有机岩石学(复习版)2016.ppt
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有机岩石学有机岩石学(复习版)(复习版)汤达祯汤达祯2015年年4月月引言引言课课程程讲讲授授沉沉积积有有机机质质的的显显微微组组成成、分分类类命命名名及及其其物物理理化化学学性性质质;成成煤煤物物质质与与油油气气母母质质的的生生物物起起源源、形形成成环环境境和和保保存存条条件件;沉沉积积有有机机相相与与煤煤相相分分析析;沉沉积积有有机机质质油油气气倾倾向向、生生烃烃潜潜力力与与演演化化轨轨迹迹;有有机机成成熟熟(煤煤化化)作作用用的的地地质质因因素素、地地质质地地球球化化学学反反应应、有有机机岩岩石石学学变变化化;有有机机成成熟熟度度的的划划分分与与鉴鉴别别标标志志;有有机机岩岩石石学学研研究究方方法法(原原理理、仪仪器器、操操作作及及标标准准化化);盆地热演化及其数值模拟;盆地热演化及其数值模拟。
一、有机岩石学起源一、有机岩石学起源定义定义研究沉积岩中显微可见的固态分散不溶有机研究沉积岩中显微可见的固态分散不溶有机质(显微组分)的一门学科。
质(显微组分)的一门学科。
研究对象研究对象显微可见有机质显微可见有机质烃烃源源岩岩为为油气服务发展起来,同时也应油气服务发展起来,同时也应用于外生沉积矿床、生物成矿作用于外生沉积矿床、生物成矿作用、环境有机质。
用、环境有机质。
发展历程发展历程始始于于20世世纪纪70年年代代,1971年年开开始始国国际际煤煤岩岩学学会会ICCP(InternationalCommitteeforCoalPetrology)开始研究有机质开始研究有机质起步阶段起步阶段1984年年国国际际有有机机岩岩石石学学会会成成立立SOP(TheSocietyforOrganicPetrology)成熟阶段成熟阶段1992年年ICCP更更名名为为国国际际煤煤及及有有机机岩岩石石学学学学会会(InternationalCommitteeforCoal&OrganicPetrology)完善与发展阶段完善与发展阶段从从20世世纪纪90年年代代起起,ICCP成成立立了了地地质质与与石石油油分分会会专门研究分散有机质专门研究分散有机质二、有机岩石学研究方法二、有机岩石学研究方法1、沉积岩分散有机质研究方法、沉积岩分散有机质研究方法烃源岩有机质可溶有机质固态有机质有形态的细分散在粘土矿物中的有机地球化学有机岩石学孢粉学方法煤岩学方法烃源岩评价有机质丰度油气初次运移油气生成量成熟度母质类型2、煤岩学方法、煤岩学方法利用光片、薄片及光薄片,采用透射光、反射光及利用光片、薄片及光薄片,采用透射光、反射光及荧光技术进行分析。
荧光技术进行分析。
优点优点:
保存信息多,易于完整地研究成因。
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保存信息多,易于完整地研究成因。
含含粉粉砂砂质质泥泥岩岩中中平平行行层层面面分分布布的的透透镜镜状状藻藻类类体体(Al),保保存存细细胞胞结结构构残残余余。
见见黄黄铁铁矿矿(Py)及及微粒体微粒体(Mi)。
光片,油浸,单偏光,。
光片,油浸,单偏光,300;贵州遵义松林镇,;贵州遵义松林镇,Zbds,采样号,采样号16。
碳碳质质泥泥岩岩中中成成层层分分布布的的腐腐泥泥基基质质体体和和分分散散分分布布的的藻藻类类体体碎碎屑屑(Al),多多量量黄黄铁铁矿矿(Py)和和无无定定形体形体(Mu)。
光片,油浸,单偏光,。
光片,油浸,单偏光,300;贵州三都渣拉沟,;贵州三都渣拉沟,1Z,采样号,采样号8。
3、干酪根(孢粉学)方法、干酪根(孢粉学)方法A、干酪根干酪根:
不溶于有机溶剂的分散有机质:
不溶于有机溶剂的分散有机质B、制作步骤制作步骤:
泥岩:
泥岩HF碳酸岩碳酸岩HCl氯仿抽提氯仿抽提干酪根干酪根分离、分离、富集富集C、薄片薄片:
酒精、水,撒样,采用透射光技术进行分析。
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酒精、水,撒样,采用透射光技术进行分析。
D、光片光片:
用环氧树脂胶结,抛光制备。
