咸寧通山縣界水嶺地區(qū)?1d富有機(jī)質(zhì)頁巖基本特征

咸寧通山縣界水嶺地區(qū)?1d富有機(jī)質(zhì)頁巖基本特征摘要揚(yáng)子地區(qū)的下古生界頁巖層位是現(xiàn)在地區(qū)油氣勘探和研究的重要層位，其在湖北東部層位叫東坑組，在川渝地區(qū)叫牛蹄塘組。本文利用巖石樣品、位于界水嶺地區(qū)的出露剖面，通過實驗室分析處理樣品數(shù)據(jù)后，結(jié)合自身所學(xué)知識對研究區(qū)東坑組開展巖石學(xué)特征和有機(jī)地化特征研究，大致了解此層位頁巖在區(qū)域的分布關(guān)系，對比其他地區(qū)的牛蹄塘組頁巖特征，進(jìn)一步預(yù)測開采前景。研究區(qū)位于湖北咸寧通山縣界水嶺地區(qū)，研究層位的東坑組是主要是黑色碳質(zhì)頁巖夾少量硅質(zhì)頁巖，黃鐵礦則分散其中。利用巖石學(xué)相關(guān)理論，大致分析得出東坑組頁巖孔隙成因類型屬于混合成因類型，既有原生影響也有次生影響。在有關(guān)烴源巖評價的的分析項目中，本文從三個方面評價，一是有機(jī)質(zhì)類型，二是有機(jī)質(zhì)豐度，三是有機(jī)質(zhì)成熟度，結(jié)合三個方面的結(jié)果認(rèn)為通山界水嶺地區(qū)的黑色頁巖的有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ型，而豐度和成熟度分析結(jié)果都顯示出這一套頁巖生烴潛力低。關(guān)鍵詞：咸寧地區(qū)；東坑組；牛蹄塘組；黑色碳質(zhì)頁巖；孔隙；烴源巖評價

ABSTRACTLowerPaleozoicshalestratuminYangtzeareaisanimportanthorizonforoilandgasexplorationandresearchinthisarea,itsineasternHubeiiscalledDongkengFormation,calledNiutitangFormationinSichuan-ChongqingArea.Inthispaper,Iusedrocksamples,outcropdataandmodernlaboratoryanalysisdataKeyWords:XianningArea;DongkengFormation;NiutitangFormation;blackcarbonaceousshale；pore；sourcerockevaluation

目錄第一章前言1.1選題的來源、目的和意義1.1.1選題來源1.1.2選題的目的和意義1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1烴源巖研究現(xiàn)狀1.2.2中下?lián)P子地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖研究現(xiàn)狀1.3主要研究方法和技術(shù)路線1.3.1研究方法1.3.2技術(shù)路線1.4完成工作量1.5主要成果和認(rèn)識第二章區(qū)域地質(zhì)概況2.1研究區(qū)地理位置2.2沉積特征2.2.1沉積地層特征2.2.2沉積盆地演化特征2.3構(gòu)造特征第三章東坑組頁巖巖石學(xué)特征3.1地層分布特征3.2無機(jī)巖礦組成特征3.3孔隙成因類型特征第四章東坑組頁巖有機(jī)地化特征4.1有機(jī)質(zhì)類型4.2有機(jī)質(zhì)豐度4.3有機(jī)質(zhì)成熟度結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)

第一章前言1.1選題的來源、目的和意義1.1.1選題來源本課題研究來源于陳振林老師承擔(dān)的教育部本科教學(xué)工程《含油氣盆地沉積、構(gòu)造、非常規(guī)成藏實踐教學(xué)基地建設(shè)》項目，以咸寧地區(qū)為研究工區(qū)，以寒武系東坑組為主要研究層位，目的層段的頁巖孔隙和有機(jī)地化特征為主要研究內(nèi)容。1.1.2選題目的和意義研究區(qū)域內(nèi)出露的下寒武統(tǒng)東坑組頁巖在川東南、鄂西一帶又叫牛蹄塘組。中下?lián)P子地區(qū)的油氣勘探主要集中在四川盆地和其周邊地區(qū)，至今已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)性的開發(fā)利用階段的就有著名的四川盆地南部的涪陵頁巖氣田。但到目前為止，川東南部分地區(qū)鉆探的井還沒有進(jìn)一步的突破，其勘探程度也較低。因揚(yáng)子地區(qū)曾經(jīng)的海洋環(huán)境沉積了較多的碳酸鹽巖、泥巖、頁巖等，又由于古環(huán)境的較為穩(wěn)定的沉積環(huán)境，因此能保存較好的有機(jī)質(zhì)，并能在垂向上形成有利的生儲蓋組合，而下古生界的泥頁巖經(jīng)分析，有一定的開采前景，顯示出開發(fā)前景的下寒武統(tǒng)牛蹄塘組和下志留統(tǒng)龍馬溪組-上奧陶統(tǒng)五峰組資源量達(dá)（4287.6~4968.5）×108m3。上震旦統(tǒng)陡山沱組的泥巖被認(rèn)為是次要烴源巖。筆者曾隨項目組去往四川盆地，對十三五國家重大專項《四川盆地及周緣頁巖氣形成富集條件、選區(qū)評價技術(shù)與應(yīng)用》的第三項任務(wù)“四川盆地及周緣復(fù)雜構(gòu)造背景下頁巖氣保存條件”選取的野外路線進(jìn)行地質(zhì)觀察和采樣，綜合利用沉積學(xué)、巖石學(xué)、油氣地球化學(xué)、石油及天然氣地質(zhì)學(xué)等理論知識，和實驗數(shù)據(jù)為支撐，對研究區(qū)的頁巖進(jìn)行分析評價，不僅能對之后的咸寧地質(zhì)教學(xué)提供更多的數(shù)據(jù)支撐，也能對川東南地區(qū)進(jìn)一步的油氣勘探提供對比資料。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1烴源巖研究現(xiàn)狀有機(jī)質(zhì)的豐度是評價烴源巖優(yōu)劣的一個重要方面。