能源地质学.

1、有机质的定义包括一切生物体及其分解或合成的各种产物生物质的化学组成：1、化合物组成纤维素碳水化合物半纤维素果胶质化合物木质素芳香族高分子聚合物蛋白质含氮化合物类脂化合物混合物（脂肪、蜡质）2、化合物稳定性序列（抗降解能力）蛋白质色素脂肪半纤维素纤维素木质素木栓质种子皮壳角质孢粉素蜡质和树脂沉积有机质：作用方式细碎作用（机械作用）：物理作用，生物碎片腐败作用（腐朽作用）：喜氧性细菌、真茵消化作用（代谢作用）：粪粒、团块有机质发酵作用（缩合作用）：厌氧性细菌、酶碳水化合物糖蛋白质氨基酸脂肪脂肪酸木质素腐殖酸和腐殖质吸附作用（无机矿物）：沉淀、凝聚、转化作用化学作用（水解作用）：水合作用、重排作用压实作用：重力作用生物体本身的化学组成影响因素水体的动力状态水介质性质（氧化还原、酸碱度、温度）作用类型腐泥化作用对象：菌藻类低等植物环境：水体较深的滞流贫氧环境反应：还原、合成等化学作用产物：腐泥、软泥、残体、原生沥青质泥炭化作用对象：高等植物遗体环境：沼泽、泥炭沼泽反应：氧化、还原、合成产物：植物残体＋腐植酸沉积有机质的三重属性沉积有机质三重属性生物学属性高等植物植物残体学低等植物古生物学动物岩石学属性生物残屑，有结构的有机岩石学高度降解产物，无定形成分化学属性不溶有机质（干酪根）有机地球化学可溶有机质（可提取物—水溶、水解、碱溶、有机溶剂）沉积环境的定义沉积环境是由一组物理、化学、生物学上有别于相邻地区的自然地理单元。沉积环境组合的类型三角洲冲积扇过渡环境滨海平原大陆环境河流水下浅滩湖泊海洋环境浅海深海氧化环境的表层垂向结构过渡条件的中间层还原环境的底层泥炭堆积速率大气和土壤温度植物产率沉积环境植物残体的分解强度降解率泥炭产率沼泽类型及稳定性增长率干酪根:不溶于有机溶剂的有机质浓缩物.腐植酸（HA）的定义具有酸性、亲水性、吸附性和复杂多样结构的芳香性化合物1、泥炭沼泽的概念地表土壤充分润湿，有季节性或长期性积水，而且生长了大量的喜湿植物，在地洼地带堆积有机质，并使其转化为泥炭层的地区。2、泥炭沼泽的形成水域沼泽化：由湖泊、河流、泻湖等水域转化而来陆地沼泽化：由陆地演化而来（存在草甸泥炭沼泽化和森林泥炭沼泽化两种基本形式）泥炭沼泽的演化阶段低位沼泽中位沼泽高位沼泽（1）低位沼泽（营养沼泽）地下水潜水面高于沼泽水面，地下水、地表水供应营养成分，生长富营养的植物，介质为中性或微碱性，泥炭厚、灰分高、沥青质含量和焦油产率较低。（2）高位沼泽（贫营养沼泽或凸起沼泽）地下水潜水面低于沼泽水面，仅有大气降水补给，沼泽水源供应不充足，水中缺少矿物质养分，尤其是中心地带植物残体分解速度慢，与沼泽周边相比，泥炭层凸起，水质介质为酸性，泥炭灰分低、有机质含量高，厚度较薄。（3）中位沼泽介于高位与低位沼泽之间的一种过渡类型，介质处于中性到微酸性。泥炭沼泽的垂向结构特征氧化环境的表层垂向结构过渡条件的中间层还原环境的底层镜质组：煤中含量在50~80%以上，强覆水、还原条件下经生物化学和地球化学凝胶化作用而形成。①透射光下：橙红色、褐红色②反射光下：灰色、浅灰色，具有弱的荧光性③性脆，裂隙和微孔隙发育④O较高，Ｈ、挥发分中等，Ｃ较低，粘结、结焦性好⑤加氢液化时转化率较高⑥煤化过程生成少量油，较多甲烷气⑦在煤层中呈透镜状产生结构镜质体按细胞保存程度和形态特征划分无结构镜质体碎屑镜质体壳质组（类脂组、稳定组）①透射光：黄色，少数为绿黄色，红橙色②反射光：深灰色，灰色、有突起，发黄色的荧光③腐泥煤、残植煤、油页岩中富集，密度低，重液易分离④Ｈ、Q、挥发分最高⑤类型：孢子体角质体藻类体荧光体木栓体树脂体沥青质体渗透沥青质壳屑体惰质组：在结焦过程中不软化，呈惰性。成因：①植物遗体在缺水多氧的环境中，氧化而成。②森林火灾，植物不完全燃烧C60③泥炭表层受真菌等微生物的腐解④强烈的煤化作用特征：①透射光：不透明②反射光：亮白色，黄色或灰白色，无荧光，正突起③Ｃ高Ｏ中等，Ｈ和挥发分低，热解不具有粘结性④显微组分：丝质体／半丝质体／粗粒体／微粒体菌类体／惰屑体煤中的矿物质来源：①原生矿物②同生矿物③后生矿物种类：粘土矿物碳酸盐矿物硫化物氧化物、氢氧化物盐类重矿物微量元素煤的宏观组成腐植煤的宏观煤岩成分（1）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少，裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。