西喀尔巴阡山脉Pieniny Klippen带中侏罗统黑色页岩有机质组成与古环境演化：烃源岩潜力及热成熟度多指标约束

本研究针对波兰-斯洛伐克边境Pieniny Klippen带(PKB)中侏罗统Szlachtowa组黑色页岩，通过有机岩石学、荧光显微光谱、孢粉相分析和Rock-Eval热解等多方法联用，首次系统揭示了该套烃源岩的有机质(OM)来源、热成熟度(0.74% VRo)及生烃潜力(HI~100)。研究明确了陆源III型干酪根与海相II型干酪根的混合特征，重建了伸展构造背景下斜坡-深海平原过渡相的沉积环境，为喀尔巴阡山油气系统评价提供了关键参数。

　　

在油气勘探领域，西喀尔巴阡山脉作为20世纪初欧洲重要的油气产区，其复杂的构造背景和独特的Pieniny Klippen带(PKB)一直备受关注。然而，该区域中侏罗统Szlachtowa组黑色页岩的有机质特征、热演化历史及烃源岩潜力长期存在争议。更关键的是，这套经历多期构造改造的页岩是否具备商业性油气生成潜力？其沉积环境如何控制有机质保存？这些问题直接关系到喀尔巴阡山前陆盆地的油气资源评价。

为解答这些科学问题，波兰和斯洛伐克联合研究团队对PKB带出露的24件黑色页岩样品展开了系统研究。通过有机岩石学、荧光光谱、孢粉相分析、Rock-Eval热解和生物标志物等多学科手段，首次揭示了这套烃源岩的有机质组成与古环境演化规律。研究发现，Szlachtowa组黑色页岩具有0.74% VR_o的热成熟度，主要含陆源III型干酪根（含第一循环镜质体、叶镜质体和再循环镜质体）与海相II型干酪根（含层状藻类体）的混合特征。孢粉相分析显示植物碎屑（phytoclasts）占主导（51.96–78.64%），证实了陆源有机质通过浊流输入深海的重要机制。该成果发表于《International Journal of Coal Geology》，为理解活动大陆边缘背景下烃源岩形成机制提供了典型案例。

研究主要采用四项关键技术：1) 显微光度法测定镜质体反射率(VR_o)区分三类镜质体（第一循环/叶镜质体/再循环）；2) 荧光显微光谱获取藻类体λ_max和Q_650/500参数；3) 孢粉相统计300+颗粒定量有机组分；4) Rock-Eval 6热解分析TOC和HI指数。样本来自波兰-斯洛伐克边境7个露头点的新鲜岩石。

【有机岩石学特征】
研究发现三类镜质体：叶镜质体（0.43–0.57% VR_o）呈现叶片组织结构并伴生角质体，第一循环镜质体（0.65–0.81% VR_o）呈棱角状，再循环镜质体（0.90–1.18% VR_o）具磨圆边缘。固体沥青（0.15–1.18% BR_o）充填裂隙，荧光微弱，指示其经历过迁移。

【热成熟度指标】
荧光参数揭示藻类体（λ_max=468–488 nm）与沟鞭藻囊孢（455–498 nm）光谱特征相似，但孢子体（464–583 nm）显著红移。与Ottenjann经验公式的偏差表明煤系地层模型不适用于海相页岩成熟度评价。

【孢粉相与古环境】
五类孢粉相组合反映不同沉积环境：A类（50SL样）含39.6%浮游生物壳体，指示高能浅海；B类（13/17/29/32样）含20.8%沟鞭藻囊孢，代表陆坡过渡带；D类（2/3/9样）含35.7%非结构植物碎屑，反映浊流主导的深海平原。

【烃源岩潜力】
Rock-Eval数据显示TOC（0.3–1.15 wt%）和HI（48–100 mg HC/g TOC）均较低，结合T_max（420–435°C）确认处于生油窗早期。生物标志物进一步证实有机质来源于中酸性岩区侵蚀的碳系-三叠系地层。

该研究创新性地建立了PKB带黑色页岩"陆源输入-浊流搬运-混合保存"的有机质富集模式：1) 伸展构造背景下，Czorsztyn脊断层块体为硅屑物源区；2) 沟鞭藻繁盛指示阿连阶-巴柔阶（Aalenian-Bajocian）半深海环境；3) 热成熟度差异（叶镜质体反射率偏低0.24%）揭示沉积后未经历强烈构造热事件。这些认识不仅修正了喀尔巴阡山前渊的烃源岩评价参数，也为全球活动边缘盆地页岩油气研究提供了重要类比实例。