广西百色盆地干酪根的研究──兼探干酪根的演化与粘土矿物的关系

本文用Ｘ射线、微区分析等方法对广西百色盆地那读三段泥岩中的干酪根进行了详细研究。该盆地干酪根的芳香度（Ｆａ）为０.２８至０.３７，芳香核厚度（Ｌｅ）为１６.６０Ａ到２０.７６Ａ，芳香片层数（ｎ）为５到６层，证明属Ⅱ型干酪根。在同一剖面，Ｆａ随深度增加而变大，表明了干酪根向成熟方向转化。在干酪根中碳元素的分布是不均匀的，一般中间含量高，向边部则含量变低，铁及硅元素也向中间聚集，多数情况下形成ＦｅＳ２核，在核的周围分布有粘土矿物。干酪根成熟程度的变化趋势与粘土矿物的演化趋势在宏观上是一致的，即与蒙脱石转化为伊/蒙混层粘土矿物的趋势一致。并从化学健和能量方面对这种过程进行了一些探讨。     

准噶尔盆地南缘新生界粘土矿物分布及影响因素

根据粘土矿物的相对含量研究了准噶尔盆地南缘新生界砂岩粘土矿物类型、组合特征及纵、横向分布规律及其主要影响因素。划分出无序伊/蒙混层型、部分有序伊/蒙混层型、伊利石+伊/蒙混层型、蒙皂石型以及含坡缕石型等5类粘土矿物组合。按照伊/蒙混层相对含量的变化,粘土矿物纵向上演化呈正常转化型(伊/蒙混层相对含量降低)、反向转化型(伊/蒙混层相对含量增加)和“S”型(伊/蒙混层相对含量呈曲线变化)3种形式。平面上,伊/蒙混层和伊利石这两类主要粘土矿物从湖盆的边缘向中心分别呈现减少和增多的趋势,湖盆边缘相带以无序伊/蒙混层型、蒙皂石型和含坡缕石型为主,湖盆中心则为部分有序伊/蒙混层型和伊利石+伊/蒙混层型组合等类型。上述分布规律的控制因素主要有沉积环境、构造运动及层序发育等。     

干酪根的类型及其分类参数的有效性、局限性和相关性

众所周知,不同类型干酪根的成烃潜力有很大差别,且产物性质也有所不同。因此,在油气资源的评价中,正确判别干酪根的类型有着十分重要的意义。1982年,我们曾在“干酪根类型划分的X图解”一文中,在法国石油研究院分类的基础上,利用岩石热分析（ROCK-EVAL）资料把干酪根划分为三类五型,即标准腐泥型（Ⅰ₁）,含腐殖的腐泥型（Ⅰ₂）,中间型或混合型（Ⅱ）,含腐泥的腐殖型（Ⅲ₁）和标准腐殖型（Ⅲ₂）。与此相应,我国陆相沉积盆地的油源区,按主力油源层的干酪根类型,基本上可以分为五大类     

干酪根的X射线衍射研究

本文讨论了干酪根X射线衍射（XRD）数据的处理方法,XRD的002峰参数t₀₀₂与化学结构参数芳碳率f_芳的关系及其计算;根据XRD谱图,研究了抚顺、茂名油页岩未成熟干酪根的化学结构。在干酪根的人工热模拟过程中,发现XRD参数t₀₀₂与芳核C轴高度L_c均随干酪根的类型和成熟度不同而变化,据此提出了不同类型干酪根的XRD(f₀₀₂-L_c)演化途经图。该图可以帮助我们判别干酪根的类型与成熟度。     

湘中下石炭统粘土矿物组合特征

湖南中部下石炭统是一套以碳酸盐岩为主夹碎屑岩含煤岩系的沉积,根据粘土矿物在下石岩统剖面分布规律,结合各组段岩性岩相特征,可推断出粘土矿物组合特征及其环境分布,从滨岸碎屑沉积到滨外泥质陆棚、滨外浅水碳酸盐陆棚,到深水碳酸盐陆棚和浅海盆地,即从滨岸向盆地方向,高岭石含量急剧减少,伊利石逐渐增加,伊利石/蒙脱石混层矿物和绿泥石则先是增加,然后又趋于减少,其最高含量分别在浅水碳酸盐陆棚和滨外泥质陆棚。测水组含煤岩系粘土矿物以高岭石为主,伊利石次之,并有一定量的绿泥石和伊利石/蒙脱石混层矿物,它们在垂向上的变化反映了沉积环境水介质酸碱度和盐度的变化规律。     

