第一章 有机质与粘土矿物的研究现状 联系客服

发布时间 : 星期五 文章第一章 有机质与粘土矿物的研究现状更新完毕开始阅读869d5d0e844769eae009ed54

探讨。

第三节 研究的主要问题和本书的结构

一、研究内容

本书以湖泊、海洋等现代泥质沉积物及烃源岩为主要研究对象,将有机质与粘土矿物作为一个有机的地质体,采用不同的处理方法和分析手段,逐步地揭示有机质的赋存方式,不

同粘土矿物类型与有机质的结合关系,探讨有机质聚集、沉积和保存规律,这对认识有机质,特别是溶解有机质的沉积、保存和烃源岩的形成,以及有机质可能成烃方式的差异,均具有重要的理论和实际意义。

1. 选取水体中悬浮体、海洋和湖泊表层沉积物,采用颗粒分级、有机质染色、显微观察、色谱监测以及不同处理方法对比分析的手段,结合国内外研究成果,探讨水体中有机质的基本类型以及表层沉积物中无机矿物类型以及与不同类型有机质的共生关系,探讨不同类型有机质聚集和沉积特征,特别是溶解有机质与粘土矿物的共生关系以及聚集沉积过程。

2. 选取烃源岩样品,采用宏观描述、显微观察以及有机质分离和检测手段,探讨烃源岩中可溶有机质和不可溶有机质的特征以及演化规律,进一步明确了在烃源岩中可溶有机质与不可溶有机质是有机质组成的主体,与水体以及表层沉积物中的溶解有机质与不可溶有机质具有对应关系。

3.选取烃源岩样品,采用宏观描述、显微观察和矿物成分分析等检测手段,明确了烃源岩由粘土矿物、陆源碎屑矿物和碳酸盐矿物等组成,各种矿物的特征和变化规律,确立了烃源岩中无机矿物的主导地位。通过国内外资料的调研,阐明了不同粘土矿物吸附有机质量的差异,为进一步开展粘土与有机质的相互作用奠定基础。

4. 选取烃源岩样品,采用显微观察和地球化学分析相结合的方法,研究了烃源岩的岩相类型、有机质的赋存方式以及不同烃源岩岩相类型的地球化学特征,讨论了烃源岩中有机质与岩相、粘土矿物、碳酸盐和含铁矿物间的共生关系,明确了烃源岩中无机矿物与有机质是构成烃源岩组成的二个主体,在研究中二者都不容忽视。

5. 采用XRD、热分析以及热解-色谱等加热升温和原位分析方法,对经过不同方法处理的烃源岩进行分析,并与已知矿物以及人工合成实验样品的检测特征进行对比研究,探讨粘土与有机质的相互作用关系,认为在烃源岩中存在粘土矿物层间吸附的有机质和表面吸附的有机质,这受蒙皂石和伊利石等矿物类型的影响较大,这对认识可溶有机质在烃源岩中的赋存方式具有重要的意义。

6.采取水体和烃源岩样品,采用有机质分离、染色显微观察和热解-色谱分析等方法,探讨有机质富集层中聚合有机质和生物有机质的特征,认为有机质富集层的形成与有机质的高生产率密切相关,而在聚合有机质体中无机矿物的出现,预示者其形成方式与无机矿物也有一定的关系,值得今后进一步探索。

7.系统总结烃源岩中粘土结合有机质、聚合有机质和生物有机质等有机质赋存的三种基本,分析了其特征和形成方式的差异,认为粘土结合有机质与聚合和生物有机质是烃源岩中有机质富集的二种主要方法,因而形成了分散型有机质和有机质富集层二种烃源岩类型,初步探讨了不同富集类型有机质的生烃过程差异,特别是利用有机粘土化学基本理论,探讨粘土矿物层间有机质的排水和排烃规律,对对探讨有机质生烃、排烃和油气成藏具有重要的意义。