主要研究指標(biāo)有：總有機(jī)碳含量（TOC,%）、生烴潛量（S1+S2,mg/g）、氯仿瀝青“A”的含量和總烴含量，而對于那些曾經(jīng)排出過具有開采利用性的油氣的烴源巖，這些指標(biāo)僅僅反映烴源巖排烴后剩余的有機(jī)質(zhì)豐度，并不能直接代表原始豐度。若是直接測量總有機(jī)碳含量用以評價有機(jī)質(zhì)的豐度，這就沒有考慮后期的各種影響因素帶來的有機(jī)質(zhì)的虧損和轉(zhuǎn)化部分，因此數(shù)據(jù)會比原始值低，于是現(xiàn)在研究者建立了兩種恢復(fù)模型來大致還原原始有機(jī)碳含量，一種是碳模型恢復(fù)法，另一種是元素模型恢復(fù)法。而另一個評價方面就是有機(jī)質(zhì)的類型，影響有機(jī)質(zhì)類型的主要因素是沉積環(huán)境的不同，中下?lián)P子地區(qū)目的層段基本都是海相沉積環(huán)境，其和陸相沉積環(huán)境沉積形成的有機(jī)質(zhì)有很大區(qū)別，較次的影響因素則是沉積速率，沉積速率過快會使有機(jī)質(zhì)母質(zhì)不能穩(wěn)定沉積，而較慢的沉積速率或是水體過淺則會讓有機(jī)質(zhì)遭受氧化失去成烴能力。觀測并研究有機(jī)質(zhì)類型的方法一般是兩種，一種是利用巖石學(xué)方法，對采樣加工成薄片，利用各種光學(xué)儀器識別薄片上的干酪根顯微組分，若是能找到生物標(biāo)志化合物，其對應(yīng)的沉積環(huán)境就能一目了然；第二種方法是利用有機(jī)地球化學(xué)方法，而有機(jī)地球化學(xué)方法又分元素分析法和巖石熱解法；元素分析法第一種是測定樣品干酪根碳同位素值，用數(shù)據(jù)的不同來劃分，其標(biāo)準(zhǔn)如下表（表1.1）：表1.1干酪根碳同位素判斷有機(jī)質(zhì)類型標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)質(zhì)類型ⅠⅡ1Ⅱ2Ⅲ碳同位素值（‰）＜-28-28~-26-26~-24＞-24元素分析法的第二種方法則是利用范氏圖上H/C和O/C原子比的演化路線將干酪根分為幾種不同的類型，我國普遍接受的分類標(biāo)準(zhǔn)是分成四種，第一種的Ⅰ型是腐泥型，第二種混合型的Ⅱ1型是腐殖腐泥型，第三種混合型的Ⅱ2型是腐泥腐殖型，第四種的Ⅲ型是腐殖型；若是已經(jīng)明確成熟度，則可以利用H/C比和成熟度的關(guān)系來判斷干酪根的類型，標(biāo)準(zhǔn)如下表（表1.2）：表1.2不同成熟度下干酪根H/C比值判斷有機(jī)質(zhì)類型標(biāo)準(zhǔn)巖性成成熟階段母質(zhì)類型未熟Ro＜0.5%成熟Ro：0.5%~1.3%高成熟Ro：1.3%~2.0%過成熟Ro＞2.0%海相泥巖Ⅰ＞1.51.5~0.650.65~0.46＜0.46Ⅱ＞1.171.17~0.640.46~0.49＜0.49Ⅲ＞0.910.91~0.620.62~0.52＜0.52而評價的第三個方面則是有機(jī)質(zhì)的成熟度，這個參數(shù)是指沉積埋藏的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過溫度變化（升溫作用）而產(chǎn)生的各種變化，成熟度能夠反映成烴是否有效，并且能夠判斷成烴產(chǎn)物的各種性質(zhì)。研究有機(jī)質(zhì)成熟度的常用方法一般是有兩種，一種是鏡質(zhì)體反射率法，這種方法廣泛應(yīng)用于泥頁巖和其他巖石中分散有機(jī)質(zhì)的測定，一般分成五個階段：第一個階段的Ro＜0.5%，是未成熟階段；第二個階段的0.5%＜Ro＜0.7%，是低成熟階段；第三個階段的0.7%＜Ro＜1.3%，是中等成熟階段；第四個階段的1.3%＜Ro＜2.0%，是高成熟階段；第五個階段的Ro＞2.0%，是過成熟階段。但是揚(yáng)子地區(qū)下古生界沉積基本上都是海相環(huán)境形成的，那么在富含有機(jī)質(zhì)的頁巖中，腐泥型干酪根一般缺少來源于高等植物的鏡質(zhì)組，前人工作者已經(jīng)對此問題進(jìn)行了研究，并提出了用瀝青質(zhì)體反射率（Rb）轉(zhuǎn)換為等效鏡質(zhì)體反射率（VRo）來判斷有機(jī)質(zhì)的成熟度。主要關(guān)系如下表（表1.3）：表1.3國內(nèi)外研究者分析得出的線性關(guān)系研究者關(guān)系式Jacob等（1985）VRo=0.61Rb+0.4韋國秀等（1988）VRo=0.6569Rb+0.3364（天然系列）VRo=0.7119Rb+0.3088（熱模擬系列）劉德漢（1994）VRo=0.688Rb+0.346第二種方法是巖石熱解法，通過測得巖石熱解最高峰Tmax（℃），結(jié)合生烴轉(zhuǎn)化率（S1/S1+S2）來判斷成熟度。一般分為四個階段，第一個階段的Tmax＜430~435℃，是未成熟階段；第二個階段的430℃＜Tmax＜470℃，是成熟階段；第三個階段的475℃＜Tmax＜500℃，是高成熟階段；第四個階段的Tmax＞500℃，是過成熟階段。1.2.2中下?lián)P子地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖研究現(xiàn)狀咸寧通山界水嶺地區(qū)位于湖北南部，此處的下寒武統(tǒng)東坑組頁巖研究并沒有四川盆地和周邊地區(qū)的研究資料豐富，因下寒武統(tǒng)的同一層位在四川盆地及其周邊地區(qū)被稱作牛蹄塘組，因此選取研究資料的豐富的牛蹄塘組烴源巖的研究資料，并和東坑組的資料作為對比。牛蹄塘組頁巖和東坑組頁巖的巖性類似，含有機(jī)質(zhì)段基本都是黑色碳質(zhì)頁巖，部分層段夾有少量的硅質(zhì)頁巖，因是海相環(huán)境，黃鐵礦含量不等，零散分布。四川東南部的研究區(qū)域，通過鉆井資料顯示牛蹄塘組的黑色碳質(zhì)頁巖平均厚度是380m，古生物有三葉蟲和海綿骨針等。貴州金沙地區(qū)的研究資料顯示，區(qū)域內(nèi)的牛蹄塘組頁巖巖石礦物組分包括石英、長石等脆性礦物，最主要的成分是黏土礦物，據(jù)統(tǒng)計分析，石英平均含量約占總礦物含量的38.52%，黏土礦物平均含量約占總礦物含量的48.67%，總體上呈現(xiàn)出黏土礦物含量高于石英含量，這就已經(jīng)顯示出吸附頁巖氣的能力。