云南安宁盆地上侏罗统含盐系中粘土矿物特征及其环境意义

粘土矿物在安宁盆地含盐系中分布很广。其矿物学、结晶学及地球化学特征与成盐环境和成盐作用密切相关。石盐层序中主要含伊利石;硫酸盐层序中,除伊利石外尚有绿泥石及绿/蒙混层矿物。这是由于不同盐类沉积阶段,卤水浓度、成分及pH值不同所致。在结构上,粘土矿物以三八面体型组合为特征（伊利石除外）,反映了成盐盆地中相对富Mg²⁺的特点。此外,粘土矿物中硼和钾的含量远高于非盐系地层,因为这些元素在盐盆地中均得到了蒸发浓集。显然,粘土矿物的上述特征,很好地反映了蒸发环境的具体特点,具有良好的指相意义。     

沉积地层中伊/蒙混层粘土矿物的晶体结构晶体化学研究

不规则伊/蒙混层粘土矿物在沉积地层中广泛存在，通过对１７例伊/蒙混层粘土矿物样品进行系统研究得出:（１）沉积地层中的部分有序型伊/蒙混层矿物的晶层连接概率介于完全随机混层与机械混和物的连接概率之间；（２）伊/蒙混层中的蒙皂石晶层向伊利石的转化分两步完成:两层水蒙皂石单层水蒙皂石伊利石；（３）随着成岩作用的进行（埋藏深度增加），Ｉ/Ｓ中的Ｉ晶层含量增加，在此同时，Ｉ/Ｓ晶体结构中四面体片的类质同相代换增加，四面体电荷及总层电荷亦增加，匹配该增加部分电荷的是层间域Ｋ的含量明显增加；（４）在沉积地层中的Ｉ/Ｓ混层矿物中，Ｉ晶层具有白云母的成分特点，层电荷为０。７５左右；Ｓ晶层则具有纳蒙脱石的成分特点，层电荷为０。３０左右。     

临夏盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的发现及其环境气候意义

为揭示临夏盆地晚渐新世沉积物的矿物组成对环境气候的指示意义, 利用X射线衍射和扫描电子显微分析方法, 对临夏盆地晚渐新世的沉积物的矿物组成以及坡缕石的矿物学特征进行了深入的研究.结果表明, 沉积物中的坡缕石主要为自生成因, 极少量具有碎屑成因.自生成因的坡缕石呈细长丝状的形态特征, 往往沿片状的伊/蒙混层粘土矿物颗粒的边缘交代、生长;碎屑成因的坡缕石呈平直细纤维状的, 以单颗粒形式产出, 与细小的粘土矿物颗粒混杂, 或叠合在片状粘土矿物颗粒的表面.在临夏盆地晚渐新世沉积物中, 下段岩层中的粘土矿物组合为伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石;中段岩层的为伊利石、伊/蒙混层粘土;而上段岩层则为伊利石、伊/蒙混层粘土和绿泥石, 反映在盆地形成之后, 气候演化经历从湿润→冷干的变化过程.而沉积物中坡缕石的含量自下而上逐渐增多, 其分布特征与粘土矿物组合所反映的气候环境变化趋势相吻合.伊利石和伊/蒙混层粘土普遍存在于临夏盆地晚渐新世沉积物中, 伊利石、伊/蒙混层粘土和高岭石的共存表明这些粘土矿物具有不同的来源.坡缕石是干旱、半干旱地区泥灰岩风化以及风成沙漠尘土沉积物的特征矿物, 临夏盆地晚渐新世的沉积物中碎屑成因坡缕石的发现, 表明自~9Ma以来便出现风成黄土的沉积.      