二、本书的结构

本书共分八章,包括有机质与粘土矿物研究现状、有机质的类型及分布差异、烃源岩的有机质类型与特征、烃源岩的矿物类型与特征、烃源岩中有机质的赋存形式及特征、烃源岩中粘土结合有机质的特征、烃源岩中有机质富集层的特征、有机质-粘土相互作用与有机质富集,可以分为四大部分:

第一部分,包括第一章有机质与粘土矿物研究现状和第二章有机质的类型及分布差异,介绍了有机粘土复合体的基本概念、不同研究领域的研究成果以及从石油地质领域对有机粘土矿物复合体等问题的思索,在对水体中有机质广泛调研的基础上。强调水体中有溶解有机质、胶体有机质、生物有机质和聚合有机质等四种类型有机质是沉积有机质的来源,而并非生物有机质一种,而且溶解有机质、胶体有机质和聚合有机质在水中的数量较大,为有机质的聚集、保存提供了广泛的物质基础。

第二部分,包括第三章烃源岩中的有机质类型和特征和第四章烃源岩中的矿物类型和特征,从烃源岩的二个主要组成部分出发,首先介绍了烃源岩中可溶有机质和不可溶有机质的特征以及演化规律,进一步明确了在烃源岩中可溶有机质与不可溶有机质是有机质组成的主体,与水体以及表层沉积物中的溶解有机质与不可溶有机质具有对应关系;其次介绍了烃源岩的无机矿物特征,如粘土矿物、陆源碎屑矿物和碳酸盐矿物等特征和变化规律,结合国内外资料的调研,阐明了不同粘土矿物吸附有机质量的差异,为进一步开展粘土与有机质的相互作用奠定基础。

第三部分,包括第五章烃源岩中有机质的赋存形式和特征、第六章烃源岩中粘土结合有机质的特征和第七章烃源岩中有机质富集层的特征,从烃源岩中有机质与无机矿物是一个整体的角度,探讨相互之间的关系。首先,分析了烃源岩显微特征,划分出烃源岩的岩相类型、有机质的赋存方式等,讨论了有机质与无机矿物间的关系;其次,针对粘土矿物吸附有机质的特征,论证了烃源岩中粘土矿物层间有机质和表面吸附有机质的存在,强调粘土结合有机质是可溶有机质在烃源岩中主要富集方式,对有机质生烃研究具有重要的意义;第三,从水体、表层沉积物以及烃源岩中聚合有机质(无定形体)和生物有机质特征以及相互之间的渊源关系,强调聚合有机质与生物有机质是不可溶有机质在烃源岩中主要的富集方式,常形成了有机质富集层,对有机质生烃具有重要的贡献。

第四部分,包括第八章有机质-粘土相互作用与有机质富集,系统总结了烃源岩中粘土结合有机质、聚合有机质和生物有机质三种有机质类型,强调粘土结合有机质与聚合和生物有机质是烃源岩中有机质富集的二种主要方法,形成了分散型有机质和有机质富集层二种烃源岩类型,探讨其形成机制以及粘土矿物层间有机质和聚合有机质的排烃特征,这对探讨有机质生烃、排烃和油气成藏形成具有重要的意义。

主要参考文献

参考文献

蔡进功,2004,泥质沉积物和泥岩中有机粘土复合体,北京:中国科学出版社。

邓有军,马毅杰,温淑瑶. 2000 ,有机粘土化学研究进展与展望.地球科学进展, 15 (2) :197~203. 傅家谟,秦匡宗. 1995,干酪根地球化学.广州:广东科技出版社. 格里姆 R. E.著,许冀泉译.粘土矿物学. 北京:地质出版社1960.83-103