支撐這個觀點的證據(jù)是雍自權(quán)（2012）通過對四川東南部鉆井巖芯的詳細(xì)觀測分析，牛蹄塘組頁巖孔隙發(fā)育程度良好，作為主力烴源巖很適合頁巖氣的形成和聚集。對牛蹄塘組的烴源巖評價方面，楊劍（2005）指出牛蹄塘組頁巖內(nèi)部干酪根的有機(jī)質(zhì)類型是腐泥型，即為我國劃分方案里的Ⅰ型；同時證實了林麗（2006）分析的結(jié)論：牛蹄塘組頁巖生烴開始時間較早，現(xiàn)今分析結(jié)果得出有機(jī)質(zhì)豐度情況以總有機(jī)碳含量恢復(fù)值來看是比較高的，作為烴源巖不錯，但是演化程度較高，屬于過成熟階段，但四川地區(qū)的構(gòu)造破壞比較復(fù)雜，往往是古代形成的油氣藏在經(jīng)歷構(gòu)造運(yùn)動夠遭到了破壞，現(xiàn)今能夠發(fā)現(xiàn)的少之又少，這樣就只能期待在一些地溫梯度低的地區(qū)，地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動并不太大破壞，烴源巖能夠較晚的達(dá)到生烴門限，這也是勘探開發(fā)的難點。1.3主要研究方法和技術(shù)路線1.3.1研究方法在充分吸收、消化和綜合前人研究成果的基礎(chǔ)上，利用巖石樣品、野外露頭和現(xiàn)代實驗室分析測試資料，綜合地質(zhì)、物探、實驗室分析的新技術(shù)和新理論，對研究區(qū)東坑組開展巖石學(xué)特征和有機(jī)地化特征研究，大致了解此層位頁巖在區(qū)域的分布關(guān)系，對比其他地區(qū)的牛蹄塘組頁巖特征，進(jìn)一步預(yù)測開采前景。（1）地層基本特征根據(jù)前人的研究成果、野外露頭、剖面以及巖石樣品的觀察確定研究區(qū)東坑組地層巖性，并根據(jù)自身野外考察所得結(jié)果繪制剖面圖、檢測所采樣品。（2）巖石學(xué)特征對取得的標(biāo)本進(jìn)行實驗室詳細(xì)分析，得到無機(jī)巖礦物組成特征，并取薄片進(jìn)行鑒定和掃描電鏡分析，得到孔隙發(fā)育相關(guān)的一系列特征。（3）烴源巖評價特征對取得的標(biāo)本進(jìn)行有機(jī)地化分析，評價研究區(qū)頁巖作為烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型，有機(jī)質(zhì)豐度，有機(jī)質(zhì)成熟度，預(yù)測其是否有開采前景。1.3.2技術(shù)路線如圖（圖1.1）所示具體的技術(shù)路線和工作流程：實驗室分析野外剖面前人研究成果實驗室分析野外剖面前人研究成果有機(jī)地化特征巖石學(xué)特征有機(jī)地化特征巖石學(xué)特征構(gòu)造分析地層分布無機(jī)巖礦物孔隙類型有機(jī)質(zhì)類型總有機(jī)碳鏡質(zhì)體反射率構(gòu)造分析地層分布無機(jī)巖礦物孔隙類型有機(jī)質(zhì)類型總有機(jī)碳鏡質(zhì)體反射率綜合分析綜合分析圖1.1技術(shù)路線圖圖1.1技術(shù)路線圖1.4完成工作量主要工作量包括：野外工作4天，觀測野外剖面1條，野外采樣8個，圖標(biāo)制作若干，拍攝照片10張（表1.4）。表1.4完成主要工作量表項目工作量項目工作量野外調(diào)查4天繪制表格10野外采樣8個繪制圖件4野外剖面1條拍攝照片10張編寫論文1份1.5主要成果和認(rèn)識本文根據(jù)國內(nèi)外前人研究留下的資料，并切身觀測剖面采樣，并在實驗室利用X-射線衍射全巖分析、薄片分析、同位素分析、巖石熱解分析等測試結(jié)果入手，對咸寧通山界水嶺地區(qū)的下寒武統(tǒng)東坑組頁巖的巖石學(xué)特征和有機(jī)地化特征等方面深入分析，最后主要得到以下認(rèn)識：（1）東坑組頁巖主要礦物組分是石英和黏土礦物，還有部分長石和碳酸鹽巖，取樣部分屬于東坑組下段因此都含有少量的黃鐵礦?？紫冻梢蝾愋椭饕偷V物的原生次生形成的粒間孔和粒內(nèi)孔有關(guān)。（2）研究區(qū)界水嶺處東坑組頁巖的有機(jī)質(zhì)類型是Ⅰ型，為典型的腐泥型；在烴源巖評價部分，有機(jī)質(zhì)豐度分為兩部分，一部分的有機(jī)碳含量較低，評價為較差烴源巖，另外的部分生烴潛量很低，按標(biāo)準(zhǔn)屬于為非烴源巖；有機(jī)質(zhì)成熟度用瀝青質(zhì)反射率替換的等效鏡質(zhì)體反射率顯示烴源巖演化程度達(dá)到過成熟階段。（3）除了研究界水嶺地區(qū)的頁巖，同時和其他人的研究進(jìn)行對照，比如咸寧地區(qū)的東坑組在揚(yáng)子地區(qū)的四川盆地附近便叫做牛蹄塘組，也和研究資料較多的層位相比較，比如五峰-龍馬溪組，這樣結(jié)果是研究地區(qū)的烴源巖成熟度高，難以形成新的油氣藏，開發(fā)前景堪憂。

第二章區(qū)域地質(zhì)概況2.1研究區(qū)地理位置咸寧市位于湖北省東南部，地處長江黃金水道和京廣鐵路主要交匯處和鄂湘贛三省相鄰的“金三角”地帶，東倚贛北，南望瀟湘，西接荊楚，北臨武漢，一向以來都有“湖北南大門”的稱呼。通山縣隸屬咸寧市（圖2.1），總面積約為2680平方千米，常住人口約為51萬；19年4月底，通山縣退出貧困縣的行列。研究區(qū)日照充足，降水充沛，四季分明，氣候溫和，是一個很適合旅游的城市。構(gòu)造上位于中揚(yáng)子地臺的東南部，區(qū)內(nèi)出露有元古代至新生代地層，巖漿活動主要集中在通山縣的九宮山一帶。由于地殼運(yùn)動的影響，區(qū)內(nèi)褶皺斷裂發(fā)育，形成現(xiàn)今地貌。地勢南高北低，分為三個地貌區(qū)。西北部的江漢湖積沖積平原區(qū)，為赤壁市茶庵嶺至咸安區(qū)雙溪以北的大片地區(qū)；中部的大幕山—雨山低山丘陵區(qū)，為通山縣高湖至沙店一線以北，茶庵嶺至雙溪一線以南的廣大地區(qū)；南部的幕阜山侵蝕構(gòu)造中山區(qū)，位于通山高湖至沙店一線以南地區(qū)。圖2.1研究區(qū)地理位置2.2沉積特征2.2.1沉積地層特征研究區(qū)地層出露較齊全，從元古界到新生界均有分布（表2.1）。