflectance(Rmoil)Vitrinitereflectance(Rmoil)SpectralquotientQsporinite3矿物沥青基质荧光强度变化规律荧光强度变化类型与成熟度关系正型：强的正荧光变化，出现在未成熟生油岩中。负正型：刚激发时为负变化，然后转为正变化。出现在低成熟生油岩中。负正负型：刚激发时为负变化，然后转为正变化，约10min后又出现负变化，这种变化形式仅出现在富含有机质成熟生油岩中。负型：开始激发时为强负荧光变化，随照射时间增加负变化渐减，出现在高成熟阶段及生油后期。不变型：仅开始激发时有十分弱的负变化，然后荧光特征几乎不随激发时间而改变，出现在过成熟生油岩中。VariationoffadingoffluorescentgroundmassintheGermanToarcian

posidonian

shales.

Fadingcurvesarrangedversusrank(Ro).Verticalscalerelativetointensityafter4minfading.AfterteichmullerandOttenjann(1977).矿物沥青基质荧光强度变化规律荧光强度变化类型与Ro,m及TOC关系矿物沥青基质荧光强度变化规律荧光强度变化类型与Ro,m及油气生成关系CONODONTSPALYNOMORPHSVITRINITEAGERANCE--------------------CAMRRIANTOPRECAMBRIANDEVONIANTRIASSIC.TOHOLOCENETOHOLOCENETEMPERATURERANGE----50-500℃<160℃>80℃OPERATOR---------------------AlmostanyonePalynologist

PalynologistEXPENSE------------------------$10-$25persample$30-$50persample$40-$180persample*SchapiroandGray(1966)haveusedvitrinitereflectancemeasurementstoseparatedifferentstagesofnaturalcokeandgraphiteatreflectanceashighas11.5.Thesevaluesrepresenttem-peraturescomparabletotheuppertemperaturelimitofconodonts.Chartcomparingageandthermalrangeandrelativecostofthreeorganicmaturityindexes;allareopticaltechniques.

（七）透射光性参数不同演化阶段孢粉色级和色度指数(郑国光等,1985)镜质组反射率(%)孢粉色级颜色描述色度指数Tvis(%)xyPe0.2-0.361浅黄色76.810.3450.36757260.2240.36-0.502黄色69.910.3800.39257670.3770.5-0.73棕黄色41.780.4400.39858400.5550.7-0.94棕色17.100.4410.37059100.4980.9-1.15棕黑色8.280.4190.35059380.3766黑色不透明CROSS-CORRELATIONOFTHERMALALTERATIONPARAMETERS(approximate)Staplin(1969)Staplin(Expanded)Geo-StratInc.(1977)GeoChenLabs(198)StateofThermalMaturityEst

Vitrinitereflectance(%Ro)1.0011.001.00Immature1.021to1+1.121.10Immature1.051to1+1.251.20Immature0.20orLess1.071to1+1.371.30Immature1.101+1.501.40Immature0.25(+-,05)1.151+to2-1.751.50Immature*1.21+to2-2.001.60Immature0.30(+-,05)*1.31+to2-2.251.70Immature1.402-2.501.80Immature0.35(+-,05)1.602-to22.751.90Immature*1.82-to23.002.00I-MTransition0.45to0.551.902-to23.252.10Mature(Early)*2.323.502.20Mature(Early)0.55to0.802.402to2+3.752.30Mature(Early)

2.502to2+4.002.40Mature(Early)0.80to0.95*2.62to2+4.252.50Mature(Early)2.702+4.502.60Mature(Early)0.95to1.102.802+to3-4.752.70Mature(Early)2.902+to3-5.002.80M-OMTransition1.10to1.25*3.02+to3-5.252.90OverMature*3.33-5.503.00OverMature1.50to1.80*3.53-to35.753.10O,Mature-SeverelyAlt*3.63-to36.003.20SeverelyAltered2.00to2.303.653-to36.123.30SeverelyAltered3.7036.253.40SeverelyAltered2.30to2.603.753to3+6.373.50SeverelyAltered*3.83to3+6.503.60SeverelyAltered2.60to2.903.823to3+6.623.70SeverelyAltered3.843+6.753.80SeverelyAltered3.00(+-,30)3.863+to4--6.803.90SeverelyAltered3.883+to4--6.854.00SeverelyAltered3.893+to4--6.924.10SeverelyAltered*3.94-7.004.20SeverelyAltered3.10to3.50*4.04-to47.124.30SeverelyAltered4.104-to47.254.40SeverelyAltered4.204-to47.374.50SeverelyAltered3.60(+-,35)*4.447.504.60LowGradeMetamorphism4.00to4.504.504to57.624.70LowGrademetamorphism4.50+4.604to57.754.80LowGradeMetamorphism*4.84to57.874.90Metamorphosed5.0058.005.00MetamorphosedDenotesinitiol14of20TAIStandard(Slides)ofStaplinsascross-correlatedbyGeo-Strat.AllothernumbersrepresentinterpolativevaluesassignedbyGeo-Strat,Inc,forcross-correlationpurposesonly