关平, 徐永昌, 刘文汇. 1998, 烃源岩有机质的不同赋存状态及定量估算. 科学通报, 43(14): 1556-1559

郭绍辉,李术元,陈志伟,等.2000,低熟烃源岩的超强混合溶剂抽提及其地球化学意义,石油大学学报,

24(3)50-53

郝 芳,姜建群,邹华耀,等.2004. 超压对有机质热演化的差异抑制作用及层次,中国科学 D 辑 地球科学,34 (5): 443-451

何宏平,2001,粘土矿物与金属离子作用研究,北京:石油工业出版社。

黄第藩,张大江,王培荣,等. 2003.中国未成熟石油成因机制和成藏条件.北京:石油工业出版社, 79-179。 季峻峰,P.R.L. Browne, 刘英俊,等. 1997. 地热流体在伊利石和绿泥石形成过程中的作用, 南京大学学报(自然科学版), 33(地质流体专辑):69-76。

季峻峰,P.R.L. Browne, 刘英俊. 1997. 285℃条件下伊/蒙混层矿物的存在及其意义, 科学通报, 42(4):398-400。

刘文汇,2000, 试论成烃的地球化学场,石油实验地质,22(1)3-8

刘文汇,徐永昌,张守春,等,2000, 一种新的成烃机制——力化学作用及其实验证据,沉积学报,18(2)314-318

陆现彩,胡文宣,符 琦,等.1999.烃源岩中可溶有机质与粘土矿物结合关系——以东营凹陷沙四段低熟烃源岩为例,地质科学,34(1):69—77

陆现彩,任启江,胡文宣,等.1996.胜利油田低熟油区I/S混层矿物成分与有机质成熟度间的关系.南京大学学报(自然科学),32:208—212.

苗建宇,祝总祺,等.1999,泥质岩有机质的赋存状态及其对泥岩封盖能力的影响,沉积学报,17(3)1-5 沈忠民,冯祖钧,周光甲,等.1995,超临界流体对生油岩烃类抽提研究,南京大学学报,31(4)635-640 宋一涛,廖永胜,张守春,2005,半咸—咸水湖相烃源岩中两种赋存状态可溶有机质的测定及其意义,科学通报,50(14)1531-1534

王铁冠, 钟宁宁, 候读杰, 等. 1995,低熟油气形成机理与分布.北京:石油工业出版社 王行信,1996,用有机粘土化学研究生油理论,海相油气地质,1(4)33-40

王行信,辛国强,冯永才著,1990,松辽盆地粘土矿物研究,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社 王行信,周书欣,1991。有机黏土化学在油气生成研究中的意义.地质地球化学,19(5),3-8 熊毅等编著,1983。土壤胶体(第一册)。北京:科学出版社

熊毅等编著.土壤胶体(第二册)土壤胶体的实验方法. 北京:科学出版社 , 1985.1-430

许 敏, 郭绍辉, 李术元,等,2001,烃源岩的溶剂抽提研究,石油大学学报(自然科学版),25(3)49-51 张林晔, 张守春, 黄开权,等. 1999,半咸水湖相未熟油成因机理模拟实验研究. 科学通报, 44(4): 361-368

张林晔,孔祥星,张春荣,等.2003,济阳坳陷下第三系优质烃源岩的发育及其意义,地球化学,32(1)35-42 张林晔,宋一涛,王广利,等.2005,济阳坳陷湖相烃源岩有机质化学组成特征及其石油地质意义,科学通报,50(21)2392-2402

赵杏媛,张有喻主编,1990.黏土矿物与黏土矿物分析。北京:海洋出版社,37-56。

钟宁宁,卢双舫,黄志龙,等.2004,烃源岩生烃过程TOC值的演化及其控制因素,中国科学D辑 地球科学,34(增刊1)120-126

Armstrong DE Chesters G. 1964, Properties of protein-bentonite complexes as influenced by equilibration conditions. Soil Sci., 98:39-52.

Arnarson T S, Kei R G. 2001, Organic–mineral interactions in marine sediments studied using density fractionation and X-ray photoelectron spectroscopy. Organic Geochemistry, 32 :1401–1415

Arnarson, T. S., Keil,R.G.,2000. Mechanisms of porewater organic matter adsorption to montmorillonite. Marine Chemistry, 71,309-320.

Baldock J A and Skjemstad J O, 2000.Role of the matrix and minerals in protecting natural organic material against biological attack, Organic Geochemistry, 31:697-710.

