次生固體瀝青是碳酸鹽巖中最常見的顯微組分。本文采用全巖光片和幹酪根光片相結合的方法分析了碳酸鹽巖的微觀成分，並測定了其中固體瀝青的反射率，建立了次生固體瀝青反射率與鏡質體反射率的關系，為確定碳酸鹽巖的成熟度提供了壹個很好的參數。
碳酸鹽成熟度；瀝青反射率；顯微組分
壹.導言
熱演化程度是評價烴源巖生烴條件的重要因素之壹。目前常用的熱演化指標是分子化石生物標誌物的鏡質體反射率和異構化參數。高等植物的真實面貌是泥盆紀以前的中元古界和下古生界沒有鏡質體，鏡質體反射率指標不能應用於這些地層；此外，中元古代和下古生界地層演化普遍較高，相應的生物標誌物異構體普遍達到終點，使得分子有機地球化學成熟度指標在這些地層中失去了有效性。國內外石油地質學家為尋找可靠的成熟度指標進行了長期的努力和探索[3 ~ 7]，至今仍未解決。
本文從碳酸鹽巖的實驗室分析方法入手，研究了瀝青的特征、成因、反射率方法及其與可溶有機質生物標誌物的關系，確定了它們在判斷成熟度中的作用。
二、碳酸鹽巖分析測試方法
1.幹酪根處理方法的改進
由於碳酸鹽巖中有機質的含量普遍較低，研究有機質的性質非常困難。由於中國碳酸鹽巖成熟度高，大部分顯微組分已降解成極細顆粒。在幹酪根處理過程中，碳酸鹽礦物與鹽酸的反應非常激烈，常規處理方法容易導致有機質的損失。研究中，通過改進幹酪根處理程序和重液分離方法，大大減少了處理過程中的損失，幹酪根收率大大提高，由改進前的30%提高到90%以上。
2.幹酪根輕質薄片制備方法的改進。
在確定幹酪根樣品的光學性質之前，首先要制備光學片。光學準備的質量直接影響測量值的準確性和可靠性。由於碳酸鹽巖中有機碳含量低，制備的幹酪根純度普遍較低，顯微組分多(固體瀝青、動物有機碎屑、鏡質體等。)在光學片中具有相似的光學特性，這使得識別和鑒別這些成分更加困難。因此，在研究中對幹酪根光學片的制備方法進行了改進，即先將幹酪根浸泡在氯仿中，洗去幹酪根中的可溶性成分，然後用502膠直接固結在載玻片上。這樣制備的光學片不僅可以有效地測定熒光，還可以盡可能地富集其中的微觀成分，從而提高測量和識別的準確性。
該方法有效地解決了碳酸鹽巖中微觀組分難以對比和測定的問題，使瀝青反射率和海相鏡質體反射率的測定成為可能。
3.全巖光刻識別方法
全巖光刻分析方法是在常規有機巖石學和孢粉學的基礎上發展起來的。與常規有機巖石學相比，它能保持顯微組分的原始產狀。根據其原始產狀，在反射下能正確區分固體瀝青、鏡質組、動物有機碎屑等光學特征非常相似的組分，在碳酸鹽巖有機顯微組分的鑒定、分類和測定中具有不可替代的作用。
三。碳酸鹽巖顯微組分的分類和組成
1.碳酸鹽巖顯微組分的分類
微觀組分的分類應充分考慮組分的來源和微觀特征。對於碳酸鹽巖，首先要考慮顯微組分之間的成因聯系，使顯微組分之間形成完整的體系，這與生物前體的轉化演化階段等遺傳因素有關。其次，對光學顯微鏡下不同相態、賦存特征和成因的有機質進行分類，以更全面地反映碳酸鹽巖的顯微組分組成。分類還應強調碳酸鹽巖顯微組分的特殊性，包括常見的動物有機碎屑顯微組分、次生組分、包裹體有機質和海相腐殖化形成的海相鏡質體，以揭示其區別於陸相烴源巖和碎屑巖的顯著特征。研究過程本著實用性、全面性、系統性的原則，參考了前人的研究成果[8 ~ 10]，采用了表65438。
2.碳酸鹽巖的顯微組分
傳統有機巖石學認為碳酸鹽巖有機質豐度低，顯微組分類型單壹。通過對和田探區石炭-二疊系和勝利油區寒武-奧陶系多個樣品的分析鑒定，發現碳酸鹽巖鹽中的顯微組分類型非常豐富，但不同地區、不同層段的顯微組分組成差異很大(表1)。
