[科普中国]-退化作用

又称成热催化作用、退解作用。是有机物演化的中期阶段(参见“有机物演化”及其附图)。在几千米深处的温度、压力(温度约50～150℃,地静压力约30～150兆帕)条件下,沉积物因压实而进一步致密,水不断地排出,孔隙度、渗透率明显减少,干酪根首先演化成液态石油,然后进一步演化成湿气和凝析油,并伴生大量甲烷。退化作用以干酪根中脂肪族碳链的消失、半无烟煤的开始而告结束。退化作用阶段顶底界的相应镜煤反射率分别约为0.5和2.0。1

概述在沉陷盆地中，沉积物的连续沉积作用导致前期的地层埋藏在几千米盖层的深度下。这就意味着温度和压力增加很大。构造作用也可导致温度和压力的增加。对于这个沉积演化的阶段，我们建议使用1957年瓦萨叶维奇所提出退化作用这个术语，斯特拉克霍夫在1962年也曾使用。其温度范围大约可从50～150。C，由于上复地层的影响，静磁力的变化可从300～1000或1500巴。温度和压力的增加使得该体系处于不平衡状态并导致新的变化。

矿物的组分和结构仍得到保存．仅大部分的粘土有一些变化。主要无机物的改变仍仅与岩石的压缩作用有关：水连续地被排出，孔隙度与渗逶痒明显地减少，间隙水的含盐度正常地增加并可能接近于饱合状态。

有机物质经历的主要变化是：干酩根通过遂带的演化首先生成液体的石油，然后在后一阶段生成“湿气”和凝折油；而液体油和凝j井油都伴生有大量的甲烷。块状的有机沉积物有机物则依各种煤阶来演变，并且产生以甲烷为主的烃类。却在干酪根中完成了脂肪族碳链消失的段，就达到了退化作用的结束，并且开始了基本以干酪根为单元的一种序列的发育过程。这个相应的镜煤发射率大约是2．0，根据不同料的分类．它近似于无烟煤阶的开始。

由于这些情况在有机物质中都是主要的变化，并且由于迸一莎的演化就不再生成石油两只生成有限数量的甲烷，因而退化作用的结束点似乎就是一个天然的间断。因而我们睫}f；在这里划一条增加的边界线，该线为退化作用的结束，并对以后的阶段称为交替作用。2

古地温场的再造为探索和再造地温场，我们进行了两项工作t一是矿物测温法；矿物中的气一液包裹体测温，虽进行了大量工作，但未获得有效的信息’二是确定一些参数，建立计算公式，估算古地温．看来后一种方法是行之有效的，能提供研究层组在地质历史时期中地温场的特点及其演化过程，有助于提供确定石油生成期的科学依据之一·

基本原理和方法地球深部热量的传递是通过岩石热传导性能有关的传导途径进行的，岩石热传导性在很大程度上取决于岩石的密度和饱水度，在岩石密度增高时，饱水度减少，在传导热量时，这些互相关联的参数导致地温梯度的变化。因此，查明地温梯度与岩石压实密度的关系，同时亦反映了饱水度因素，影响岩石热传导性变化的其余因素可不加考虑为简化古地温计算，可以假定在新生代沉积物形成时起的整个历史时期内，拗陷内部热流的数值变化很小，可视为恒量，这样只要求出研究层组在研究时期的真厚度，研究时期的地温梯度和研究时期的年平均气温三个参数，就可恢复研究层组在某个研究时期的地温值．

用这种方法恢复的地温场显然是概略的，但它能够在一定程度上近似地揭示含油(气)拗陷的地热史，指明烃类的产生区和油气形成区以及确定石油的生成期及其时间的久暂。而矿物测温法要建立区域性的地温场概念需要进行大量的测试工作}镜煤反射率法的局限性在于只能恢复某一相对短的时期内地壳内热力条件，亦需开展大量的测试工作，看来这两种方法的测试资料可用来检验和修正运用计算方法结论的可靠性和正确性．

计算公式和计算参数值1)计算公式的通式

T=t+rh式中：^——研究时期地层层组的厚度，

r——研究时期内地层层组的地温梯度，

f——研究时期年平均气温．

2)计算参数的再造

①研究时期研究层组和地层层组厚度的再造．

恢复研究时期研究层组和地层层组厚度的原理和方法与本章第二节关于水交替强度计算中所阐述的方法相同，其区别在于不仅恢复研究时期研究层组的真厚度，而且要恢复各研究时期地层层组的真厚度．为再造研究时期研究层组的中部温度，要取研究层组现代厚度值之半进行计算，其步骤是：

A．根据冀中拗陷压实作用曲线——标准曲线，查孔隙度与深度的关系，确定研究

层组或地层层组的现代孔隙度和研究时期的孔隙度．

B．为简化计算，可通过计算确定各深度区间的平均孔隙度(表17)．

C．研究时期的研究层组厚度可出现不同深度区间．视其出现不同深度区间的多寡，按比例进行计算其现代平均孔隙度和计算其研究时期的平均孔隙度．

D．同理依次确定各研究时期地层层组的两个平均孔隙值．

E．代入计算公式即得各研究时期地层层组的真厚度．

②研究时期地层层组地温梯度的再造

岩右密度在岩石存在的整个地质历史对期内是随肘阅变化的，商岩石密度在颤大程度生决定了热传导性，岩石密度与地温梯度是互为关联的，1因此，查明岩石密度与地温梯度的关系可恢复各研究对期的地温梯度．可利用比拟祛求值。

地温场特点和演变利用上述方法再造的Es4、Es3、ES1，地质历史过程中的地温场及其演变过程，对于揭示和评价有机质热催化作用过程无疑是个科学的论证．

门限温度和门限深度上述评价石油生成期时，是以B．A．索科洛夫温度为70 6C为下限作为评价有机质转化为烃类物质生成的热催化降解作用所需的起始温度．前已指出，在不同沉积盆地中有札质在热演化过程中生成烃类的量开始明显增加的这个温度在各地是不同的．因此，门眼温度和门限深度在各地不尽柑同，其次，’在高温地这是否存在生油岩，存在生油岩的地方是否达到门限温度和门限深度?因此，需要具体地分析冀中拗陷生油岩的门限温度、门限深度及其与生油岩分布之间的配置关系，才能正确地评价和阐明石油的生成册。

这里需要借助石油地质的研究成果．

4．石油的生成期

根据Es4、Es3．Es1生油岩在地质历史过程中地温场的演变和门限温度的确定，以及生浊岩与地温场在空间上的配置关系，可将石油的生成期作如下结论。

Es4生油岩，渐新世宋局部地区进入门限温度，晚第三纪是大量成油期， 而在廊固凹陷西部，及涑鹿，晋县凹陷处于低成熟阶段．生油持续时间约为2500—3000万年。

Es3生油岩，渐新世末局部地区开始接近门限温度，·娩第三纪是大量威油期，而在廊固凹酶西部为低成熟除段。生油持续时间约为2000—2500万年。

Es1生油岩渐新世末未成熟，中新世局部地区生油岩进入门限温度，上新世是大量成油期，生油特续时间约为1200万年。3

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学