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问答题:试述有机质成烃演化的一般模式

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有机质的成烃演化进程和烃类产物表现出明显的阶段性,因此可根据有机质性质的变化和油气的生成来划分有机质的成烃演化阶段。 目前主要按石油生成将有机质成烃演化划分为未成熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段,分别与沉积物成岩演化的成岩作用、深成作用和准变质阶段相对应。 (1)未成熟阶段从沉积有机质开始埋藏至门限深度为止,Ro小于0.5%,地层温度小于50℃。 在成岩作用早期,脂肪、碳水化合物、蛋白质和木质素等生物聚合物,由于细菌作用下的水解和分解,转化为分子量较低的脂肪酸、氨基酸、糖、酚等生物化学单体,同时还产生CO2、CH4、NH3、H2S和H2O等简单分子。 随着埋深的增加,生物化学单体将发生缩聚作用形成复杂的高分子腐植酸类,进而演化为干酪根。在成岩作用后期,干酪根可产生CO2、H2O和一些重杂原子组分。 该阶段尤其是早期生成的烃类产物,是生物甲烷和少量高分子烃。高分子烃多是从生物体中继承下来的,一般为C15以上的生物标志化合物,多具明显的奇数碳优势,缺乏低分子烃。 (2)成熟阶段此为干酪根生成油气的主要阶段。 从有机质演化的门限值开始至生成石油和湿气结束为止,Ro为0.5-2.0%,地温50-200℃。当达到门限深度和温度时,在热力作用下,通常还伴有粘土矿物的催化作用,干酪根开始大量降解生成石油,后期热裂解生成轻质油和湿气。 此阶段可按照干酪根的成熟度和成烃产物进一步划分为2个带。 油带:Ro为0.5%-1.3%,又叫低-中成熟阶段,干酪根通过热降解作用产生成熟的液态石油,并以中-低分子量的烃类为主,奇数碳优势逐渐消失,环烷烃和芳香烃的碳数和环数减少,曲线由双峰变为单峰。 轻质油和湿气带:Ro为1.3-2.0%,又叫高成熟阶段,在较高温度下,干酪根和已形成的石油将发生热裂解,液态烃逐渐减少,C1-C8的轻烃将迅速增加,胶质和沥青质逐渐减少乃至消失,石油密度降低,颜色变浅,适当条件下可形成凝析气。 (3)过成熟阶段该阶段埋深大,温度高,大于200℃,Ro大于2.0%。 干酪根生油能力枯竭,干酪根和先前生成的轻质油和湿气热裂解为高温甲烷。干酪根释出甲烷后其本身将进一步缩聚为富碳的残余物。 该阶段也称为热裂解生干气阶段。 必须明确,有机质成烃演化是一个连续过程,对于现今某一烃源岩来说,其演化可能处于该过程的某一阶段而已。 另外,有机质类型不同,其划分界限和烃类产物也会不同。 因此,不可能用统一的指标做出截然的划分,这只是有机质成烃演化的一般模式。
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