Bergamaschi, B.A., Tsamakis,E.,Keil,R.G..,et.al.,1997. The effect of grain size and surface area on organic matter,

lignin and carbohydrate concentration, and molecular compositions in Peru Margin sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta, 61, 1247-1260.

Berner,R A. and Westrich ,J. T., 1985, Bioturbation and the early diagenesis of carbon and sulfur. Am. J Sci.,2852:193-206.

Berner,R A.1989,Biogeochemical cycles of carbon and sulfur and their effect on atmospheric oxygen over Phanerozoic time, Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 73:97-122.

Bock, M.J., and Mayer,L.M., 2000. Mesodensity organo-clay associations in a near-shore sediment. Marine Geology, 163, 65-75.

Carrado K A,2000. Synthetic organo- and polymer-clays: preparaton characterization, and materials applications. Appl. Clay Sci.,17:1-23.

Dawson,J.J C and Billett,M F,1998.The separation of suspended particulate material into organic,mineral and rgano-mineral fractions, Wat. Res.32(5)1725-1731

Durand B. 1980.Kerogen—insoluble organic matter from sedimentary rocks. Paris:Technip , 1-70

Furucawa,Y.,2000. Energy-filtering Transmission Electron Microscope(EFTEM) and Electron energy-loss spectroscopy(EELS) Investigation of clay-organic matter aggregates in aquatic sediments. Organic Geochemistry,31,735-744.

Garcette-Lepecq A.,et al.2004.Lipids and their modes of occurrence in two surface sediments from the Danube delta and northwestern Black sea: implications for sources and early diagenetic alternationⅠ:Carboxylic acids. Organic Gepchemistry,35(959-980).

Guo Shaohui, Li Shuyuan, Cheng Zhiwei, et al. 1999, A new effective solvent for extraction of organic matter from source rock. Petroleum Science, 2(2): 18~22

Guo Shaohui, Li Shuyuan, Qin Kuangzong. 2000, CS2/NMP extraction of immature source rock concentrates. Org Geochem, 31:1783~1795

He Hongping, Frost L. Ray,Zhu Jianxi . 2004, Infrared study of HDTMA+ intercalated montmorillonite. Spectrochimica Acta Part A, 60: 2853-2859.

Hedges, J.I., and Keil, R.G., 1995. Sedimentary organic matter preservation: an assessment and speculative synthesis. Marine Chemistry, 49, 81-115.

Hedges, J.I., Oades, J.M.,1997. Comparative organic geochemistries of soils and marine sediments. Organic Geochemistry, 27, 319-361.

Hongping He, Zhe Ding, Jianxi Zhu, et al. 2005, Thermal characterization of surfactant-modified montmorillonites.Clays and Clay Minerals, 53(3): 287-293.

Hunt J M,1996. Petroleum geochemistry and geology(second edition). W.H.Freeman and company, New York. Ji JF, Browne PRL. 2000. Relationship between illite crystallinity and temperature in active geothermal systems of New Zealand ,CLAYS AND CLAY MINERALS 48 (1): 139-144 FEB

Keil R G, Tsamakis E et al, 1998,Biochemical distributions (aminoacids, neutral sugars, and lignin phenols) among size-classes of modern marine sediments from the Washington coast. Geochimica et Cosmochimica Acta, 62(8):1347-1364.

Keil, R.G., and Hedges, J.I.,1993. Sorption of organic matter to mineral surfaces and the preservation of organic matter in coastal marine sediments. Chemical Geology, 107,385-388.

Keil, R.G., Tsamakis, E.,Fuh,C.B.,et.al.,1994b. Mineralogical and textural controls on the organic composition of coastal marine sediments: hydrodynamic separation using SPLITT-fractionation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 58, 879-894.

Keil, R.G.., Cowie, G.L., 1999. Organic matter preservation through the oxygen-deficient zone of the NE Arabian Sea as discerned by organic carbon: mineral surface area ratios. Marine Geolegy, 161,13-22.