（2）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主，质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。（3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结构不均一（4）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含惰质组多，成分结构不均一，氧化环境。腐植煤的宏观煤岩类型宏观煤岩类型光泽镜煤＋亮煤光亮煤光泽极强75%半亮煤光泽较强75%--50%半暗煤光泽暗淡50%—25%暗淡煤光泽极暗25%▲①煤级和成因类型相同，才能进行光泽强度对比，新鲜面，不考虑具体光泽；②相同煤层中光泽最强的煤岩成分条带（镜煤）为参考标准，相对光泽；③最小分层厚度为3—10cm，视煤层厚度而定；④每一种光泽类型，据构造、结构再分。煤的成因类型(1)腐植煤包括由高等植物木质纤维组成的狭义腐植煤和高等植物的壳质组分组成的残植煤。残植煤的特征：①壳质组含量50%，一般为70~90%②黑灰色、灰黑色，油脂光泽，叶片状、粒状结构③Hdaf和Vdaf含量、Tar产率高，韧性大④活水、富氧的环境（2）腐植腐泥煤高等植物与低等植物混合而成。（3）腐泥煤低等植物组成和动物组成。石油的化学组成（一）石油的元素组成石油的元素组成主要是C、H、S、N、O。其中碳约占84~87%，氢占11~14%，碳和氢的含量约为97~99%，而硫、氮、氧和微量元素约占1~4%。（二）石油的烃类组成1、烷烃（脂肪烃）属饱和烃，通式为CnH2n+2，石油中含量一般为5~55%2、环烷烃：分子中含有碳环结构的饱和烃。石油中含量一般为25~75%。它们由许多圈成环的多个次甲基（-CH2-）组成。组成环的碳原子数是3个以上。3、芳香烃：具有六个碳原子和六个氢原子组成的苯环化合物，其特征是含有苯环结构，属不饱和烃。石油中含量一般为10~40%。（三）石油的非烃组成1、含硫化合物2、含氮化合物3、含氧化合物广义天然气：泛指自然界一切天然生成的气体。狭义天然气：主要是指与油田、煤田和气田有关的可燃气体，成分以气态烃为主，多与生物成因有关。气藏：是指地下储集层圈闭中聚集的具有一定工业价值的游离气。天然气（藏）的类型按有机质演化阶段生物气（藏）Ro,max0.5%热解气（藏）Ro,max介于0.5~2.0%裂解气（藏）Ro,max2.0%按开发难易程度非常规开然气煤层气和致密砂岩气常规开然气砂岩气和碳酸盐岩气按分布特征聚集型气气藏气、气顶气分散型气溶解气、气水化合物按与石油产出关系伴生气非伴生气典型气藏特征1、气藏气单独聚集成纯气藏的天然气，不与石油伴生。甲烷的含量在气体成分中占95%以上，重烃的含量极少，一般在1～4%左右，属于干气（贫气）。2、气顶气与石油共存于油气藏中，呈游离气顶状的天然气，其成因和分布与石油关系密切，重烃含量百分之几至百分之几十，仅次于甲烷，属于湿气（富气）。3、溶解气（1）油内溶解气：饱和或过饱和的油藏中，重烃含量高。（2）水内溶解气低压水溶气，几十~几千cm3/L高压水溶气，异常高压带，含量大。4、凝析气当地下温度和压力起过临界条件时，液态烃逆蒸发而形成的物质。5、固态气体水合物冰冻甲烷或水化甲烷，甲烷气体被封闭在水子的扩大晶格中，系存在于特定温度（冰点附近）和压力条件下的一种高能量密度的能源矿产。油页岩(又称油田页岩)是一种高灰分(40)的固体可燃有机矿产，低温干馏可获得类似天然石油的页岩油。有机质含量较高，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，其发热量一般4.1868MJ／kg。