[科普中國]-退化作用

又稱成熱催化作用、退解作用。是有機(jī)物演化的中期階段(參見“有機(jī)物演化”及其附圖)。在幾千米深處的溫度、壓力(溫度約50～150℃,地靜壓力約30～150兆帕)條件下,沉積物因壓實而進(jìn)一步致密,水不斷地排出,孔隙度、滲透率明顯減少,干酪根首先演化成液態(tài)石油,然后進(jìn)一步演化成濕氣和凝析油,并伴生大量甲烷。退化作用以干酪根中脂肪族碳鏈的消失、半無煙煤的開始而告結(jié)束。退化作用階段頂?shù)捉绲南鄳?yīng)鏡煤反射率分別約為0.5和2.0。1

概述在沉陷盆地中，沉積物的連續(xù)沉積作用導(dǎo)致前期的地層埋藏在幾千米蓋層的深度下。這就意味著溫度和壓力增加很大。構(gòu)造作用也可導(dǎo)致溫度和壓力的增加。對于這個沉積演化的階段，我們建議使用1957年瓦薩葉維奇所提出退化作用這個術(shù)語，斯特拉克霍夫在1962年也曾使用。其溫度范圍大約可從50～150。C，由于上復(fù)地層的影響，靜磁力的變化可從300～1000或1500巴。溫度和壓力的增加使得該體系處于不平衡狀態(tài)并導(dǎo)致新的變化。

礦物的組分和結(jié)構(gòu)仍得到保存．僅大部分的粘土有一些變化。主要無機(jī)物的改變?nèi)詢H與巖石的壓縮作用有關(guān)：水連續(xù)地被排出，孔隙度與滲逶癢明顯地減少，間隙水的含鹽度正常地增加并可能接近于飽合狀態(tài)。

有機(jī)物質(zhì)經(jīng)歷的主要變化是：干酩根通過遂帶的演化首先生成液體的石油，然后在后一階段生成“濕氣”和凝折油；而液體油和凝j井油都伴生有大量的甲烷。塊狀的有機(jī)沉積物有機(jī)物則依各種煤階來演變，并且產(chǎn)生以甲烷為主的烴類。卻在干酪根中完成了脂肪族碳鏈消失的段，就達(dá)到了退化作用的結(jié)束，并且開始了基本以干酪根為單元的一種序列的發(fā)育過程。這個相應(yīng)的鏡煤發(fā)射率大約是2．0，根據(jù)不同料的分類．它近似于無煙煤階的開始。

由于這些情況在有機(jī)物質(zhì)中都是主要的變化，并且由于迸一莎的演化就不再生成石油兩只生成有限數(shù)量的甲烷，因而退化作用的結(jié)束點似乎就是一個天然的間斷。因而我們睫}f；在這里劃一條增加的邊界線，該線為退化作用的結(jié)束，并對以后的階段稱為交替作用。2

古地溫場的再造為探索和再造地溫場，我們進(jìn)行了兩項工作t一是礦物測溫法；礦物中的氣一液包裹體測溫，雖進(jìn)行了大量工作，但未獲得有效的信息’二是確定一些參數(shù)，建立計算公式，估算古地溫．看來后一種方法是行之有效的，能提供研究層組在地質(zhì)歷史時期中地溫場的特點及其演化過程，有助于提供確定石油生成期的科學(xué)依據(jù)之一·

基本原理和方法地球深部熱量的傳遞是通過巖石熱傳導(dǎo)性能有關(guān)的傳導(dǎo)途徑進(jìn)行的，巖石熱傳導(dǎo)性在很大程度上取決于巖石的密度和飽水度，在巖石密度增高時，飽水度減少，在傳導(dǎo)熱量時，這些互相關(guān)聯(lián)的參數(shù)導(dǎo)致地溫梯度的變化。因此，查明地溫梯度與巖石壓實密度的關(guān)系，同時亦反映了飽水度因素，影響巖石熱傳導(dǎo)性變化的其余因素可不加考慮為簡化古地溫計算，可以假定在新生代沉積物形成時起的整個歷史時期內(nèi)，拗陷內(nèi)部熱流的數(shù)值變化很小，可視為恒量，這樣只要求出研究層組在研究時期的真厚度，研究時期的地溫梯度和研究時期的年平均氣溫三個參數(shù)，就可恢復(fù)研究層組在某個研究時期的地溫值．