古盐度对塔北隆起泥岩中粘土矿物组合和绿泥石成分的影响

粘土矿物组合和绿泥石成分常被用来讨论盆地沉积物的成岩作用和埋藏古温度。许多沉积盆地的研究结果显示,泥 岩和页岩中的粘土矿物组合和绿泥石的成分与埋藏深度/温度有关。但也见有例外的现象存在。文中主要探讨了新疆塔北隆 起泥岩中的粘土矿物组合和绿泥石成分的特征,以及与盆地古盐度的关系。研究结果表明：（1）在塔北隆起泥岩中,埋藏 深度2777.37~4604.41m,地层单位为J1-N2的粘土矿物组合为I+Chl和I+Chl+Ka; 埋藏深度5071.52~5299.37m,地层单位为 T1的粘土矿物组合为R0I/S+I+Chl和R0I/S+Chl。（2）研究区的成岩绿泥石为Ⅱb型铁镁绿泥石,其成分特征主要表现为： ①配位八面体中阳离子的占位数为11.532(总平均值);②ⅥAl含量明显大于ⅣAl含量;③（Fe+Mg）为4.016（总平均值）;④ Si/Al比值>1。（3）根据研究区盐类矿物的分布范围以及古盐度的数据,讨论了古盐度对该区粘土矿物组合和绿泥石成分的 影响,指出古盐度是影响本区粘土矿物组合和绿泥石成分变化的主要因素。用古盐度解释了<5000m深度的粘土矿物组合 中不含无序伊/蒙混层（R0I/S）矿物,而>5000m深度粘土矿物组合中含有无序伊/蒙混层（R0I/S）矿物的异常现象。揭示了 在一定的深度范围（2777.37~4405.27m）,一定的古盐度条件下（Sr/Ba比值≥0.4,并有盐类矿物出现）,绿泥石成分受到 古盐度的制约,并且随着古盐度的增高,绿泥石成分中的Al、ⅣAl、Na、Na2O、Al/Si随之增高,而Si/Al则随之降低。由 绿泥石成分温度计获得的温度值也伴随着古盐度的增高而增高。因此,由绿泥石成分温度计所计算的温度不能代表本区实 际埋藏的古温度。（4）研究区内绿泥石成分中的SiO2和FeO与母岩的对应成分之间有一定的相关性,其SiO2绿泥石与SiO2岩石、 FeO绿泥石与FeO岩石呈负相关的线性关系,并且这种关系在古盐度的干扰下也未受到影响。     

海拉尔盆地贝尔凹陷兴安岭群储层粘土矿物组成及特征研究

海拉尔盆地地质条件及其复杂,储层粘土矿物含量高,极大影响了油气资源的高效开发。通过对X-射线衍射,偏光显微镜观察和扫描电镜分析,确定贝尔凹陷贝16断块兴安岭群粘土类型及含量,阐明了其组合及纵向分布特征,并对水敏性极强的钠蒙脱石及其间层矿物进行了详细研究。研究表明,兴安岭群储层自上而下存在3种粘土矿物组合：S＋K＋（C）→K＋I／S＋I＋（C）→I＋C＋S／C＋I／S。由地层浅部到深部,粘土矿物含量呈现由高到低的变化规律。凝灰质的水解蚀变及长石和中、酸性岩屑在成岩过程中的次生变化是造成海拉尔地区粘土含量高的主要原因。     

Kerogen-mineral reactions at raised temperatures in the presence of water

Kerogen has been artificially matured under “hydrous pyrolysis” conditions in the presence of various minerals in order to investigate the influence of the latter on the organic products. In addition to three clay minerals (montmorillonite, illite, kaolinite), calcium carbonate and limonite were also employed as inorganic substrates. Kerogen (Type II) isolated from the Kimmeridge Blackstone band was heated in the presence of water and a 20-fold excess of mineral phase at two different temperatures (280 and 330°C) for 72 hr. Control experiments were also carried out using kerogen and water only and kerogen under anhydrous conditions. This preliminary study describes the bulk composition of the pyrolysates with detailed analyses of the aliphatic hydrocarbon distributions being provided by gas chromatography and combined gas chromatography-mass spectrometry.In the 280°C experiments, considerably more organic-soluble pyrolysate (15% by weight of original kerogen) was produced when calcium carbonate was the inorganic phase. At 330°C, all samples generated much greater amounts of organic-soluble products with calcium carbonate again producing a large yield (40% wt/wt). Biomarker epimerisation reactions have also proceeded further in the 330°C pyrolysate formed in the presence of calcium carbonate than with other inorganic phases. Implications of these and other observations are discussed.     