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用环氧树脂胶结,抛光制备。
优点:
分散有机质富集便于观察。
优点:
分散有机质富集便于观察。
缺点:
破坏成因组合关系。
缺点:
破坏成因组合关系。
含含粉粉砂砂泥泥岩岩中中分分离离出出的的干干酪酪根根,主主要要为为腐腐泥泥无无定定形形体体(Mu),来来自自矿矿物物沥沥青青基基质质中中的的分分散散有有机质,凝聚成絮状。
涂片,透射光,机质,凝聚成絮状。
涂片,透射光,500;贵州遵义松林镇,;贵州遵义松林镇,Zbds,采样号,采样号16。
4、原岩有机岩石学综合研究方法、原岩有机岩石学综合研究方法烃源岩干酪根全岩薄光片光片超微薄片薄片红外显微镜研究干酪根显微成分研究色变指数研究透射率测定显微组分微区分析显微组分研究反射率测定显微荧光研究透射电镜扫描电镜测反射研究SIMS(二次离子质谱)激光共聚焦扫描显微镜LAMMS(激光探针质谱)Micro-FTIR(显微红外)煤煤Coal定定义义:
煤煤是是植植物物遗遗体体经经过过生生物物化化学学作作用用,又又经经过过物物理理化化学学作作用用而而转转变变成成的的沉沉积积有有机机矿矿产产,是是多多种种高高分分子子化化合合物和矿物质组成的混合物,其灰分一般小于物和矿物质组成的混合物,其灰分一般小于40%40%。
有机质有机质-固体固体-油油-气气无机质无机质-矿物矿物-元素元素-水水1、煤的起源、煤的起源聚聚煤煤过过程程古古构构造造因因素素往往往往起起主主导导作作用用,同同时时受受古古气气候候、古古地地理理影影响响,古古植植物物大大量量繁繁殖殖又又在在合合适适的的古古气气候、古地理条件下产生。
候、古地理条件下产生。
古构造古构造聚煤坳陷聚煤坳陷古气候与古地理古气候与古地理微地貌和水文条件微地貌和水文条件古植物古植物成煤物质基础成煤物质基础聚煤作用是以上四种因素综合作用的结果。
聚煤作用是以上四种因素综合作用的结果。
成煤条件成煤条件2、成煤物质、成煤物质成煤植物的有机组成成煤植物的有机组成成煤植物的有机组成:
四类有机化合物组成成煤植物的有机组成:
四类有机化合物组成1.1.碳水化合物(醣类)碳水化合物(醣类)2.2.木质素木质素3.3.蛋白质蛋白质4.4.类脂化合物类脂化合物低等植物蛋白质、碳水化合物,且脂肪较高低等植物蛋白质、碳水化合物,且脂肪较高高等植物纤维素、半纤维素和木质素为主高等植物纤维素、半纤维素和木质素为主木本植物:
活细胞原生质、蛋白质木本植物:
活细胞原生质、蛋白质纤维素、木质素纤维素、木质素角质膜、木栓层、孢子花粉角质膜、木栓层、孢子花粉类脂化合物类脂化合物成煤植物及其演化成煤植物及其演化菌菌藻藻植植物物时时代代(DD):
石石煤煤高高灰灰分分腐腐泥泥煤煤南南方方裸裸蕨蕨植植物物时时代代(S3S3D2D2):
没没有有真真正正的的叶叶和和根根,最早的陆生植物最早的陆生植物云南绿劝云南绿劝蕨蕨类类、种种子子蕨蕨植植物物时时代代(D3D3P2P2):
鳞鳞木木、封封印木、芦木和苛达树,华北印木、芦木和苛达树,华北CCPP、华南、华南P2P2裸裸子子植植物物时时代代(P2P2J3J3):
银银杏杏、松松柏柏、苏苏铁铁;JJK1K1聚煤期聚煤期被被子子植植物物时时代代(K1K1QQ):
第第三三纪纪(古古近近纪纪、新新近纪)聚煤期近纪)聚煤期全球五个主要聚煤期全球五个主要聚煤期聚煤期又称成煤期或成煤时代,是指地质历史中形成具有工业价值煤矿床的时期。
聚煤期又称成煤期或成煤时代,是指地质历史中形成具有工业价值煤矿床的时期。
3、成煤环境、成煤环境煤煤由由堆堆积积在在沼沼泽泽中中的的植植物物遗遗体体转转变变而而成成。
适适於於植植物物遗遗体体堆堆积积并并转转变变为为泥泥炭炭的的场场所所是是沼沼泽泽。
沼沼泽泽是是被被水水饱饱和和着着的的土土壤壤区区长长年年或或季季节节性性地地被被水水所所覆覆盖盖表表面面和和周周围围有有植植物物生生长长当当沼沼泽泽中中堆堆积积了了一一定定厚厚度度的的泥泥炭炭层层时时称称为为泥泥炭炭沼沼泽泽。
适适於於泥泥炭炭沼沼泽泽发发育育的的沉沉积积环环境境如如海海滨滨或或湖湖泊泊沿沿岸岸三三角角洲洲平平原原冲冲积积平平原原冲冲积积扇扇前前缘缘等等。