反射率的地质意义：1判断源岩成熟度或煤级2判断地质构造3判断变质作用方式4判断煤化作用方式5恢复构造运动6判断煤质资料的正确性煤类HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Ro,max%0.500.50~0.650.65~0.900.90~1.201.20~1.701.70~2.002.00~2.502.50~4.04.0~6.06.0~11.0粘结性：指煤粒(d＜0.2mm)在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质形成焦块的能力。结焦性：指煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭（焦炭强度和块度符合冶金焦的要求）的性质。煤粘结性和结焦性指标胶质层指数法（Y）粘结指数法（GR.I）罗加指数法（R.I）奥亚膨胀度（b）坩埚膨胀序数（CSN）葛金焦型（G~K）低煤阶煤:Qgr,maf≤24MJ/kg，Rav,ran＜0.6%，与褐煤相当中煤阶煤:＜0.6%Rav,ran＜2.5%(苏、法两国提出)，与烟煤相当高煤阶煤:Rav,ran2.5%（苏、法两国提出），与无烟煤相当①Ro,av,ran%编号从02-50代表Ro,av,ran=0.2~5.0%间隔1，共49个编号对应间隔0.1%②Ro,ran直方图编号从0～5间隔为1共6个编号0号：Ro,ran标准差S≤0.1无间断点1号：S＞0.1~≤0.2无间断点2号：S＞0.2无间断点3号：S＞0.2有1个间断点4号：S＞0.2有2个间断点5号：S＞0.2有2个以上间断点③I%编号从0～9代表I=0-＜10%~≥90%间隔1，共10个编号对应间隔10④E%编号从0～9代表E=0~≤40%间隔1，共10个编号对应间隔5⑤CSN编号从0～9代表CSN=0~9间隔1，共10个编号对应间隔1⑥Vdaf%当Vdaf%10%编号从48~10代表Vdaf%≥48~10-＜12%间隔2，共20个编号对应间隔2当Vdaf%10%编号从09~01代表Vdaf%9-10~1-＜2%间隔1，共9个编号对应间隔1⑦Ad%编号00～20代表Ad=0-＜1~20-＜21%间隔1，共21个编号对应间隔1⑧St,d%编号00～30代表St,d=0.0-＜0.1~3.0-＜3.1%间隔1，共31个编号对应间隔0.1⑨Qgr,mafMJ/kg编号21～39代表Qgr,maf＞21~≤39MJ/kg间隔1，共19个编号对应间隔1沉积有机质物理、化学标志应具备的条件：①演化程度相同时，性质稳定或变异性较小；②在沉积有机质中分布广泛，易于寻找；③演化程度不同时，同种参数的演化幅度要足够大；④是沉积有机质的主要成分或重要成分,代表性较强；⑤面积要足够地大，便于观察测量石油与天然气基本性质的差别：①天然气的产出类型具有多样性的特征；②石油的化合物组成比天然气更为复杂；③两者在物理性质方面的差别更为明显；④二者的运移能力、运移速度、运移规模有差异有机质演化的地质因素（一）受热温度地热场温度由大地热流形成，即地温梯度乘埋藏深度再加上地表浅处恒温带温度（二）受热时间演化时限：在某一温度段下演化发生进展的时间，亦称有效受热时间。演化程度与时间为线性关系，但与温度之间表现为指数关系，因此温度是控制演化程度的关键因素；如果演化程度一定，则温度与时间互为补偿，即短时高温或长时低温可以达到同样的演化效果。（三）演化压力静压力和动压力有利于沉积有机质物理性质的改变，对其化学结构的改变起促进作用。深成演化作用：是在正常地热场条件下、埋藏深度不断加大的过程中进行的。岩浆热演化作用：是在异常高热地热场条件下发生的，系岩浆上涌带来的热流与正常地热场背景的叠加作用。1、区域岩浆热演化作用区域岩浆热演化作用：起源于岩浆向地壳浅部侵入，但岩浆体未能进入烃源原岩层。特点：1）等演化线或等演化面的产状往往与煤层的产状无关，只与岩浆侵入体的顶面形态基本一致；2）等演化带的宽度多窄于深成热演化作用，在水平分带和垂向分带中都是如此；3）等演化线的展布方向往往与构造线方向不一致，表明浅部构造对区域岩浆热演化作用的控制作用相对较弱。4）光学各向异性显微组分较为普遍，出现了镶