秦建中，付小東，申寶劍，劉偉新，滕格爾，張慶珍，蔣啟貴

(中國(guó)石油化工股份有限公司 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214151)

海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖是有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類型好的海相優(yōu)質(zhì)烴源巖的一種[1-6]，強(qiáng)調(diào)的是頁(yè)理發(fā)育。關(guān)于烴源巖中有機(jī)質(zhì)與礦物組成關(guān)系的研究，前人做了部分現(xiàn)代沉積物、土壤和泥巖烴源巖中粘土礦物與有機(jī)質(zhì)富集關(guān)系的研究工作，認(rèn)為有機(jī)質(zhì)含量與礦物顆粒大小密切相關(guān)，粘土含量越高，則有機(jī)質(zhì)越豐富[7-8]，有機(jī)質(zhì)主要以有機(jī)粘土復(fù)合體的形式存在于沉積物或泥質(zhì)烴源巖中[9-13]。但這些工作存在一個(gè)共同的局限性，那就是選取的樣品多為湖泊現(xiàn)代沉積物、土壤、或古近紀(jì)以來(lái)的陸相湖盆相形成的泥巖烴源巖樣品，較少涉及到真正的海相頁(yè)巖類烴源巖樣品，因而海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖是否也具有類似特征仍存在疑問(wèn)。而關(guān)于海相頁(yè)巖烴源巖的研究工作，前人主要從沉積環(huán)境、原始生產(chǎn)力、沉積速率等較宏觀的角度入手研究其形成的控制因素[1,14-15]，極少對(duì)海相優(yōu)質(zhì)烴源巖尤其是優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)行微觀尺度研究。海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖內(nèi)礦物組分和結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)的來(lái)源、有機(jī)質(zhì)與不同類型礦物及礦物基質(zhì)的賦存關(guān)系、不同礦物組成的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖生排烴差異等都不清楚。本文利用掃描電鏡+能譜、全巖X-衍射等技術(shù)手段對(duì)海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖，尤其是四川盆地上二疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖進(jìn)行超顯微有機(jī)巖石學(xué)系統(tǒng)分析，針對(duì)上述存在問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 技術(shù)方法與樣品

1.1 技術(shù)方法

烴源巖的全巖礦物含量分析由Bruker.D8.AXS型儀器完成。掃描電鏡與能譜儀結(jié)合(SEM+EDS)，可進(jìn)行烴源巖的微觀結(jié)構(gòu)觀察和元素組成半定量分析，具有高分辨率和很強(qiáng)的圖像處理功能。對(duì)頁(yè)巖烴源巖按照垂直和平行層理方向分別制備觀察樣品，利用Quanta200型環(huán)境掃描電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)；并在切面上盡可能多的選擇分析點(diǎn)元做能譜元素分析。本研究中海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、粘土、有機(jī)體等顯微顆粒均是通過(guò)掃描電鏡+能譜元素儀分析確定。

1.2 樣品來(lái)源及分析

中國(guó)南方海相地層發(fā)育區(qū)自震旦紀(jì)以來(lái)經(jīng)歷了興凱—加里東、海西—印支、燕山—喜山3大構(gòu)造旋回，發(fā)育了下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(-C1n)、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組(O3w—S1l)和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M及大隆組(P2l—P2d)3套區(qū)域性優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖層[1-6]。針對(duì)海相優(yōu)質(zhì)烴源巖超顯微(介于普通顯微鏡與原子力顯微鏡之間)結(jié)構(gòu)和成分組成、有機(jī)質(zhì)與不同類型礦物及礦物基質(zhì)的賦存關(guān)系不明等問(wèn)題，在過(guò)去幾年對(duì)南方海相烴源巖(約2 000余塊)近萬(wàn)余項(xiàng)次相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試基礎(chǔ)上[1-6]，本文選擇了近百塊代表性泥頁(yè)巖樣品進(jìn)行了全巖X-衍射分析。重點(diǎn)選取四川盆地上二疊統(tǒng)4個(gè)樣品進(jìn)行掃描電鏡+能譜元素分析進(jìn)行綜合分析研究。