從元古代至第四紀(jì)，古地理在時空演變上的總趨勢是：次深?！懪餃\海—大陸。各地質(zhì)時期古地理特點和巖相組合的差異，是由于三種不同的沉積盆地環(huán)境所造成：第一種是揚(yáng)子海相盆地沉積，時期是震旦紀(jì)-中三疊世；第二種是前陸盆地，時期是晚三疊世至侏羅紀(jì)；第三種是斷陷盆地，時期是早白堊紀(jì)及晚白堊紀(jì)-第三紀(jì)。除此之外，研究區(qū)還出露前震旦系、第四系，火山巖也有出露。表2.1咸寧地區(qū)地層系統(tǒng)簡表界系統(tǒng)地方性地層名稱符號厚度（m）巖性描述構(gòu)造階段新生界第四系全新統(tǒng)Qh＞40灰色黏土、粉砂巖、細(xì)砂巖和礫石層喜馬拉雅山階段更新統(tǒng)Qp330~40Qp215~40Qp10~20第三系-白堊系K2-N＞1341雜色泥巖夾砂巖、礫巖中生界白堊系下統(tǒng)上火山巖組K12113棕紫紅色泥巖、鹽巖、細(xì)粉砂巖夾礫巖燕山階段侏羅系上統(tǒng)靈鄉(xiāng)群J3l635砂巖、紅色泥巖，少見礫巖中統(tǒng)下火山巖群J2b139J2a＞494下統(tǒng)武昌群J1wc424三疊系上統(tǒng)蒲圻群T3pq＞1269灰色、灰白色石英砂巖、粉砂巖中統(tǒng)嘉陵江組T2j＞281~893灰白色、淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r，泥晶灰?guī)r印支階段下統(tǒng)大冶組T1d247~316灰色泥晶灰?guī)r夾泥質(zhì)條帶古生界二疊系上統(tǒng)大隆組P2d6~30淺灰、黑灰色生屑灰?guī)r、藻灰?guī)r龍?zhí)督MP2l37~73泥晶生屑灰?guī)r、雜色泥巖下統(tǒng)茅口組P1m77~104灰色、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r海西階段棲霞組P1q105~238深灰色泥晶灰?guī)r，常見硅質(zhì)條帶及團(tuán)塊石炭系上統(tǒng)船山群C3ch0~35深灰色、淺灰色及肉紅色球?；?guī)r，生物灰?guī)r中統(tǒng)黃龍群C2hl30~108灰色細(xì)晶灰?guī)r，灰色細(xì)晶白云巖下統(tǒng)大塘群C1d0~44灰白色石英砂巖、粉砂巖，鈣質(zhì)黏土巖泥盆系上統(tǒng)D30~118雜色石英細(xì)、粉砂巖，夾少許砂質(zhì)頁巖志留系上統(tǒng)茅山組S3m＞147黃綠色中厚層石英砂巖夾粉砂巖、頁巖加里東階段中統(tǒng)墳頭組S2f90~700黃綠色、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)頁巖下統(tǒng)高家邊組S1g833~1464黃綠色、灰綠色砂質(zhì)頁巖、粉砂巖夾硅質(zhì)頁巖奧陶系中-上統(tǒng)O2+325~100下部為深灰色薄層狀泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r，上部為灰綠色頁巖夾灰?guī)r扁豆體下統(tǒng)O1440~500淺灰色生屑灰?guī)r、夾泥頁巖寒武系上統(tǒng)婁山關(guān)組?2l709灰至淺灰色厚層細(xì)粒白云巖，風(fēng)化后呈糖粒狀高臺組?2g29灰至淺灰色中厚至巨厚層白云巖夾鮞粒白云巖下統(tǒng)東坑組?1d297炭質(zhì)頁巖，含黃鐵礦、磷結(jié)核硅質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖，泥質(zhì)粉砂巖元古界震旦系上統(tǒng)燈影組Z2dn300灰色、淺灰色白云巖及硅質(zhì)團(tuán)塊白云巖下統(tǒng)南沱組Z1n52灰色白云巖夾白云質(zhì)、灰質(zhì)泥巖，深灰色、灰黑色泥頁巖前震旦系A(chǔ)nZ＞8600上部：絹云母石英片巖、絹云母綠泥石片巖、千枚巖中部：糜棱巖化花崗片麻巖夾斜長角閃片巖、黑云母片巖、赤鐵礦角閃石英片巖下部：黑云母二長片麻巖夾斜長角閃片巖、大理巖及赤鐵礦角閃石英片巖2.2.2沉積盆地演化特征研究區(qū)位于中下?lián)P子地區(qū)，中下?lián)P子地區(qū)沉積盆地的演化主要分為兩個階段，第一個階段是原始盆地經(jīng)歷的沉積演化，第二個階段是后期經(jīng)歷的多期構(gòu)造改造階段。而原始盆地演化時期，又可以分為四個主要階段，第一個階段是震旦紀(jì)到早奧陶世的克拉通盆地時期；第二個階段是晚奧陶世至志留世的前陸盆地時期；第三個階段是泥盆世到中三疊世的克拉通沉積盆地時期；第四個階段是晚三疊世至中侏羅世的前陸盆地時期。后期構(gòu)造改造變形階段則分為三個小階段，第一個階段是晚侏羅世到早白堊世的盆地褶皺變形時期；第二個階段是中白堊世至早第三紀(jì)的盆地伸展時期；第三個階段是晚第三紀(jì)至第四紀(jì)的擠壓變形時期。這里主要討論大演化的第一個階段，以沉積為主。一、震旦紀(jì)-早奧陶世時期這是沉積盆地沉積演化的第一個階段，在這個階段中下?lián)P子地區(qū)構(gòu)造環(huán)境相對穩(wěn)定，加里東運(yùn)動影響的北端還不足以改造揚(yáng)子地臺，因此又被稱為加里東時期的揚(yáng)子克拉通盆地。晚震旦世時期區(qū)域普遍沉降，海水大范圍進(jìn)入陸地，開始穩(wěn)定沉積，咸寧通山界水嶺研究區(qū)的頁巖就是在海侵時期的早寒武世沉積下來的。往后又經(jīng)歷了幾次連續(xù)的海侵和海退，這點能在咸寧地區(qū)的地層中觀察到海相地層和陸源碎屑巖的地層的交替，在沉積上能夠體現(xiàn)海進(jìn)-海退的旋回序列。二、晚奧陶世-志留世時期這是沉積盆地演化的第二個階段，在這個階段里，由于構(gòu)造運(yùn)動的進(jìn)行，原始的揚(yáng)子克拉通盆地逐漸消失。在南北構(gòu)造運(yùn)動的改造下，原始揚(yáng)子克拉通盆地向前陸盆地轉(zhuǎn)化。構(gòu)造應(yīng)力主要來自南方的構(gòu)造運(yùn)動，造成了揚(yáng)子板塊和北部的板塊碰撞造山，回返的華南海槽則因此在揚(yáng)子地臺南部快速沉降。