巴州坳陷下白垩统—中侏罗统的粘土矿物特征

根据岩石薄片、Ｘ衍射和扫描电镜分析资料,本文研究了巴州坳陷下白垩统—中侏罗统粘土矿物特征,发现粘土矿物分为伊利石、伊／蒙混层和绿泥石三种类型。粘土矿物的类型和含量随深度而变化,形成了伊／蒙混层带、混层迅速转化带和伊利石带。粘土矿物的转化和自生粘土矿物的形成是沉积地层非常重要的成岩变化。     

西藏伦坡拉盆地渐新世——中新世之交黏土矿物特征及其古气候意义

为揭示伦坡拉盆地渐新世—中新世之交黏土矿物蕴含的古气候信息,探讨其与青藏高原隆升及全球气候响应过程的关系,利用X射线衍射和荧光光谱分析对蒋日阿错剖面的黏土矿物特征进行了深入研究。结果表明:区内泥质岩中黏土矿物以伊/蒙混层矿物为主,伊利石次之,仅含有少量绿泥石和蒙脱石。黏土矿物的垂向组合特征显示伊利石和绿泥石含量在剖面下部低、上部高,伊/蒙混层含量与之相反,伊/蒙混层和伊利石在剖面中部呈明显波动变化,蒙脱石只出现在剖面中下部,可能为区域火山喷发产物在碱性环境中蚀变而成。伊利石结晶度变化于0.24°~0.48°,平均值为0.41°,表明样品未发生明显成岩蚀变,主微量元素比值指示研究区物源位置未发生较大改变,因此研究剖面黏土矿物特征可以有效反映伦坡拉盆地古气候演化过程。根据自生黏土矿物的习性指出伦坡拉盆地在渐新世—中新世之交出现了一次明显的降温事件,并且这次降温在青藏高原内部及周缘地区普遍存在,但造成这次降温事件的根本原因仍值得进一步探讨。     

不同粘土矿物对赖氨酸的吸附行为对比研究

以皂石、高岭石、绿泥石和伊利石为原材料,分别与赖氨酸进行反应,研究赖氨酸在上述粘土矿物上的吸附行为, 并运用粉末X-射线衍射技术（XRD）、傅里叶变换红外吸收光谱术（FTIR）和热重（TG）等分析方法,表征反应前后粘土 矿物的变化。实验结果表明,不同粘土矿物对赖氨酸的吸附等温线均符合Freundlich等温方程,且不同粘土矿物对赖氨酸的 饱和吸附量大小顺序为：皂石>蒙脱石>绿泥石>高岭石>伊利石;XRD结果表明皂石对赖氨酸的吸附发生在矿物层间,而绿 泥石、高岭石和伊利石对赖氨酸的吸附主要在矿物表面进行;FTIR和TG结果表明赖氨酸主要取代粘土矿物层间吸附水,以 氢键的形式与Si-O-Si(IVAl)键合。实验结果将有助于进一步探明环境中粘土矿物对有机质的吸附机理。     

晋城矿区粘土矿物特征及沉积-成岩响应

在X射线衍射和扫描电镜观测的基础上,结合区域沉积演化分析,探讨了晋城矿区粘土类型、组合特征、微观结构与沉积-成岩作用的关系。结果表明,晋城矿区粘土矿物以高岭石为主,其次为伊利石和伊利石/蒙脱石混层,还有少量的绿泥石和蒙脱石;山西组粘土矿物颗粒排列定向性优于太原组,多呈带状或平叠状产出,而太原组多为蜂巢状、花朵状或凝絮状;由于太原期频繁的海侵海退致使煤层顶底板处于pH值较高的碱性环境,使成岩过程中高岭石向伊利石转化,造成太原组粘土矿物的伊利石含量明显高于山西组,而高岭石含量相对较低。     