2 海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖總體礦物組成特征

2.1 全巖X-衍射礦物組成特征

過(guò)去礦物組成分析多用于儲(chǔ)集巖研究中，很少針對(duì)烴源巖進(jìn)行系統(tǒng)的微觀礦物成分分析，本次筆者對(duì)南方海相各時(shí)代的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖烴源巖進(jìn)行了較系統(tǒng)的全巖X-衍射分析(表1)。海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖烴源巖(TOC>1.5%)全巖X-衍射分析數(shù)據(jù)中顯示，礦物成分以石英及碳酸鹽巖(方解石或白云石)等為主，粉砂含量較高，粘土含量低，這與通常認(rèn)為的海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖烴源巖粘土礦物含量高的認(rèn)識(shí)并不一致。

海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中粘土礦物含量大多在20%以下，平均只有5.08%，一般變化在3%～8%，僅重慶南川二疊系龍?zhí)督M頁(yè)巖粘土礦物含量占到60%；石英含量最高，一般在60%～95%之間(表1)，最高可達(dá)99.6%，平均73.51%；斜長(zhǎng)石及鉀長(zhǎng)石不穩(wěn)定，含量相對(duì)較低，前者一般小于2.5%,后者一般小于1%。碳酸鹽含量變化較大，P2d和D2d優(yōu)質(zhì)烴源巖中方解石含量相對(duì)較高，前者變化在28%～67%之間，后者平均達(dá)86%；-C1n優(yōu)質(zhì)烴源巖中白云石含量相對(duì)較高一些，最高可達(dá)29%(表1)；其它優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖樣品方解石含量一般在1.8%左右，白云石含量在0.5%左右。

此外，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中硬石膏、重晶石、石膏和黃鐵礦等礦物也常見(jiàn)，反映了沉積水體較正常海水偏咸偏堿性，分層水體下部及沉積界面以下呈強(qiáng)還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的保存。

2.2 殘余總有機(jī)碳含量與礦物含量關(guān)系

南方海相頁(yè)巖烴源巖殘余總有機(jī)碳含量(TOC)與礦物含量具有一定的相關(guān)性(圖1)，粘土礦物含量有隨TOC增加而降低的趨勢(shì)(圖1A)，而石英的含量隨TOC的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)(圖1B)。這種關(guān)系可能是因?yàn)橛欣诤Ｏ鄡?yōu)質(zhì)頁(yè)巖形成的臺(tái)盆、臺(tái)內(nèi)凹陷及潟湖穩(wěn)定沉積環(huán)境不利于大量陸源碎屑粘土隨水體搬運(yùn)沉積所導(dǎo)致。只有在濱海沼澤或陸相湖盆環(huán)境下形成的碳質(zhì)泥巖才有可能形成粘土礦物和TOC都很高的頁(yè)巖，如重慶南川P2l海沼相沉積形成的黑色泥頁(yè)巖粘土(主要是高嶺石)含量達(dá)到60%，它是在弱酸性強(qiáng)還原(硫細(xì)菌發(fā)育)條件下形成的。

3 優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖超顯微有機(jī)巖學(xué)特征

四川盆地川東北地區(qū)晚二疊世臺(tái)內(nèi)凹陷發(fā)育的高有機(jī)質(zhì)豐度的P2l—P2d頁(yè)巖烴源巖是普光等大氣田的重要烴源[2-3]。針對(duì)上二疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖縱橫向分布及熱演化特點(diǎn)，選取河壩1井大隆組(P2d)頁(yè)巖、廣元礦山梁大隆組頁(yè)巖、建平2井長(zhǎng)興組(P2ch)底部硅質(zhì)巖以及重慶南川三泉龍?zhí)督M(P2l)頁(yè)巖等樣品(圖2)進(jìn)行垂直于層理面的掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)觀察和能譜元素分析，做超顯微有機(jī)巖石學(xué)研究。

表1 中國(guó)南方海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖烴源巖X-衍射分析數(shù)據(jù)Table 1 The X-Ray analysis results of excellent marine shales in South China %

圖1 中國(guó)南方海相頁(yè)巖中粘土、石英含量與有機(jī)碳含量關(guān)系Fig.1 The relationships among the contents of clay minerals, quartz and organic carbon of marine shale in South China