晚奧陶世時期，沉積了一套水深在200m左右的海相碳酸鹽巖沉積，主要巖性有生物碎屑灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r，部分地區(qū)因為沉積速率過快，導(dǎo)致碳酸鹽巖水體混入泥質(zhì)和硅質(zhì)物質(zhì)形成了瘤狀灰?guī)r，其頂部則是陸棚沉積環(huán)境的泥巖和粉砂巖。在志留世時期，由于加里東運(yùn)動的增強(qiáng)，揚(yáng)子板塊四周的古大陸向揚(yáng)子板塊方向推進(jìn)，后揚(yáng)子板塊遭受地殼隆升，從海相環(huán)境沉積逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴喑练e，在海陸交互處沉積的呈帶狀分布的砂巖則說明了這個變化。三、泥盆世-中三疊世這是沉積盆地演化的第三個階段，在這個階段里，揚(yáng)子地臺因加里東運(yùn)動的作用成為陸地。后南北應(yīng)力由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓘垼瑩P(yáng)子板塊陸地重新沉降接受沉積。由于海水不太深，沉積環(huán)境以濱淺海為主，這種情況下有機(jī)質(zhì)易被氧化難以保存。后在晚泥盆世區(qū)域內(nèi)由于多種應(yīng)力作用，地區(qū)出現(xiàn)差異升降，沉積的部分使得下石炭統(tǒng)覆蓋于晚泥盆世形成的地層上，抬升的地區(qū)形成風(fēng)化殼。而后晚石炭世時期，海水再次侵入，揚(yáng)子區(qū)域成為了廣泛的陸表海和陸緣海，基本上都是沉積的碳酸鹽巖。比如二疊系下統(tǒng)的棲霞組低部發(fā)育有灰黑色薄層透鏡狀碳質(zhì)灰?guī)r夾碳質(zhì)泥巖，上部主要是發(fā)育灰色的條帶灰?guī)r和生物灰?guī)r，夾有燧石結(jié)核和硅質(zhì)巖。晚石炭世海水的侵入給了揚(yáng)子地臺一段時間穩(wěn)定的碳酸鹽巖沉積，而早二疊世末期時，又出現(xiàn)了一次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動，這次運(yùn)動同樣使揚(yáng)子地區(qū)出現(xiàn)差異隆升，部分地區(qū)形成了有利于煤形成的沉積環(huán)境，沉積環(huán)境由平靜的淺海沉積轉(zhuǎn)變?yōu)槌逼撼练e和瀉湖沉積。自三疊世開始，揚(yáng)子地區(qū)周邊地區(qū)的構(gòu)造演化對其造成了不小的影響，在海西-印支運(yùn)動影響下，揚(yáng)子地區(qū)的海相沉積環(huán)境面積正慢慢減小，并往沉積蒸發(fā)巖的類型發(fā)展，這種情況一直持續(xù)到中三疊世，揚(yáng)子地區(qū)海水退去，開始接受陸地沉積。四、晚三疊世-中侏羅世這是沉積盆地演化的第四個階段，在這個階段里，由于構(gòu)造運(yùn)動的影響，南北的板塊基本拼合完成，但由于時間太短尚未形成統(tǒng)一的大板塊。這個時期因受印支-燕山運(yùn)動的影響，亞洲地區(qū)逐漸開始形成類似現(xiàn)今中國地貌的構(gòu)造樣式，又因海水退出了揚(yáng)子地臺，因此構(gòu)造運(yùn)動開始影響陸地的湖泊相沉積和河流相沉積。陸地沉積的物源來源于山區(qū)，經(jīng)河谷流向三角洲和沖積平原，因此多為碎屑巖沉積，山區(qū)物源不同，其物源流向的河流沉積和三角洲沉積也會不同，陸地沉積已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樵焐綆Э刂婆璧爻练e。2.3構(gòu)造特征印支—燕山期以來，受南北大規(guī)模逆沖推覆、褶皺造山的影響，實習(xí)區(qū)烏龍橋以北和賀勝橋以南發(fā)育以南北對沖為特點的構(gòu)造變形格局（圖2.3），賀勝橋以南的變形則主要受南部江南隆起逆沖推覆的影響，構(gòu)造線方向為近東西向展布，呈一頂點向北北西凸出的弧形構(gòu)造。而從北至南，因受秦嶺大別造山構(gòu)造作用，平面上表現(xiàn)為大巴山—大洪山向南逆沖推覆的構(gòu)造面貌，在紙坊—烏龍泉出露的地層則表現(xiàn)出明顯向南南西弧形凸出的特征。圖2.3實習(xí)區(qū)區(qū)域構(gòu)造剖面示意圖圖2.4實習(xí)區(qū)構(gòu)造平面圖圖4實習(xí)區(qū)構(gòu)造平面圖造山帶根帶逆沖推覆帶圖4實習(xí)區(qū)構(gòu)造平面圖造山帶根帶逆沖推覆帶逆沖推覆前鋒帶對沖復(fù)合帶圖2.5大磨山-坑口剖面圖在印支運(yùn)動時期，盆地沉積演化第三階段的末期，海水退出揚(yáng)子地區(qū)，結(jié)束了海相沉積，進(jìn)入陸地沉積環(huán)境。而印支運(yùn)動的繼續(xù)進(jìn)行則對揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造奠定了一定的基礎(chǔ)。在盆地沉積演化階段的第四個階段結(jié)束，進(jìn)入后期構(gòu)造改造變形演化階段的第一個階段，前提是南北地塊拼合成功，結(jié)束了印支運(yùn)動進(jìn)入燕山構(gòu)造運(yùn)動時期，前期運(yùn)動主要用力作用是擠壓應(yīng)力，后期的燕山運(yùn)動同樣是擠壓應(yīng)力作用但是強(qiáng)度更大，作用范圍更廣，不止是揚(yáng)子地區(qū)，更有其他很多地區(qū)受到了很大的影響。在后期構(gòu)造改造變形演化第一階段的基礎(chǔ)上，第二演化階段主要構(gòu)造情況是盆地的伸展構(gòu)造，其繼承了前一構(gòu)造階段留下的基礎(chǔ)，伸展作用在揚(yáng)子地區(qū)的作用形成了不同的地區(qū)形成了不同的結(jié)果，比如東部地區(qū)開始受到太平洋板塊的構(gòu)造影響。后期構(gòu)造改造變形的第三個階段是擠壓變形階段，至今同樣受到擠壓作用，即為印度洋板塊在中國青藏高原底部俯沖和太平洋板塊在日本海域底部的海溝俯沖作用共同影響。實習(xí)區(qū)這種構(gòu)造面貌是印支—燕山運(yùn)動長期作用的結(jié)果，并形成了實習(xí)區(qū)獨(dú)有的豐富盆地類型、地層構(gòu)成充填樣式和生儲蓋組合。