用這種方法恢復(fù)的地溫場顯然是概略的，但它能夠在一定程度上近似地揭示含油(氣)拗陷的地?zé)崾罚该鳠N類的產(chǎn)生區(qū)和油氣形成區(qū)以及確定石油的生成期及其時間的久暫。而礦物測溫法要建立區(qū)域性的地溫場概念需要進(jìn)行大量的測試工作}鏡煤反射率法的局限性在于只能恢復(fù)某一相對短的時期內(nèi)地殼內(nèi)熱力條件，亦需開展大量的測試工作，看來這兩種方法的測試資料可用來檢驗和修正運(yùn)用計算方法結(jié)論的可靠性和正確性．

計算公式和計算參數(shù)值1)計算公式的通式

T=t+rh式中：^——研究時期地層層組的厚度，

r——研究時期內(nèi)地層層組的地溫梯度，

f——研究時期年平均氣溫．

2)計算參數(shù)的再造

①研究時期研究層組和地層層組厚度的再造．

恢復(fù)研究時期研究層組和地層層組厚度的原理和方法與本章第二節(jié)關(guān)于水交替強(qiáng)度計算中所闡述的方法相同，其區(qū)別在于不僅恢復(fù)研究時期研究層組的真厚度，而且要恢復(fù)各研究時期地層層組的真厚度．為再造研究時期研究層組的中部溫度，要取研究層組現(xiàn)代厚度值之半進(jìn)行計算，其步驟是：

A．根據(jù)冀中拗陷壓實作用曲線——標(biāo)準(zhǔn)曲線，查孔隙度與深度的關(guān)系，確定研究

層組或地層層組的現(xiàn)代孔隙度和研究時期的孔隙度．

B．為簡化計算，可通過計算確定各深度區(qū)間的平均孔隙度(表17)．

C．研究時期的研究層組厚度可出現(xiàn)不同深度區(qū)間．視其出現(xiàn)不同深度區(qū)間的多寡，按比例進(jìn)行計算其現(xiàn)代平均孔隙度和計算其研究時期的平均孔隙度．

D．同理依次確定各研究時期地層層組的兩個平均孔隙值．

E．代入計算公式即得各研究時期地層層組的真厚度．

②研究時期地層層組地溫梯度的再造

巖右密度在巖石存在的整個地質(zhì)歷史對期內(nèi)是隨肘閱變化的，商巖石密度在顫大程度生決定了熱傳導(dǎo)性，巖石密度與地溫梯度是互為關(guān)聯(lián)的，1因此，查明巖石密度與地溫梯度的關(guān)系可恢復(fù)各研究對期的地溫梯度．可利用比擬祛求值。

地溫場特點和演變利用上述方法再造的Es4、Es3、ES1，地質(zhì)歷史過程中的地溫場及其演變過程，對于揭示和評價有機(jī)質(zhì)熱催化作用過程無疑是個科學(xué)的論證．

門限溫度和門限深度上述評價石油生成期時，是以B．A．索科洛夫溫度為70 6C為下限作為評價有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為烴類物質(zhì)生成的熱催化降解作用所需的起始溫度．前已指出，在不同沉積盆地中有札質(zhì)在熱演化過程中生成烴類的量開始明顯增加的這個溫度在各地是不同的．因此，門眼溫度和門限深度在各地不盡柑同，其次，’在高溫地這是否存在生油巖，存在生油巖的地方是否達(dá)到門限溫度和門限深度?因此，需要具體地分析冀中拗陷生油巖的門限溫度、門限深度及其與生油巖分布之間的配置關(guān)系，才能正確地評價和闡明石油的生成冊。

這里需要借助石油地質(zhì)的研究成果．

4．石油的生成期

根據(jù)Es4、Es3．Es1生油巖在地質(zhì)歷史過程中地溫場的演變和門限溫度的確定，以及生濁巖與地溫場在空間上的配置關(guān)系，可將石油的生成期作如下結(jié)論。

Es4生油巖，漸新世宋局部地區(qū)進(jìn)入門限溫度，晚第三紀(jì)是大量成油期， 而在廊固凹陷西部，及涑鹿，晉縣凹陷處于低成熟階段．生油持續(xù)時間約為2500—3000萬年。

Es3生油巖，漸新世末局部地區(qū)開始接近門限溫度，·娩第三紀(jì)是大量威油期，而在廊固凹酶西部為低成熟除段。生油持續(xù)時間約為2000—2500萬年。

Es1生油巖漸新世末未成熟，中新世局部地區(qū)生油巖進(jìn)入門限溫度，上新世是大量成油期，生油特續(xù)時間約為1200萬年。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)