3.1 河壩1井大隆組頁(yè)巖

川東北河壩1井P2d頁(yè)巖垂直頁(yè)理自然面掃描電鏡典型照片(圖3A,B)中14個(gè)面元能譜元素分析結(jié)果可看出：它們均含有機(jī)成因的C元素(C有機(jī))，最高C有機(jī)含量平均達(dá)48.3%(4個(gè)能譜元素分析數(shù)據(jù)，扣除無(wú)機(jī)碳)，C有機(jī)含量最低也為6.3%；S元素平均含量也達(dá)3.3%，S元素含量隨C有機(jī)含量降低而減少。礦物成分均以SiO2為主或元素以Si+O為主，一般約占到無(wú)機(jī)礦物或無(wú)機(jī)元素的90%以上，幾乎不含粘土或Al元素(表2)。

圖2 四川盆地晚二疊世沉積相分布及樣品位置樣品信息：重慶南川, P2l, 黑色泥頁(yè)巖, TOC=5.79%, Ro=2.09%；河壩1井, P2d, 井深5 643 m, 黑色頁(yè)巖, TOC=4.71%, Ro=4.59%; 廣元礦山梁, P2d, 黑色泥頁(yè)巖, TOC=5.95%, Ro=0.65%; 建平2井, P2ch, 3 903～3 912 m井段, 硅質(zhì)巖, TOC=0.62%Fig.2 Location of the samples and the sedimentary facies in the Late Permian, Sichuan Basin

實(shí)際上，河壩1井大隆組頁(yè)巖樣品垂直頁(yè)理自然面所有的116個(gè)分析面元的能譜元素分析數(shù)據(jù)與圖3A,B中所列出的能譜元素分析數(shù)據(jù)特征相似。除部分生物鈣質(zhì)殘片(4個(gè))、石英礦物(3個(gè))、硅質(zhì)石膏(3個(gè))、硫細(xì)菌(1個(gè))不含C有機(jī)外，均不同程度含C有機(jī)，最高C有機(jī)平均達(dá)70.4%(8個(gè)能譜元素分析數(shù)據(jù)，扣除無(wú)機(jī)碳)，S元素平均含量也達(dá)2.9%，隨著平均C有機(jī)含量的降低，S元素平均值也降低(圖4a)。礦物成分均以SiO2為主，一般約占到無(wú)機(jī)礦物或無(wú)機(jī)元素的85%以上(圖5)，碳酸鹽或鈣含量平均小于5%，粘土或Al元素含量很低(平均小于3%)。這與表1所列的海相頁(yè)巖烴源巖全巖X-衍射分析的石英、方解石及粘土含量特征基本是一致的。

3.2 建平2井長(zhǎng)興組硅質(zhì)巖

建南地區(qū)建平2井P2ch底部(3 903.6～3 912 m)3個(gè)頁(yè)巖普通薄片磨光面掃描電鏡典型照片中18個(gè)能譜元素分析(圖3C,D,表2)和3個(gè)樣品所有能譜元素分析(162個(gè)分析面元)數(shù)據(jù)可以看出：它們均含C有機(jī)，最高C有機(jī)平均達(dá)44.3%(15個(gè)能譜元素分析數(shù)據(jù)，扣除無(wú)機(jī)碳)，C有機(jī)含量最低平均也為5.9%(14個(gè)能譜元素分析數(shù)據(jù)，扣除無(wú)機(jī)碳)。S元素含量平均高達(dá)6.2%，S元素含量隨C有機(jī)含量降低而迅速減少到0.2%左右(圖4b)。礦物成分均以SiO2為主或以硅質(zhì)白云石為主，一般約占到無(wú)機(jī)礦物或無(wú)機(jī)元素的95%以上，不含粘土或Al元素(表2,圖5)。

圖3 四川盆地上二疊統(tǒng)海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖微觀結(jié)構(gòu)照片A和B為河壩1井 P2d頁(yè)巖, 垂直頁(yè)理自然面掃描電鏡圖; C和D為建平2井 P2ch硅質(zhì)巖,垂直頁(yè)理磨光面掃描電鏡圖; E和F為廣元礦山梁 P2d黑色鈣質(zhì)泥頁(yè)巖, 垂直頁(yè)理自然面掃描電鏡圖Fig.3 Microscopic structures of excellent marine shales of the Upper Permian sequences in Sichuan Basin

表2 四川盆地上二疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖典型樣品能譜元素分析結(jié)果Table 2 The EDS analysis results of excellent marine shales of the Upper Permian sequence in Sichuan Basin