第三章東坑組頁巖巖石學(xué)特征3.1地層分布特征東坑組系由楊守仁（1963）創(chuàng)立，命名的地點位于咸寧市高橋泉水口，分為上、下兩個巖性段：上段為灰色薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾炭質(zhì)頁巖、中厚層灰?guī)r、塊狀白云質(zhì)灰?guī)r，頂部含白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r、豆?fàn)罨規(guī)r，含三葉蟲：Hupeidiscusorientelis,Hsuaspissp.，Bergeroniellussp.；下段為黑色頁巖、炭質(zhì)頁巖、“石煤”層和碳質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r，含黃鐵礦及磷結(jié)核，局部見石英砂巖，含腹足類：Scenella及海綿骨針、Protospongia和頂孔貝類腕足類。本組厚264-332m。與下伏震旦系呈整合或平行不整合接觸。從東坑組所含三葉蟲來看，第一個顯示出我國早寒武世早期以及中期峽東型動物群的重要特征，后兩個則在揚(yáng)子地區(qū)分布較為普遍，見于水井沱組上部。詳細(xì)地層劃分見下表（表3.1）。表3.1研究區(qū)東坑組地層劃分方案地層系統(tǒng)厚度（m）巖性描述系組段寒武系東坑組上段224~260頂部為深灰色、灰黑色中厚層狀致密及細(xì)粒白云質(zhì)灰?guī)r，可見白云質(zhì)透鏡體和團(tuán)塊。中部為深灰色、灰黑色薄—中厚層狀含炭質(zhì)泥灰?guī)r夾中厚層狀灰?guī)r及炭質(zhì)灰?guī)r；泥灰?guī)r中含有極少量的點狀黃鐵礦。下部為深灰色中厚層狀含白云質(zhì)灰?guī)r夾灰棕色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r；灰?guī)r中含星散狀黃鐵礦晶體。下段40~72上部為黃色、灰黃色含磷、硅質(zhì)、黃鐵礦、赤鐵礦等結(jié)核的炭質(zhì)頁巖，夾2-5cm厚的硅質(zhì)層。中部為深灰色粉砂質(zhì)頁巖；含腹足類。下部為黑色炭質(zhì)頁巖，夾少量硅質(zhì)頁巖，黏土質(zhì)頁巖，粉砂質(zhì)頁巖；本層下可見30cm厚的巖屑和粘土。3.2無機(jī)巖礦組成特征頁巖具有烴源巖和儲層的綜合性特征，特別是揚(yáng)子地區(qū)作為頁巖氣的自生自儲的頁巖層段具有重要意義。而作為頁巖的基本礦物組成，其含量和類型則在一定程度影響著頁巖的孔隙發(fā)育和對氣體的吸附能力，因此對此進(jìn)行研究是十分重要的。由于野外樣品風(fēng)化較為嚴(yán)重，因此能進(jìn)行的分析的樣品不多，進(jìn)行了巖石礦物組分分析，（表3.2），并根據(jù)不同礦物組分所占比例作出柵狀圖（圖3.1）。表3.2研究區(qū)巖石樣品礦物含量樣品號礦物含量（%）石英長石碳酸鹽巖黃鐵礦黏土礦物其他礦物TS-00138.49.37.22.637.55.0TS-00239.28.56.53.241.11.5TS-00342.77.22.61.542.93.1TS-00441.46.83.00.745.82.3TS-00536.310.18.32.341.31.7TS-00643.86.13.21.244.71.0TS-00740.38.44.41.843.21.9平均40.38.065.031.942.42.36結(jié)果顯示采集自研究區(qū)東坑組的樣品中，石英的含量最小值是36.3%，最高能夠到43.8%，樣品石英的平均含量是40.3%，黏土礦物含量最低是37.5%，最高含量能達(dá)到45.8%，樣品黏土礦物的平均含量是42.4%；除了石英和黏土礦物外，還包含有大量的自生礦物和碎屑礦物，碎屑礦物主要是石英、長石類（包括鉀長石和斜長石），自生礦物主要是碳酸鹽巖（包括方解石、白云石、菱鐵礦等）和黃鐵礦?？傮w上黏土礦物含量大于石英。因采樣處是位于東坑組的下段，所采集到的樣品中都含有一定量的黃鐵礦，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，其平均含量約占總礦物含量的1.9%。這也能夠指明沉積環(huán)境為海相。3.3孔隙成因類型特征國內(nèi)外對于常規(guī)儲層的孔隙研究基本已經(jīng)成熟，但是黑色碳質(zhì)頁巖作為非常規(guī)的儲層，可以借鑒常規(guī)的孔隙類別。近幾年來，頁巖氣成為石油天然氣工業(yè)研究熱門，因沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外對研究的頁巖孔隙分類不僅五花八門而且存在很多交叉重疊部分。目前Loucks的分類方案因為其較強(qiáng)的適用性而被多數(shù)人接受，其主要是根據(jù)孔隙的接觸關(guān)系而分類，筆者在研究咸寧通山地區(qū)東坑組頁巖時即選用該種方案。因此結(jié)合前人研究成果，將此方案更系統(tǒng)的分為三種類型，第一種類型是根據(jù)孔隙的成因分成的成因分類，第二種類型是是根據(jù)孔隙的結(jié)構(gòu)和接觸連通關(guān)系分成的結(jié)構(gòu)分類，第三種是單獨(dú)一種類型不足以解釋因此就再分了一種更復(fù)雜類型。一、成因分類孔隙的結(jié)構(gòu)本身就屬于巖石的一種微觀物理性質(zhì)，其成因和巖石成因息息相關(guān)，這里我們將成因類型分類又細(xì)分為三種，第一種是和沉積作用相關(guān)的原生孔隙，第二種是和巖石在成巖階段遭受的改造作用有關(guān)的次生孔隙，第三種是前兩種共同作用形成而有關(guān)的混合成因分類。第一種類型和沉積作用有關(guān)的原生孔隙，是指巖石中因受到沉積作用影響形成并未受到破壞的孔隙，其和巖石形成的基質(zhì)和礦物、生物格架有關(guān)，比如說原生粒間孔。第二種類型和成巖階段遭受改造作用有關(guān)的次生孔隙，是指巖石在成巖過程中，外界的某種環(huán)境因素發(fā)生了改變，因而受到了物理上的或者是化學(xué)上的各種相關(guān)作用，而導(dǎo)致巖石形成過程中某些組分被剝蝕、改造而形成孔隙。