和田探區顯微組分表現出明顯的陸相和海相混源特征。海洋初級組分多為腐泥型無定形體，顯微鏡下呈黃色、淡黃色、棕黃色絮體，主要來源於浮遊植物，部分仍保留有藻渣結構。由於藻類在沈積成巖過程中降解程度不同，常呈現深淺不壹的黃色熒光，保存完好的熒光呈亮黃色。這種熒光特征不僅表明藻類在沈積過程中受到了壹定程度的降解，也表明沈積過程中的底層水嚴格來說並不是強還原條件。薄片中還可見壹定量的大型底棲大型藻類，如海松藻(以綠藻為主)，熒光呈褐色或無熒光。此外，還能看到壹些保存完好的動物殘骸，其有機內膜仍清晰可辨，呈淡黃色。本區陸源有機顯微組分含量也較高，鏡質組和惰質組含量最高，均可見明顯的高等植物結構，而生烴能力強的顯微組分主要是角質體和孢子體，前者呈棕黃色和黃色熒光，後者呈黃色至亮黃色。這種幹酪根母質來源表現出典型的混合成因，反映了沈積環境中陸源有機質的巨大貢獻。
勝利油區下古生界碳酸鹽巖中不含來源於陸生植物的顯微組分，部分樣品中偶見來自較老地層的再循環組分，大部分以內源組分和次生組分為主。低成熟度樣品(大沽22井)含大量水性疑似有機質和無定形物，熒光下呈黃色至暗黃色，透光下呈淺黃色。在成熟度較高的樣品中，大部分原生顯微組分已完全降解為貧氫次生組分，透光下主要可見黑色顆粒狀非晶(微粒體)。全巖光學片中的微粒體由於多為無機礦物填充，主要可見成分為次生瀝青，很難識別。
表1碳酸鹽顯微組分分類和組成表
可以看出，不同地區和區間的顯微組分差異很大。因此，應根據碳酸鹽巖的顯微組分特征，采用不同的方法來判斷其成熟度。根據勝利油區下古生界和和田探區碳酸鹽巖的特征，重點研究了固體次生瀝青和海相鏡質體的光學特征。
四、瀝青反射率測量
從以上分析可以看出，海相烴源巖中的固體瀝青含量豐富，分布廣泛，其光學性質變化較大，壹般粒徑也較大，便於光學測定。因此，測定瀝青的反射率並建立其與鏡質體反射率的關系，是解決缺乏鏡質體的海相烴源巖，尤其是早古生代海相烴源巖成熟度的有效方法之壹。
但瀝青反射率作為下古生界和碳酸鹽巖成熟度指標的可靠性壹直是壹個尚未完全解決的重要問題[1 ~ 13]。作為有機質成熟度的指標，固體瀝青的反射率取決於其形成時間、時期和成因類型。所謂有機質成熟度，是對地質體熱演化程度的壹種度量，是溫度和時間的函數。只有反映地質體整體演化歷史的指標才能作為良好的成熟度指標，如鏡質體反射率。而固體瀝青是次要成分，其反射率只反映了流體烴類轉化為固體瀝青後所經歷的熱歷史，而未能反映局部質體所經歷的全部熱歷史。如果固態瀝青形成較早(如在烴源巖達到最大熱演化程度之前)，其反射率更能反映烴源巖經歷的大部分熱演化歷史；如果形成較晚(如大多數儲層瀝青)，則不能反映局部地層有機質的成熟度。因此，確定固體瀝青反射率的關鍵是在顯微鏡下識別和區分不同種類和來源的瀝青。
1.瀝青的成因
瀝青的成因非常復雜，很多地質作用都能形成瀝青，概括起來就是:①地質體中的幹酪根通過熱解形成重雜原子產物，也稱滲出瀝青；(2)生物通過沈澱洗滌和細菌降解形成；(3)原油形成後，在後期的熱演化中繼續裂解，部分重質原油聚合形成瀝青；④原油形成後發生分餾(如脫氣)；⑤原油噴發到地表時，由於壓力降低，輕組分揮發，重組分結合而形成。
有機巖石學認為，瀝青是地質體內富氫的顯微組分遷移到壹定距離後形成的有機顯微組分。在碳酸鹽巖等烴源巖中，瀝青的成因主要有原地裂解變形和熱解液態產物的運移固化。