圖4 四川盆地上二疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖生屑?xì)埰蠸元素與有機(jī)C元素含量關(guān)系a.河壩1井 P2d頁(yè)巖;b. 建平2井 P2ch硅質(zhì)巖；c.廣元礦山梁 P2d黑色頁(yè)巖；d.重慶南川 P2l黑色泥頁(yè)巖Fig.4 The relationship between sulfur and organic carbon contents in bioclastic wreckage of excellent shales of the Upper Permian sequence in Sichuan Basin

3.3 廣元礦山梁大隆組頁(yè)巖

川西北廣元礦山梁P2d黑色泥頁(yè)巖垂直頁(yè)理自然面掃描電鏡典型照片中19個(gè)能譜元素分析(圖3E,F,表2)和樣品所有能譜元素分析(99個(gè)分析面元)數(shù)據(jù)表明：它們均含C有機(jī)，最高C有機(jī)含量平均達(dá)74.6%(3個(gè)能譜元素分析數(shù)據(jù)，扣除無(wú)機(jī)碳)；S元素含量相當(dāng)高，平均達(dá)6.9%，隨著C有機(jī)含量的降低，S元素含量也逐漸降低到0.1%左右(圖4c)。礦物成分均以SiO2或鈣質(zhì)硅化物或硅質(zhì)碳酸鹽為主，隨C有機(jī)含量的降低，硅質(zhì)相對(duì)比例有所降低，鈣質(zhì)相對(duì)比例有所增高(表2,圖5)；粘土或Al元素含量較低(多數(shù)小于10%)，粘土為伊/蒙混層(約占粘土的77%)、伊利石(約占粘土的20%)及綠泥石(約占粘土的3%)，這與表1中的全巖X-衍射分析的石英、方解石及粘土含量基本一致。

圖5 四川盆地上二疊優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖碳(有機(jī))、硅質(zhì)、粘土質(zhì)和鈣質(zhì)礦物含量分布Fig.5 The organic carbon, siliceous, clay and calcareous mineral contents of excellent marine shales of the Upper Permian sequence in Sichuan Basin

4 頁(yè)巖中硅質(zhì)和鈣質(zhì)礦物成因分析

4.1 優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中硅質(zhì)和鈣質(zhì)礦物主要為生物成因

海相頁(yè)巖全巖X-衍射表明其礦物成分以石英及碳酸鹽(方解石或白云石)等為主，粉砂含量較高而粘土含量不高。掃描電鏡下觀察到的海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)類礦物與粉砂巖或搬運(yùn)沉積的石英、長(zhǎng)石、方解石或自生晶體等在形態(tài)及元素組成上具有一定差異，海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)類礦物多含一定量的有機(jī)質(zhì)；它們形狀不規(guī)則，有的具明顯的生物屑特征；元素組成復(fù)雜，常含其它少量或微量元素；表面光滑程度或顏色深淺變化大。如優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的石英幾乎均為集合體，形狀不規(guī)則，常呈它形致密塊狀，表面相對(duì)光滑細(xì)膩,常具貝殼狀斷口，并多含有機(jī)質(zhì)及S,Mg,Na,K,Ti,Fe等其它雜元素(表2)。這些特征表明，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物并非從陸源搬運(yùn)而來(lái)。

川東北地區(qū)上二疊統(tǒng)幾個(gè)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖樣品掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)觀察表明，其中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)類礦物主要為各種浮游生物、底棲生物或細(xì)菌等成烴生物的遺骸和殘片經(jīng)各種成巖作用后演化而來(lái)(另文論述)。在河壩1井大隆組頁(yè)巖等垂直頁(yè)理自然面照片中常見(jiàn)到順頁(yè)理面(層)分布的硅質(zhì)富有機(jī)質(zhì)帶或薄層，其厚度一般在20～100 μm 之間，能譜元素分析(歸一化,%)有機(jī)碳含量一般大于30%，多見(jiàn)藻類或浮游生物殘屑化石(圖3A,B,E,F)。能譜元素分析表明這些硅質(zhì)及硅鈣質(zhì)成烴生物殘屑及分泌液黏附物一般均含有機(jī)成因的碳元素(C有機(jī))，C有機(jī)變化很大，生物殘骸體C有機(jī)最高平均達(dá)70%以上，僅部分生物鈣質(zhì)殘片或細(xì)菌等不含C有機(jī)。生物殘屑中S含量與C有機(jī)含量具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，C有機(jī)含量越高，S含量越高(圖4)。而且全巖X-衍射表明石英等硅質(zhì)礦物含量與烴源巖的殘余總有機(jī)碳也有明顯的正相關(guān)關(guān)系。

