烃源岩有机质类型对储层成岩作用的控制机制：来自碳酸盐胶结物的地球化学证据

推荐：针对塔里木盆地库车凹陷侏罗系致密砂岩储层成岩流体来源不清的问题，研究人员通过原位微钻取样和团簇同位素测温技术，结合δ13C-δ18O-87Sr/86Sr多元同位素体系，揭示了III型（煤系）与II型（泥岩）烃源岩在不同热演化阶段释放的CO2和有机酸对碳酸盐胶结序列的控制规律，为致密砂岩优质储层预测提供了新的地球化学判识标志。

　　

在油气勘探领域，深层致密砂岩储层的形成机制一直是困扰地质学家的难题。塔里木盆地库车凹陷作为我国最大的含油气盆地，其侏罗系阿合组致密砂岩储层具有典型的"三明治"式生储盖组合——上覆煤系烃源岩（杨霞组）与下伏湖相泥岩（塔里克组）夹持砂岩储层。但长期以来，学术界对两类烃源岩在不同热演化阶段释放的成岩流体如何控制储层质量演化存在激烈争议，这直接影响了该区7000亿方天然气资源的有效开发。

中国石油大学（华东）深层油气重点实验室的研究团队创新性地采用"岩石学-同位素-元素"三位一体分析方法，通过原位激光微区采样技术获取了碳酸盐胶结物的精细地球化学指纹。研究发现煤系烃源岩（III型干酪根）释放的富铁流体形成铁方解石胶结，导致储层致密化；而湖相泥岩（II型干酪根）生成的富锰流体则形成锰方解石，伴随长石溶蚀显著改善孔隙。团簇同位素（Δ₄₇）测温显示，泥岩流体的主排放期（21-0.6Ma）恰与构造裂缝形成期耦合，由此建立的"早期致密-晚期改造"成藏新模式，突破了传统"先孔后藏"的理论框架。

关键技术包括：1）基于阴极发光和荧光显微镜的碳酸盐胶结物世代划分；2）激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）原位稀土元素分析；3）微钻取样结合团簇同位素（△₄₇）温度计重建古流体活动时序；4）显微测温技术确定流体包裹体均一温度。

【有机质类型与胶结物地球化学特征】
通过δ¹³C（-13.93‰至-8.54‰）与ΣREE配分模式识别出两类特征胶结物：煤系来源的铁方解石具有高Fe/Mn比（1.88）和MREE富集，泥岩来源的锰方解石则显示低Fe/Mn比（0.26）和LREE富集。

【成岩流体演化序列】
团簇同位素约束的成岩序列揭示：早期（78-83°C）为烃源岩热降解阶段CO₂形成的A1-MC/A1-FC胶结；中期（107-140°C）出现煤系热脱羧产生的A2铁方解石；晚期（121-167°C）发育泥岩热裂解形成的A3锰方解石。

【储层质量控制机制】
⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值（0.71110-0.71350）证实，有效裂缝形成期（5.3Ma至今）与泥岩流体活动期的时空匹配，是形成"裂缝-溶孔"网络的关键。相较煤系流体的致密化作用，泥岩流体使储层孔隙度提升2-5%。

该研究首次建立了有机质类型-热演化阶段-胶结物地球化学特征的对应关系，提出的"源岩控储"新模型为库车凹陷致密气勘探提供了理论依据。特别是发现泥岩流体活动与构造裂缝的时空耦合规律，对全球前陆盆地深层致密储层评价具有重要借鉴价值。