原生顯微組分的原位裂解變形是形成次生顯微組分的重要途徑。在煤和泥巖中，原生顯微組分(主要為腐泥組和殼質組)以軟化崩解、液晶凝固和固相裂解的形式發生原位崩解變形，主要形成顆粒瀝青、球狀瀝青和纖維狀瀝青[8]。在海相碳酸鹽巖中，初次崩解和變形的主要母質是腐泥建造、部分海相鏡質體和動物碎屑的顯微組分等。固相裂解後主要形成顆粒瀝青，這些顆粒聚集體仍保持原生顯微組分的輪廓。有人對這部分瀝青的光學性質進行了研究[6]，但由於其顆粒細小，各向異性強，確定和判斷成熟度的難度大，不準確。
原生顯微組分熱解液態產物的運移固化是碳酸鹽巖中瀝青體形成的主要途徑，其形成的瀝青體主要為均質瀝青體和浸染狀瀝青體。它們以次生充填為特征，充填在空間裂縫、壓力溶解形成的縫合線、重結晶形成的晶體間隙和負鮞狀孔洞中。均質瀝青表面均勻，粒徑大，適合反射率測量。但浸漬瀝青的反射率無法確定，因為它只浸漬了礦物表面。
2.瀝青的分類
固體瀝青的分類方法非常復雜，原因復雜，在顯微鏡下的光學特性多種多樣。
Jacob代表國際煤巖學委員會(ICCP)運移瀝青工作組提出了運移瀝青的顯微組分分類，這是從有機巖石學角度全面理解“運移瀝青”的嘗試[14]。鐘寧寧等人根據瀝青的結構、產狀和形成方式，將瀝青分為五種微觀亞組分，即均質瀝青、浸染狀瀝青、粒狀瀝青、球狀瀝青和纖維狀瀝青[8]；考慮到瀝青生產的地質特征，傅家模等人將瀝青分為原生-同層瀝青、表生-儲層瀝青、巖漿熱變質瀝青和表生-淺氧化瀝青[15]；陳根據瀝青形成與油氣形成的關系，將瀝青分為前油瀝青和後油瀝青。中國某些天然固體瀝青的巖石學和有機地球化學。中國礦業大學研究生部，北京。1989。
；肖先明將滲出瀝青和瀝青分開，進壹步將前者分為工程類、II類、III類，將後者分為現場瀝青、場外瀝青和再生瀝青[16。
上述瀝青分類對瀝青反射率的確定和應用非常不利。為了使測量數據準確、可靠、具有可比性，研究中嚴格限定了所測瀝青的種類。
根據國際煤巖學分類，本次研究確定的瀝青屬於幾種演化程度在瀝青之上的類型；按光學特性分類屬於均質瀝青；在輸出特性分類上，屬於同層二次填充瀝青(微場外瀝青)。這部分瀝青通常是在成油初期或高峰期充填的，與地層壹起經歷了大部分的地質熱歷史，其反射率能準確反映熱演化程度。
3.固體瀝青的微觀特征及反射率測量方法。
由於瀝青成因的多樣性及其微觀特征的復雜性，微觀組分的識別和識別是瀝青反射率測定的關鍵。在幹酪根光中，固體瀝青和其他鏡質體類組分具有許多相似的反射特征，但它們的形狀、結構和產狀在全巖光中是不同的(表2)。正確區分固體瀝青的特性是測定的前提。
表2海相鏡質體、外源鏡質體和固體瀝青的鑒別特征對比
4.固體瀝青反射率的測定方法
在反射率測定過程中，由於固體瀝青和普通鏡質體組分的成因不同，反射率測定方法和取值也不同。由於其來源的復雜性和多階段充填現象，在碳酸鹽巖中固體瀝青的測定中，成分的確定和有效值的選取是比較困難的
組分測定是測定固體瀝青反射率的難點之壹。為了保存巖石中有機顯微組分的原始產狀，應在全巖光板上測量瀝青反射率，在組分匱乏時先富集幹酪根，再將幹酪根光板與全巖光板對比。只有這樣，才能正確區分海相鏡質體和動物有機碎屑等與固體瀝青反射光特征相似的組分，排除測定時偶然回收的顯微組分。
由於碳酸鹽巖中的固體瀝青是多次充填的現象，反射率測量中通常有幾組實測數據(圖1)，其中反射率較高的壹組為初始充填瀝青，形成於生油初期，與烴源巖壹起經歷了較多的地熱過程，更能代表有機質的成熟度，因此壹般應取該組的平均值作為該樣品的反射率值；較低的壹組或多組是後填的，只說明樣品有多級瀝青充填，沒有很大的成熟度意義，壹般不作為有效值。