地地壳壳上上有有泥泥炭炭沼沼泽泽发发育育的的地地貌貌单单元元为为成煤环境成煤环境,即成煤的沉积环境。
,即成煤的沉积环境。
沼沼泽泽:
地地表表土土壤壤充充分分湿湿润润、季季节节性性或或长长期期积积水水,丛丛生生喜喜湿湿性性沼沼泽泽植植物物的的低低洼洼地地段。
沼泽表面积累有大量有机质或泥炭。
段。
沼泽表面积累有大量有机质或泥炭。
泥泥炭炭沼沼泽泽:
常常年年积积水水的的洼洼地地,其其中中有有大大量量植植物物生生长长和和堆堆积积,植植物物死死亡亡后后遗遗体体被被沼沼泽泽水水覆覆盖盖,与与氧氧呈呈半半隔隔绝绝状状态态,使使植植物物遗遗体体不不致致完完全全氧氧化化分分解解,经经过过生生物物化化学作用即可转变为泥炭。
学作用即可转变为泥炭。
I概念概念IIII泥炭沼泽类型泥炭沼泽类型A根根据据与与其其他他环环境境的的成成因因联联系系,常常见见河河漫漫沼沼泽泽、湖湖成成沼沼泽泽和和滨滨海海沼沼泽泽。
还还可可进进一一步步区区分分冲冲积积扇扇前前缘缘沼沼泽泽、冰冰川川侵侵蚀蚀地地形形洼洼地地、死死火火山山口口湖湖沼沼、岩岩溶溶塌塌陷陷洼洼地地、河河漫漫滩滩沼沼泽泽、牛牛轭轭湖湖淤淤化化沼沼泽泽、天天然然堤堤后后沼沼泽泽、(滨滨岸岸)滨滨湖湖三三角角洲洲沼沼泽泽、滨滨湖湖浅浅水水沼沼泽泽、湖湖湾湾沼沼泽泽、湖湖泊泊淤淤化化沼沼泽泽(沼沼泽泽湖湖)、三三角角洲洲间间湾湾沼沼泽泽、废废弃弃三三角角洲洲沼沼泽泽、泻泻湖湖(浅浅水水池池)边边缘缘沼沼泽泽(潮潮间间带带)、障障壁壁岛岛后后(潮间带)沼泽(潮间带)沼泽、滨海浅滩沼泽等。
、滨海浅滩沼泽等。
B据供水条件划分:
据供水条件划分:
高高位位沼沼泽泽:
大大气气降降水水补补给给,沼沼泽泽水水面面高高于于潜潜水水面面苔苔藓藓类类沼沼泽泽,不太利于高大植物生长。
不太利于高大植物生长。
低低位位沼沼泽泽:
地地下下水水补补给给,地地下下水水位位与与沼沼泽泽水水位位几几乎乎相相等等,最最有有利利植植物物生生长长,可可为为森森林林沼沼泽泽,一一般般由由湖湖泊泊发发展展而而来来,然然后后向向高高位位沼沼泽泽发发展。
展。
中位沼泽:
中位沼泽:
营养的供给:
营养的供给:
富营养低位沼泽富营养低位沼泽贫营养高位沼泽贫营养高位沼泽CC按盐度划分:
按盐度划分:
淡水淡水一般在内陆发育,一般在内陆发育,1.1.内陆泥炭沼泽:
内陆泥炭沼泽:
若尔盖低位草本沼泽,若尔盖低位草本沼泽,HCOHCO33CaCa水,水,pH=6.2pH=6.277,湖泊淤浅湖泊淤浅微半咸水:
微半咸水:
咸水:
咸水:
滨海:
红树林滨海:
红树林森林、草本森林、草本2.2.近海泥炭沼泽:
近海泥炭沼泽:
(11)滨海平原泥炭沼泽:
)滨海平原泥炭沼泽:
(22)三角洲平原泥炭沼泽:
密西西比河)三角洲平原泥炭沼泽:
密西西比河(33)红树林泥炭沼泽:
海南岛,弗罗里达)红树林泥炭沼泽:
海南岛,弗罗里达OkefenokeeSwampMississippiDeltaD按植被生长情况沼泽划分:
草本沼泽、泥炭藓沼泽和木本沼泽。
泥炭泥炭类型型灰分含量灰分含量分解能力分解能力酸碱度酸碱度含水量含水量颜色色弹性性草本泥炭草本泥炭较高高较强强微酸碱性微酸碱性较少少暗暗较差差木本泥炭木本泥炭较低低较弱弱少少红褐色褐色差差藓类泥炭泥炭低低弱弱酸性酸性高高淡淡强强MarshMarsh草(本)沼(泽)草(本)沼(泽)草(本)沼(泽)草(本)沼(泽)SwampSwamp树沼、(木本)沼泽树沼、(木本)沼泽树沼、(木本)沼泽树沼、(木本)沼泽BogBog(苔)藓沼(泽)(苔)藓沼(泽)(苔)藓沼(泽)(苔)藓沼(泽)E依据沼泽的水动力条件、岩性组合以及沉积物特征,可划分为闭流沼泽、覆水沼泽和泥炭沼泽三种类型。
IndonesiaIII.沼泽化方式沼泽化方式水文条件:
入水量出水量存水量水文条件:
入水量出水量存水量A.水体沼泽化:
湖泊、海湾、泻湖等水体淤浅水体沼泽化:
湖泊、海湾、泻湖等水体淤浅B.陆陆地地沼沼泽泽化化:
地地下下水水位位升升高高低低洼洼处处水水分分积积聚聚草
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