川东华蓥山二叠系／三叠系界线附近粘土层中粘土矿物的类型及成因

对川东华蓥山二叠系／三叠系界线附近粘土层中的粘土矿物进行野外采样和室内X射线衍射分析,结果表明,这些粘土矿物主要由规则混层伊利石-蒙脱石组成,其中1个样品可能舍有少量不规则混层绿泥石-蒙脱石等粘土矿物。总地看来．该界线粘土层中的规则混层伊利石-蒙脱石中伊利石层的含量自下而上呈现减少的趋势,平均含量约83％,所经历的最大古地温在125-150℃之间。这些粘土矿物的构成和特征与前人在华南其他地区相同层位取得的成果总体上具有较好的一致性．显示了该粘土层成因的相同性及所具有的等时意义。不同地区粘土矿物构成的差异性（如高岭石的存在与含量）可能与二叠系／三叠系界线不整合的存在与否或间断时间有关,规则混层伊利石-蒙脱石的混层比则与埋藏历史和沉积-沉积期后的流体介质有关。     

利用干酪根热解动力学模拟实验研究塔里木盆地下古生界古地温

通过热解动力学模拟实验，对塔里木盆地塔参1井奥陶系干酪根的热演化过程进行了模拟，以此基础上利用KINETICS软件求取干酪根镜质体反射率（R0）的生成动力学参数，并结合塔参1井的沉积埋藏史，计算塔参1井寒武－奥陶系的古地温，这对于研究塔里木盆地下古生界高过成熟烃源岩的古地温是一种新方法。     

蒙脱石+伊/蒙混层+伊利石等粘土矿物混合物相X射线定量分析方法—模拟定量法

本文提出粘土矿物(特别是含伊/蒙不规则混层粘土矿物)混合物相的X射线定量分析方法——模拟定量法。着重解决在蒙脱石-不规则伊/蒙混层粘土矿物-伊利石组合中,伊/蒙混层粘土矿物的定量分析计算。模拟定量法是对以前的各种粘土矿物X射线定量分析方法的补充。用纯净的蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石及各种伊/蒙混层比的伊/蒙混层粘土矿物,配制了各种不同组合的粘土矿物混合样品,制成定向薄膜片,进行了X射线分析,讨论了各种组合的粘土矿物混合物相X射线衍射图谱的特征,并在此基础上提出了粘土混合物相定量分析的方法。     

西藏伦坡拉盆地晚始新世—早渐新世黏土矿物特征及古气候意义

始新世—渐新世是新生代气候从“温室”向“冰室”转变的重要节点，也是青藏高原及邻区气候格局发生重大变革的关键时期。为了重建高原中部腹地始新世—渐新世的古气候演变特征，探讨古气候变化的控制因素，利用X射线衍射分析对高原中部伦坡拉盆地382道班剖面的黏土矿物特征进行了综合研究，结果显示，伦坡拉盆地在始新世—渐新世牛堡组二段沉积的黏土矿物主要以伊利石为主，伊/蒙混层次之，高岭石与绿泥石含量极少，蒙脱石仅出现在极少样品中。黏土矿物类型及组合特征指示伦坡拉盆地在该时期整体处于寒冷干旱的气候条件，但在长周期趋势下伊利石相对含量逐渐减少，伊/蒙混层逐渐增多，显示出青藏高原中部地区的气候系统在晚始新世—早渐新世时期存在向更加湿润的气候条件转变，这种气候系统的改变可能与南亚季风在晚始新世的演化所带来的更多水汽条件和青藏高原中部中央分水岭的形成有关，但在始新世与渐新世之交，伊利石含量陡然增多，而伊/蒙混层含量则减少，且两者频繁波动，这反映了该盆地在EOT时期受到全球降温的影响。     

干酪根中类脂肪链含量的测定及石油地质意义

选取了红外光谱中2750～3000cm-1C-H振动峰面积作为反映干酪根中脂肪链含量的特征参数,并以完全饱和脂肪链的微晶石蜡为基准,建立了对干酪根中脂肪链含量进行测定的实验方法,同时讨论了实验条件、无机矿物、干酪根样品加入量等因素的影响。并通过对东营地区不同类型干酪根的低熟烃源岩样品进行的高压热模拟实验,研究了干酪根中脂肪链的百分含量与成熟度、沥青转化率及干酪根原素组成之间的关系。结果表明干酪根中脂肪链含量不仅与干酪根的类型有关,而且随成熟作用增加明显降低,其与热模拟生油量的关系和烃源岩的产烃率曲线相似,在脂肪链含量由15%降至5%时出现一个生油高峰。所以,脂肪链百分含量这一参数有可能成为烃源岩的判别及评价的一个新的重要指标。