比如說因重結(jié)晶作用是原先的晶體礦物體積發(fā)生改變留下的孔隙，因為受到構(gòu)造應(yīng)力的作用產(chǎn)生的構(gòu)造裂縫和一些化學(xué)流體對巖石的溶蝕孔洞。第三種是前兩者共同作用影響而有關(guān)的混合成因孔隙，是指用前兩者類型不能很好的解釋復(fù)雜的孔隙成因，因此就結(jié)合兩種類型解釋更為復(fù)雜的類型，這種情況下的巖石孔隙在不同的時間段分別受到了沉積作用和物理化學(xué)作用的影響。二、結(jié)構(gòu)分類巖石的孔隙結(jié)構(gòu)又稱為巖石孔隙的產(chǎn)狀，這和地層產(chǎn)狀不同，孔隙結(jié)構(gòu)是指巖石自身具有的孔隙和吼道的大小、形狀、空間分布位置、連通接觸關(guān)系?？紫兜男螤罡鶕?jù)孔隙的幾何形狀分為球狀、瓶狀、不規(guī)則狀等。孔隙的大小自微孔到粗大孔共分為八個等級，微孔是最細(xì)小的孔洞，粗大孔在微觀上是很大的孔洞。接觸關(guān)系則根據(jù)孔隙和巖石顆粒的排列關(guān)系分為兩種，第一種是巖石顆粒分隔不同的孔隙為粒間接觸，第二種是孔隙本身位于單個巖石顆粒內(nèi)部為粒內(nèi)接觸。美國學(xué)者又將孔隙細(xì)分為兩種類型，第一種是孔洞，另一種是裂縫；而孔洞又分為兩種，一種是有機(jī)孔，另一種是無機(jī)孔，這樣又能把無機(jī)孔細(xì)分為兩種，一種是粒間孔，另一種是粒內(nèi)孔。這樣總體上將結(jié)構(gòu)分類分為四種，第一種是裂縫，第二種是粒間孔，第三種是粒內(nèi)孔，第四種是有機(jī)質(zhì)孔。三、成因-成分-結(jié)構(gòu)分類上述根據(jù)國內(nèi)外研究者總結(jié)的兩種分類類型只是單一的從孔隙的某一個性質(zhì)方面來分類，單獨(dú)的一種分類不能在另一種角度上闡明孔隙的另外一種特征，現(xiàn)在綜合以上兩種分類類型，那么的得到的分類方法則既能顯示孔隙成因類型又能顯示孔隙的接觸關(guān)系。此處筆者根據(jù)前人研究成果，總結(jié)歸納出了成因-成分-結(jié)構(gòu)分類，在這里綜合考慮頁巖成分，將研究區(qū)的東坑組的頁巖和四川盆地及其周邊地區(qū)的牛蹄塘組頁巖對比美國的頁巖，以國內(nèi)外學(xué)者的分類方式為基礎(chǔ)，結(jié)合上述兩種孔隙單一性質(zhì)，并綜合考慮孔隙的主干骨架成分，總結(jié)分類出以下八種類型，詳細(xì)見表3.3。表3.3揚(yáng)子地區(qū)黑色頁巖常見成因-成分-結(jié)構(gòu)分類孔隙類型成因粒內(nèi)孔粒間孔裂縫有機(jī)質(zhì)孔原生原生石英、粘土、長石、黃鐵礦、磷灰石、石膏、方解石、白云石、云母等礦物粒內(nèi)孔；原生放射蟲、骨針、小殼化石等體腔孔；石英、長石等礦物撞擊坑原生石英、粘土、長石、黃鐵礦、磷灰石、石膏、方解石、白云石、云母等礦物粒間孔；原生放射蟲、骨針、小殼化石等粒間孔無無次生溶蝕長石、粘土、黃鐵礦、方解石和白云石等礦物粒內(nèi)孔；長石、黃鐵礦和方解石等礦物鑄?？兹芪g長石、黃鐵礦、方解石和白云石等礦物粒間孔；方解石和白云石重結(jié)晶粒間孔；粘土轉(zhuǎn)化粒間孔粘土收縮縫；有機(jī)質(zhì)收縮縫；石英、長石和磷灰石等脆性礦物構(gòu)造縫有機(jī)質(zhì)孔混合溶蝕原生長石、粘土、黃鐵礦、方解石和白云石等礦物粒內(nèi)孔；溶蝕石英、長石撞擊坑溶蝕原生石英、長石、黃鐵礦、石膏、方解石、白云石、云母等礦物粒間孔；石英、長石次生加大孔無無在分類解釋上，利用表格進(jìn)行歸類，并依據(jù)孔隙成因+骨架成分+孔縫來解釋。這樣不僅能看出孔隙的成因類型特征，更能判斷孔隙結(jié)構(gòu)，最主要的是形成系統(tǒng)性。咸寧通山界水嶺研究區(qū)的頁巖孔隙類型經(jīng)初步試驗判別基本屬于上述的成因-成分-結(jié)構(gòu)類型。且界水嶺地區(qū)的頁巖黏土礦物含量和石英含量都不低，因此孔隙發(fā)育是比較良好的，黏土礦物的含量也有利于頁巖氣的富集保存。因為選取的是露頭的剖面，因此大型的裂縫比較發(fā)育，那么在地層埋藏較深的地下，裂縫可能不是很發(fā)育，在生成游離態(tài)的烴類后，頁巖能夠較好的保存而不至于使游離態(tài)的烴類逸散。

第四章東坑組頁巖有機(jī)地化特征4.1有機(jī)質(zhì)類型沉積環(huán)境的不同會導(dǎo)致沉積母質(zhì)來源不同，不同沉積環(huán)境的有機(jī)質(zhì)母質(zhì)則會演化成為不同的有機(jī)質(zhì)類型，較次一級的影響因素則是沉積速率，快了會讓有機(jī)質(zhì)不能穩(wěn)定沉積，慢了則在沉積之前有機(jī)質(zhì)就會遭受氧化。中下?lián)P子地區(qū)下寒武統(tǒng)地層的主要沉積環(huán)境是海相環(huán)境，沉積的頁巖能夠有一定的研究價值，則有機(jī)質(zhì)母質(zhì)沒有經(jīng)過大量氧化，則沉積環(huán)境為有一定深度的穩(wěn)定水體，沉積物來源主要是藻類和低等海生動植物，后期經(jīng)過微生物的代謝作用使得有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成了腐泥組分。目前利用有機(jī)地化的方法主要有兩種，在這里我們利用干酪根同位素δ13C來劃分烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型（表4.1）。表4.1干酪根碳同位素判斷有機(jī)質(zhì)類型標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)質(zhì)類型ⅠⅡ1Ⅱ2Ⅲ碳同位素值（‰）＜-28-28~-26-26~-24＞-24對咸寧通山地區(qū)東坑組的頁巖的樣品檢測結(jié)果如下表（表4.2）。