G.R.I.PLEASANTBAYOUNO.1*Indicatesanabundanceintheloss-of-circulationmaterial.VISUALKEROGENWORKSHEET孢粉热变指数TAI、色变指数SCI及半透明度1、孢粉热变指数(ThermalAlterationIndex—TAI)Staplin根据干酪根透光颜色随埋深及古地温增加而加深的变化规律，系统总结了孢粉颜色变化与成熟度的关系，并建立了孢粉热变带与油气生成的关系。优点：简单、快速；缺点：半定量、粗略、波动大。TAI颜色油气生成古地温1黄色甲烷气30℃2桔黄油或湿气100℃3橙、棕、褐凝析油+湿气150℃4黑湿气+干气170℃5黑干气>200℃TAI、SCI及半透明度2、孢粉色变指数(SporinColorIndex—SCI)TAI、SCI及半透明度3、孢粉半透明度孢粉化石的颜色级别需要通过标准色板对比确定，这种做法难免引入很大的人为误差。因此Grayson(1975)建议使用半透明度来表征源岩有机质成熟度。优点：可定性和定量，简单快速；缺点：变化范围大，难以建立直接对应关系。TAI、SCI及半透明度牙形刺光性变化参数牙形刺是海生动物的骨骼器官，因组成骨骼器官的微小分子的外表形态像鱼的牙齿和蠕虫动物的颚器，呈刺状或齿状，故名conodont.牙形刺透射光照片。1-16为蓝光激发荧光照片17-22为透光照片2、牙形刺光性参数表征源岩成熟度的可能性a、牙形刺在海相地层中普遍存在，尤其是在碳酸岩地层中，是目前奥陶系地层最主要的生物地层指标。b、分布时代范围为∈—T

，因而能直接与镜质体反射率建立对应关系。c、牙形刺作为海相动物的一部分，肯定是原生的，参与了源岩整个热演化过程。d、牙形刺颜色变化指数表明，在整个热演化过程中变化明显。e、牙形刺个体特征明显，易于识别。f、牙形刺光性参数的详细准确研究，有利于提高其他动物有机碎屑反射率表征有机质成熟度的精确度。牙形刺光性变化参数牙形刺光性变化参数3、牙形刺颜色变化指数(CAI)Epstein(1977)将牙形刺颜色变化(ConodontColorAlterationIndex——CAI)划分为8级：(1)从1.0(浅黄)—5.0(黑色)—8.0(结晶、完全透明)。烃源岩液态窗为1.5—2.5之间，气态窗介于1.0-4.5之间，生气死限约CAI4.5。(2)CAI是对TAI的补充。在较高成熟阶段仍具一定分辨力。(3)CAI与Ro,m关系。当CAI=2时，Ro,m为0.85%~1.3%，几乎涵盖了整个液态窗范围，不利于源岩有机质成熟度的准确标定。缺点：半定量、波动范围大，难以准确定量评价成熟度。牙形刺光性变化参数3、牙形刺颜色变化指数(CAI)牙形刺光性变化参数4、牙形刺半透明度采用MPV-3Leitz显微镜光度计，波长546nm，先测定牙形刺个体相邻的“空白区”，并将读数调至100，然后直接测定牙形刺个体。所得读数与前者换算成百分值即为半透明度。涂建琪(1997)建立了牙形刺半透明度与Ro,m的相关关系：Ro,m=4.5039–1.0754LnT牙形刺光性变化参数牙形刺半透明度牙形刺光性变化参数4、牙形刺荧光参数(1)I546与Ro,m的关系：Ro,m=3.2982–0.7216LnI546(2)I546与CAI的关系：牙形刺光性变化参数荧光强度变化与Ro,m的关系：牙形刺光性变化参数牙形刺荧光谱特征：随牙形刺成熟度（CAI）增高，λmax略有变化，总体呈增加趋势，相应Q值增大。

Ahrreniusplotoftheheat-induced,open-air,conodontcoloralterationdata.VerticalbarsrepresentDurationofheatingrunsatconstanttemperature.Forthe300-400℃runs,conodontswere

pulledevery24hours;forhighertemperatureruns,conodontswerepulledeveryhalfhourorhourorthefirst24hoursandat24-hourIntervalsthereafter.Diagonallinesboundcoloralterationindex(CAI)fields.5×108108107106105104103102101TimeinyearsRecippocalofabsolutetemperturerecalibratedin℃TimeinhoursCONODONTS

PALYNOMORPHSVITRINITECAITEMEPERATURE

℃TRANSLUCENCYINDEX(AMOCO)WEIGHTPERCENTCARBONINKEROGENREFLECTANCEPERCENTFIXEDCARBON1<50-801-5<82<0.8<6011/250-905-up.581-840.7-0.8560-65260-1405-681-870.85-1.365-733110-200Up,5-683-891.4-1.9574-844190-300684-901.95-3.684-955300-400Up.6-7+90+3.6+95Chartshowingcorrelationofthreeorganicmetamorphismindexes

allareopticaltechniques.PalynomorphtranslucencyandvitrinitereflectancedeterminationsweremadeonthesamerocksamplesfromwhichconodontCAIhadbeendetermined.ThetemperaturerangesforconodontsarefromtheAhrreniusplotoftheexperimentaldataandrepresentheatingdurationsof500millionto1million(lowertemperatureis500m.y.-value).TheuppertemperaturelimitforCAI5isfromexperimentsnowinprogram.ThetranslucencyIndexesaremeanrangevaluesandvisualcomparisonestimatesandnotphotometricdeter-mination