動詞 （verb的縮寫）瀝青反射率與鏡質體反射率的關系及其應用
圖1不同時期填築瀝青反射率值直方圖
1.瀝青反射率與鏡質體反射率的關系
固體瀝青的反射率隨著熱演化程度的加深而增加，但其變化規律與鏡質組不同，應首先建立兩者之間的轉換關系，以此作為成熟度參數，國內外學者在這方面做了很多探索[1 ~ 13]。但由於瀝青成因和分類的復雜性以及地區之間的差異，不同研究者和不同地區的分析結果也不盡相同。通過對和田探區100多個海相碳酸鹽巖樣品全巖顯微組分的定量統計和鑒定，選取了石炭-二疊系中既含有瀝青又含有正常陸源鏡質體的樣品，分別測定了反射率(表3)，並在計算機上進行曲線擬合，得出鏡質體反射率(Ro)與瀝青反射率(Rb)的關系如下:
勝利油區勘探開發隨筆
利用這壹關系，可以將瀝青反射率轉換成當量鏡質體反射率來確定成熟度。公式(1)在和田探區①張、徐興友、等的烴源巖研究和1 .56438+0999井的烴源巖評價中證明是可靠的。
。
2.固體瀝青反射率指示成熟度的可靠性探討。
(1)瀝青反射率表征的成熟階段與顯微組分的微觀特征壹致。
勝利油區下古生界碳酸鹽巖樣品也含有較多的次生固體瀝青，反射率測量結果見表4。通過顯微觀察顯微組分發現，在幹酪根熒光和透光條件下，實測瀝青反射率與顯微組分特征反映的成熟度基本壹致。比如大沽22井、大沽31井，透射光下成分為淡黃色，熒光下有很多強熒光的可疑來源，成熟度應該不是很高。測得的當量鏡質體反射率為0.8% ~ 65438±0.0%。而古1井和古2井大部分顯微組分在透射光下呈不透明黑色，有大量高於成熟階段的微粒體，反映成熟度較高，當量鏡質組反射率為2.0%。這壹現象說明瀝青反射率值能夠正確反映有機質的演化程度。
表3野外勘探區部分樣品測得的Rb和Ro數據表
表4勝利油區下古生界碳酸鹽巖瀝青反射率測量數據表
(2)甲基菲指數與瀝青反射率的關系。
有機可溶性芳烴的甲基菲指數是研究成熟度的常用指標。研究表明，指數與成熟度的關系可以分為兩個階段。Ro在0.5% ~ 1.35%時線性增加，Ro大於1.35%時開始線性減少[11]7。因為甲基菲指數在Ro為1.35%時有壹個最大值，所以對於成熟度超過此範圍的樣品，該參數的應用受到限制。
勝利油區下古生界碳酸鹽巖中甲基菲指數與當量鏡質體反射率的關系如圖2所示。從圖中可以看出，碳酸鹽巖甲基菲指數的測定結果與其他巖性壹樣，在當量鏡質組反射率為1.35%時有壹個最大值，與前人的研究結果完全壹致。這充分說明固體瀝青的反射率是表征成熟度的壹個非常可靠的指標。
圖2甲基菲指數與當量鏡質體反射率的關系圖
3.瀝青反射率在成熟度判定中的應用。
根據瀝青反射率與正常鏡質體反射率的關系，在用固體瀝青反射率確定碳酸鹽巖成熟度時，直接用瀝青反射率或把瀝青反射率換算成當量鏡質體反射率後，成熟度階段可按以下標準劃分(表5)。
表5固體瀝青反射率劃分碳酸鹽巖成熟階段的方法綜述
不及物動詞結論和討論
次生固體瀝青廣泛分布於碳酸鹽巖中，光學變化明顯，與鏡質組反射率相關性好，是判斷碳酸鹽巖成熟度的可靠指標。由於其成因的復雜性和多階段填充現象，在測定過程中應特別註意組分的鑒別和有效值的選擇。
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