表4.2研究區(qū)烴源巖干酪根同位素分析結(jié)果樣品編號干酪根δ13C（‰）有機(jī)質(zhì)類型TS-001-28.7Ⅰ型TS-002-30.2Ⅰ型TS-003-30.6Ⅰ型TS-004-29.4Ⅰ型TS-005-30.9Ⅰ型TS-006-31.2Ⅰ型TS-007-29.7Ⅰ型根據(jù)檢測得知，研究地區(qū)頁巖烴源巖干酪根δ13C測定結(jié)果平均值為-30.1‰，最大值能到-31.2‰，最小值低至-28.7‰，據(jù)表格所列標(biāo)準(zhǔn)對照，研究區(qū)干酪根類型屬于Ⅰ型，即腐泥型干酪根，聯(lián)系海相沉積環(huán)境也符合。根據(jù)前人研究成果，Ⅰ型干酪根中腐泥組是其重要組成部分，在一定條件下能夠生成油氣。腐泥組中的母質(zhì)主要來源于藻類和低等水生動植物（介形蟲、海百合、海綿、角石等）；其組分主要是兩部分，一個是腐泥基質(zhì)體，另一個是礦物瀝青基質(zhì)體。在中下?lián)P子地區(qū)，下寒武統(tǒng)的頁巖主要是半原地沉積，在烴源巖的演化過程中微生物作用十分完全，因此腐泥基質(zhì)中能存在失去生物結(jié)構(gòu)的微生物遺體和代謝產(chǎn)物。具有較大的生烴潛力。藻類組也是其組成部分之一，母質(zhì)來源是藻類。常以碎屑顆粒狀分散于頁巖中，成因可能是在沉積過程中，已經(jīng)沉積的藻類殘余體又遭到機(jī)械作用改造導(dǎo)致破碎。動物有機(jī)組在中下?lián)P子地區(qū)的海相烴源巖中普遍存在，只是近半個世紀(jì)才得到確認(rèn)。最后成分是次生組，又叫熱變組，是烴源巖熱演化過程中部分有機(jī)質(zhì)演化而形成的，主要成分是瀝青質(zhì)。4.2有機(jī)質(zhì)豐度有機(jī)質(zhì)的豐度是評價烴源巖優(yōu)劣的一個重要方面。主要研究指標(biāo)有：總有機(jī)碳含量（TOC,%）、生烴潛量（S1+S2,mg/g）、氯仿瀝青“A”的含量和總烴含量，而對于那些曾經(jīng)排出過具有開采利用性的油氣的烴源巖，這些指標(biāo)僅僅反映烴源巖排烴后剩余的有機(jī)質(zhì)豐度，并不能直接代表原始豐度。這里利用直觀的有機(jī)碳含量多少代表有機(jī)質(zhì)豐度，方法的第一種是不考慮演化過程直接測得；另一種是恢復(fù)法，將實驗室所測到的數(shù)據(jù)根據(jù)各種恢復(fù)系數(shù)恢復(fù)到一個接近的值，用這個值來代表原始有機(jī)碳含量，進(jìn)而評價有機(jī)質(zhì)的豐度?？偨Y(jié)前人的指標(biāo)，以下表（表4.3）參數(shù)為對比參考評價。表4.3常用烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評價對比標(biāo)準(zhǔn)表烴源巖等級總有機(jī)碳TOC（%）生烴潛量S1+S2（mg/g）氯仿瀝青“A”（%）總烴HC（ppm）好烴源巖＞1.0＞6.0＞0.1＞500較好烴源巖0.6~1.02.0~6.00.05~0.1200~500較差烴源巖0.4~0.60.5~2.00.01~0.05100~200非烴源巖＜0.4＜0.5＜0.01＜100這里為了方便直接使用第一種方法來進(jìn)行評價，對研究區(qū)取得的樣品進(jìn)行熱解試驗，詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表（表4.4）。表4.4研究區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度分析結(jié)果表樣品編號巖性TOC（%）S1+S2（mg/g）TS-001黑色碳質(zhì)頁巖0.440.08TS-002黑色碳質(zhì)頁巖0.320.13TS-003黑色碳質(zhì)頁巖0.370.07TS-004黑色碳質(zhì)頁巖0.240.05TS-005黑色碳質(zhì)頁巖0.310.11TS-006灰黑色頁巖0.40.09TS-007黑色碳質(zhì)頁巖0.410.06平均值0.3560.084從上表結(jié)果來看，研究區(qū)主要分布黑色碳質(zhì)頁巖，樣品的總有機(jī)碳含量平均值約為0.356%，最小為0.24%，最高能達(dá)到0.44%，據(jù)表格所列標(biāo)準(zhǔn)對照，樣品代表的烴源巖屬于較差的烴源巖；根據(jù)巖石熱解試驗所測得生烴潛量平均約為0.084mg/g，最高能達(dá)0.13mg/g，最低只有0.05mg/g，這顯示出研究區(qū)的頁巖基本上已經(jīng)沒有了生烴潛力，而且烴源巖處于過成熟的階段。從界水嶺地區(qū)樣品的測試結(jié)果對比其他人在其他地區(qū)對同一層位（牛蹄塘組）的研究數(shù)據(jù)，其取樣測試的結(jié)果基本大于1%，最高能到4%，平均值接近1.5%，這表明牛蹄塘組屬于好的烴源巖；對比上部五峰-龍馬溪組頁巖有機(jī)碳含量最小為0.34%，最大為4.2%，極少部分地區(qū)有機(jī)碳含量能發(fā)達(dá)7%。從我自身實驗所得結(jié)果和前人結(jié)果來看，前人結(jié)果一般是巖芯取樣居多，地表露頭取得的樣品本身就會遭受各種風(fēng)化、剝蝕作用而導(dǎo)致有機(jī)碳含量降低，因此就揚(yáng)子地區(qū)的頁巖烴源巖有機(jī)碳含量來看，基本屬于較好的烴源巖，但是熱解結(jié)果都說明了，烴源巖內(nèi)基本不含熱解烴，除了少部分已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)開采的區(qū)域，半部區(qū)域的烴源巖都是處于過成熟階段，熱演化階段高。4.3有機(jī)質(zhì)成熟度有機(jī)質(zhì)的成熟度是指在沉積有機(jī)質(zhì)的埋藏時間內(nèi)，經(jīng)歷埋深的過程和構(gòu)造抬升的過程中，由于深度不同，地溫梯度也不同，到達(dá)或超過某一溫度而對其引起的各種變化，這是反映出烴源巖生烴有效性和生烴產(chǎn)物的重要指標(biāo)。因為研究區(qū)處于中下?lián)P子地區(qū)，沉積環(huán)境為海相環(huán)境，有機(jī)質(zhì)中少有陸地高等植物形成的鏡質(zhì)體，前面章節(jié)的分析也得出烴源巖演化達(dá)到了過成熟階段，可溶有機(jī)質(zhì)含量很少，因此難以利用鏡質(zhì)體反射率這一指標(biāo)來指示有機(jī)質(zhì)成熟度。前人工作者已經(jīng)對此問題進(jìn)行了研究，并提