第四章沉积有机质的演化作用介绍.ppt

就镜质组反射率为演化标志的模型而言，总体上可概括为四大类模型与四个发展阶段， 第一阶段，简单函数关系模型， 第二阶段，受热时间-经验法模型， 第三阶段，为反应活化能—温度函数模型， 第四阶段，平行化学反应动力学模型。 沉积有机质成熟度与温度－时间关系的图解模型 （引自Bostick，1979） 结论 第一，受热温度如果无法达到临界活化能的需求，时间效应则不显著； 第二，在其他地质因素相近的情况下，演化程度的高低取决于受热时间的长短； 第三，演化程度与时间和温度的关系服从时温补偿原理，短时高温和长时低温有可能达到同样的演化程度； 第四，沉积有机演化是一个连续的过程，在一个不存在构造不整合面的垂向连续剖面上，演化程度不应该发生间断现象。 （三）演化压力 静压力——上覆岩柱的重力所引起 动压力——构造挤压应力和构造剪切应力 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。 物理性质（孔隙性、全水分含量、发热量） 化学性质（反射率的变化） 结论 第一，静压力对沉积有机质化学结构的影响水分微弱，甚至可能由于妨碍气、液态反应产物的逸出导致反应体系无法达到新的平衡，进而阻碍了化学结构演化的进程， 第二，尽管静压力对化学结构的演化可能是一种次要因素甚至不利因素，但静压力和动压力均可直接导致沉积有机质的物理性质的改变，从而间接的促进演化的进程； 第三，强烈的构造剪切应力作用可促使芳香碳网或大分子基本结构单元定向排列，极大地促进沉积有机质化学结构的演化； 第四，压力的影响一般只在局部发生，在区域上没有重要意义。 第四节 有机质演化的类型 一、有机质深成热演化作用 二、岩浆热演化作用 三、动力演化作用 四、燃烧热演化作用 五、热液热演化作用 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。 正常热演化作用 沉积有机质的 演化程度随埋 深的加大而增 高的现象。 希尔特定律或规则 一、深成演化作用 希尔特定律在地质体中具体表现形式： 第一，煤级或有机质成熟度在平面和垂向上具有分带现象，且等煤级或成熟带相对较宽，但等演化带的宽度决定于地层倾角和演化梯度； 第二，上覆地层厚度增大，沉积有机质的演化程度增高。 反希尔特定律 早期研究者在各煤层之间的砂岩中发现了碎屑破裂、晶格错位等显微构造现象，认为反希尔特现象是由层间推覆构造所致；后来进一步研究发现，在中部、上部煤层以及煤层间砂岩存在较为强烈热液矿化特征，并据此认为热水选择性侵入是造成中、上部煤层的煤级高的于下部煤层的重要原因 徐州煤田从太原组经山西组到下石盒子组，成煤环境由受海水强烈影响的泥炭沼泽向纯陆相泥炭沼泽转化，沉积有机质的生物降解程度逐渐降低，造成富氢镜质组显微组分（如具有荧光的基质镜质体）的含量随层位增高而减少，导致镜质组反射率随层位增高而增大。 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 入煤系层。 二、岩浆热演化作用 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； 德国布腊姆舍岩体与沉积有机质等演化线之间的关系 （引自Teichmuller等，1982） 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，出现了镶嵌结构、 似流变结构、裂解碳等各类新生光学结构； a—各向同性体；b—各向同性体，粗、细粒镶嵌结构； c—球粒状各向异性热解炭；d—中间相小球体 反射正交偏光 e—粗粒镶嵌结构；f—片状、纤维状粗粒镶嵌结构体； g—球粒状各向异性热解炭；h—各向异性丝质体 反射正交偏光 5）次生气孔较为发育，尤其是在镜质组中普遍可见； 6）同生矿物受到较为强烈的改造，黄铁矿等的重结晶明显