上述現(xiàn)象或證據(jù)表明，川東北地區(qū)臺(tái)地內(nèi)凹陷海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物主要為與各種成烴生物有關(guān)的生物成因，而非傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的“外源搬運(yùn)”沉積成因和單純的化學(xué)沉積成因。高熱化的海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)含量一般大于1.5%，一般認(rèn)為主要來(lái)源于浮游生物并在下部水體強(qiáng)還原環(huán)境下保存下來(lái)。大量浮游生物中有機(jī)質(zhì)尚能保存下來(lái)，那么量更大且更容易保存的浮游和底棲生物的硅質(zhì)或鈣質(zhì)格架埋藏后去哪里了呢？它們才是形成優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖的“主體”礦物的來(lái)源。這些硅質(zhì)、鈣質(zhì)格架在埋藏后經(jīng)過(guò)一系列的生物化學(xué)作用和成巖作用后形成現(xiàn)今優(yōu)質(zhì)烴源巖中的占主體的硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物。因而這些“石英”或硅酸鹽能譜元素分析常能見(jiàn)到有機(jī)成因的碳、硫元素以及鋅、釩、磷、氮、氯等微量元素。

4.2 優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖的沉積環(huán)境

對(duì)比四川盆地上二疊統(tǒng)幾個(gè)頁(yè)巖樣品的超微觀有機(jī)巖石學(xué)特征會(huì)發(fā)現(xiàn)，重慶南川上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖與河壩1井大隆組、廣元大隆組頁(yè)巖具有明顯差異，表現(xiàn)為高粘土低硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物(圖5)，造成這種差異的原因在于二者形成時(shí)沉積相的不同。

河壩1井和廣元長(zhǎng)江溝剖面大隆組頁(yè)巖和建平2井長(zhǎng)興組底部頁(yè)巖這些高C有機(jī)含量、高硅質(zhì)(部分硅質(zhì)碳酸鹽)不含或微含粘土的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖的沉積環(huán)境主要為臺(tái)內(nèi)凹陷(或臺(tái)盆)，而重慶南川龍?zhí)督M高含粘土礦物的頁(yè)巖則為海陸交互的三角洲相沉積。

臺(tái)內(nèi)凹陷離物源(或沼澤)區(qū)較遠(yuǎn)，因而缺乏陸源搬運(yùn)而來(lái)的各種礦物，粘土含量很低。其沉積水體一般為弱堿性(pH值約介于7.0～8.0)，有利于方解石、硅化物及伊/蒙混層的形成。水體深度相對(duì)臺(tái)地要深(一般大于60 m)，且水體多具分層。上部富氧帶發(fā)育大量硅質(zhì)或硅鈣質(zhì)浮游生物，死亡后其殘骸直接或以“海雪”(marine snow)[16]方式沉積到海洋底部。在強(qiáng)還原(Eh<-0.2)或富H2S環(huán)境，并經(jīng)過(guò)各種成巖作用后形成優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中的硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物。臺(tái)內(nèi)凹陷沉積水體深度變化較大，容易發(fā)育頁(yè)理，不同沉積時(shí)期臺(tái)地水體海平面相對(duì)變淺或變深、或季節(jié)環(huán)境(鹽度、酸堿度)變化、或上升流活動(dòng)等導(dǎo)致某種浮游生物突然爆發(fā)或死亡[1]，沉積水體相對(duì)變淺時(shí)底部容易發(fā)育底棲生物(宏觀藻、藻席等)及真菌、硅質(zhì)細(xì)菌等。底棲生物(宏觀藻、藻席等)發(fā)育時(shí)，沉積界面附近及以下在早成巖期處于強(qiáng)還原或富H2S環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的保存。

與臺(tái)內(nèi)凹陷發(fā)育的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖相比，重慶南川剖面P2l富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖樣品超顯微有機(jī)巖石學(xué)特征差別極明顯，粘土含量很高，可達(dá)60%(圖5)，這主要是因?yàn)樵摌悠窞檎訚伞侵尴喑练e形成的頁(yè)巖烴源巖。青海湖淺層沉積物中礦物物相分析發(fā)現(xiàn)沉積物中粘土礦物含量平均達(dá)到32.4%[11]，而東營(yíng)凹陷沙四段低熟烴源巖粘土礦物含量也在15.4%～34.3%，以層間礦物和伊利石為主[12]，也都遠(yuǎn)高于南方海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中粘土礦物的含量。陸相湖盆或沼澤—三角洲相沉積環(huán)境沉積水體相對(duì)較淺或被分隔，且近物源，沉積水體為弱酸性，有利于高嶺石等粘土礦物的形成。