有机地球化学参数支链环烷烃氯仿或苯：甲醇抽提脱硫煤样＜８０目抽提物沥青质脱沥青抽提物

①SiO2,Al2O3柱层析或

②TLC(SiO2),板，正己烷或石油醚展开非烃芳烃ＴＣＬ轻芳烃重芳烃色谱－质谱烷烃正烷烃无环异构烷烃环烷烃色谱－质谱色谱硫脲络和煤中可溶有机质分离分析方法流程不同煤阶可溶抽提物含量（刘朝林等，1983）类别产地氯仿沥青

(ppm)总烃

(%)非烃＋沥青质

(%)泥煤褐煤长焰煤气煤气肥煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤石煤煤化沥青吉林九台，安徽无为等吉林刘房子辽宁抚顺吉林辽源，安徽淮南安徽淮南，皖南河北峰峰湖南牛马司河北峰峰牛儿庄安徽宣城安徽铜陵，无为安徽太平，县安徽太平6019368076603246624608234502558025701211551103.3342.1242.7614.9824.5615.8421.9320.2143.5226.4986.9896.6157.3757.2585.0275.4484.1679.0779.7956.4973.5113.02注：各项数据系平均值yield(%d.a.f.)Vitrinitereflectance(Rmoil)lRelationshipbetweenyieldofextract(fullcirclesandtriangles)andofextractablearomatcs(emptycirclesandtriangles)andvitrinitereflectanceinRuhrcoals.AfterTeichmuller(1982b).WithpermissionfromtheGeologisches

LandesamtNordrhein-Westfalen.KohlhausNO1boreholeUedemNO1borehole地区层位族组成（％）烷／芳备注烷烃芳烃非烃沥青质煤准葛尔J2xJ1b8.949.5723.3721.3440.2528.5927.4440.500.380.45据刘厚仁等

(1987)鄂尔多斯J1v8.8218.0744.9628.150.49四川J3x7.1519.5827.2945.980.37华北P1xP1sC3t1.558.074.3410.7219.9525.0119.7126.3028.4767.9645.6842.180.140.450.17苏北句容P7.9523.0112.6044.380.35茂名褐煤E510.915.868.300.46与煤有关的原油鄂尔多斯PPP65.7279.1678.1734.2820.8421.83据戴金星等

(1985)长兴东风桥P62.6125.8410.52琼东南EEE53.0749.0868.1841.1742.5629.655.257.331.56渤海湾C-PC-P63.1962.7729.9630.776.206.70四川T3T3T3T3T376.4881.6881.7682.3884.0623.5218.3218.2417.6215.94中国煤及与含煤地层有关原油的族组分分布Relativedistributionsofn-alkanes(C15-C36)incoalsamplesfromKohlausNo.1(K)andUedemNo.1(U)wellsarrangedwithincreasingrank(%Rm).

TrianglesindicatefromlefttorightC15,C25andC35

n-Alkanes.ProportionofC25+-n-alkanesemphasizedbystippledsignature.TwosamplesofsapropeliccoalsfromUedem

No.1wellaremarked”S”IndicatessampleNo.3415.Rmoil,0.70x0.750.760.81kkkk0.840.880.920.92kkkka0.950.960.970.99U(s)ukk0.991.001.021.03U(s)ukk1.051.061.091.13ukuu1.151.29uuMeanconcentrationsofindividualn-alkanesC15-C36(inug/goforganiccarbon)forintervalsofincreasingrankincoalsamplesfromKohlhausandUedemNo.1wells.Carbonpreferenceindex(CPI25-31)vsmeanvitrinitereflectanceforcoalsamplesfromKohlhausandUedemNo.1wells(circlesandtriangles.respectively).Twosapropeliccoalandoneshalesamplefromlatterwellshowninsolidtriangles.

VITRINITEREFLECTANCE(%rmoil)CPI25-31Pristane/phytaneratiovsmeanvitrinitereflectanceforcoalsamplesfromkohlhausandUedemNo.1well(circlesandtriangles.respectively).Twosapropeliccoalandoneshalesamplefromlatterwellshowninsolidtriangles.VITRINITEREFLECTANCE(%Rmoil)PRISTANE/PHYTANE检出于煤中的烷烃化合物结构来源与成熟度seifert

和Moldowan1978两个来源相同而成熟度不同的原油m/z191质量色谱图用C27三降藿烷的Tm/Ts可将二者区分开鉴定热成熟度的反应反应比值起始值终点值构型异构化作用(RR+SS)姥鲛烷00.5姥鲛烷22R-藿烷(22R+22S)-17α(H)-藿烷00.624R-甾烷(24R+24S)-甾烷可变的0.520S-甾烷(20R+20S)-甾烷00.5-0.5517α(H)21β(