川東北地區(qū)上二疊統(tǒng)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖超顯微有機(jī)巖石學(xué)特征表明：海相臺(tái)內(nèi)凹陷環(huán)境下形成的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖一般高硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物，微含或不含粘土礦物，硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物主要為各種成烴生物的遺骸或碎屑埋藏后經(jīng)各種成巖作用后演化而來(lái)，硅質(zhì)、鈣質(zhì)生物碎屑中富含有機(jī)成因碳元素。而海陸交互相或陸相湖盆沉積環(huán)境下形成的泥頁(yè)巖通常高含粘土礦物，有機(jī)質(zhì)通過(guò)粘土礦物吸附，以有機(jī)質(zhì)粘土礦物集合體的形式賦存。[9-13]

5 結(jié)論

1)全巖X衍射分析表明，海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖顯示“粉砂”含量高的特征，SiO2(石英)含量一般可達(dá)70%以上；而粘土含量并不高，一般變化在3%～8%左右，硅質(zhì)頁(yè)巖或鈣質(zhì)頁(yè)巖粘土含量則更低，一般不超過(guò)3%。烴源巖殘余總有機(jī)碳含量與SiO2(石英)含量具有一定程度的正相關(guān)關(guān)系，而與粘土礦物含量呈一定程度負(fù)相關(guān)性。

2)掃描電鏡—能譜分析研究表明：川東北上二疊統(tǒng)臺(tái)內(nèi)凹陷優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖主要是一些以成分復(fù)雜的含不等量有機(jī)質(zhì)的硅質(zhì)或硅鋁質(zhì)或硅鈣質(zhì)化合物組成，低粘土含量。微量粘土則以伊/蒙混層礦物為主。硅質(zhì)、硅鈣質(zhì)礦物具有明顯生物殘骸或殘余物特征，是與各種成烴生物有關(guān)的有機(jī)來(lái)源成因，常見(jiàn)到浮游生物(浮游藻類等)碎屑及類細(xì)菌特征的結(jié)構(gòu)，掃描電鏡下未見(jiàn)到具有“搬運(yùn)”沉積特征的石英或長(zhǎng)石等顆粒。硅質(zhì)及硅鈣質(zhì)成烴生物碎屑及分泌液黏附物中一般含生物或有機(jī)成因的C,S元素，S含量隨C有機(jī)含量增加而增加。而川東南重慶南川龍?zhí)督M泥巖則以粘土礦物為主(60%)，硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物含量極低。

3)臺(tái)凹或臺(tái)盆相沉積環(huán)境，離物源較遠(yuǎn)，沉積水體深度相對(duì)較深，弱堿性，水體多分層，上部發(fā)育硅質(zhì)或硅鈣質(zhì)浮游水生生物，下部或底部為強(qiáng)還原或富含H2S環(huán)境，穩(wěn)定且環(huán)境變化大(鹽堿度等)，頁(yè)理發(fā)育。容易形成高C有機(jī)，高硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物，不含或微含粘土的硅質(zhì)頁(yè)巖。海沼或三角洲以及陸相湖盆由于沉積水體相對(duì)較淺或相互分隔，近物源，沉積水體多為弱酸性，有利于高嶺石及綠泥石等的形成，因而容易形成富有機(jī)質(zhì)，高粘土含量而低硅質(zhì)、鈣質(zhì)礦物的泥頁(yè)巖。

4)不同的沉積環(huán)境所形成的頁(yè)巖類烴源巖礦物組成差異明顯。而不同的礦物由于其自身物理化學(xué)特征的不同，導(dǎo)致不同礦物組成的頁(yè)巖烴源巖中有機(jī)質(zhì)的賦存形式，熱演化過(guò)程中的生排烴率都會(huì)有一定差異，有待深入研究和模擬試驗(yàn)的證實(shí)。

致謝：感謝中國(guó)石化勘探南方分公司提供河壩1井寶貴的巖心樣品。

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