烃源岩(能够大量生成和排出油气资源的有机生物岩)

烃源岩（英文名：source rock），简称源岩，也就是常说的生油岩，是一种富含有机质、能够大量生成和排出油气资源的有机生物岩。由烃源岩构成的地层称为烃源层。在一定地质时期内，烃源层和非烃源层往往间互沉积，把具有相同岩性-岩相组合特征的若干烃源层与非烃源层的组合称为烃源层系或源岩层系。

烃源岩的研究开始于19世纪60年代，80年代以来，陆相有机生烃理论的提出，为中国的石油勘探做出了巨大贡献，研究者利用油气和烃源岩的地球化学资料，总结了一套陆相有机质的成烃演化规律，建立了成熟的烃源岩地球化学指标，进一步发展和完善了陆相生油学说。常见的烃源岩的岩石类型有：①黏土岩类烃源岩，包括泥岩、页岩等。②碳酸盐岩类烃源岩，以低能环境下形成的富含有机质的石灰岩、生物灰岩和泥灰岩为主。③煤系烃源岩，主要形成于沼泽环境和海陆过渡环境，含有大量的有机质。烃源岩评价的主要依据包括3个方面：有机质丰度、有机质类型和有机质演化程度。

2021年7月，由中国地质调查局国家地质实验测试中心研制的14种烃源岩标准物质通过全国标准物质管理委员会评审，获批国家二级标准物质，填补了该领域的空白。

定义

烃源岩是富含有机质、能够大量生成和排出油气资源的有机生物岩。只生成和排出油的岩石称为油源岩，只生成或排出气的岩石称为气源岩。由烃源岩构成的地层称为烃源层。在一定地质时期内，烃源层和非烃源层往往间互沉积，把具有相同岩性-岩相组合特征的若干烃源层与非烃源层的组合称为烃源层系或源岩层系。

历史

烃源岩的研究开始于19世纪60年代，随着干酪根热降解成烃理论问世，国内外油气地质学家对其进行了多方面的研究；80年代以来，陆相有机生烃理论的提出，为中国的石油勘探做出了巨大贡献，研究者利用油气和烃源岩的地球化学资料，总结了一套路相有机质的成烃演化规律，建立了成熟的烃源岩地球化学指标，进一步发展和完善了陆相生油学说。烃源岩为已经生成、或有可能生成油气，或具有生成油气潜力的细粒岩石，包括泥岩、页岩、碳酸盐岩；既包括油源岩也包括气源岩。

烃源岩的研究主要包括以下几个方面：1烃源岩时空展布；2岩石中有机质的丰度；3有机质的类型；4热演化程度。评价烃源岩先要确定烃源岩中的有机质丰度，岩石中有机质的数量对烃类的生成有着决定性的作用。不同学者于不同时期所给出的泥质烃源岩有机碳含量工业下限的评价标准具有很大差别，目前普遍采用中国石油天然气集团有限公司石油勘探开发科学研究院1995年的烃源岩丰度评价标准，将泥质烃源岩的有机碳含量的下限值定位于0.4%。有机质的丰度能够反映烃源岩的生烃潜力和性质，根据C、H、O元素的分析等方法可将干酪根划分为三种类型，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。烃源岩的成熟度也对油气勘探有很重要的作用，油气勘探成功率较高的地区一般是成熟烃源岩的分布区。为了判断有机质是否进入成熟阶段，各国石油地质学家和地球化学学家提出了大量有机质成熟作用的标准，目前用于评价烃源岩热演化程度的指标主要有：镜质体反射率（Ro）、时间温度指数（TTI）、孢粉碳化程度、热变指数（TAI）、岩石热解参数，烷烃参数（CPI、OEP）、自由基含量和生物标志化合物等。

类型

烃源岩一般是粒细、色暗、富含有机质和微体生物化石的岩石，其中常含原生分散状黄铁矿和游离沥青质。常见的烃源岩的岩石类型有：①黏土岩类烃源岩。包括泥岩、页岩等，形成于浅海、三角洲、湖泊等沉积环境，环境安静乏氧，浮游生物或陆源有机质丰富并随黏土矿物质大量堆积、保存，在埋藏过程中其中的有机质大量向油气转化，因而富含有机质及低铁化合物，颜色多呈暗色。②碳酸盐岩类烃源岩。以低能环境下形成的富含有机质的石灰岩、生物灰岩和泥灰岩为主，如沥青质灰岩、隐晶灰岩、豹斑灰岩、生物灰岩、泥质灰岩等，常含泥质成分，颜色多呈灰黑、深灰、褐灰及灰色，隐晶-玫瑰晶结构，水平层理或波状层理发育，含黄铁矿及生物化石。③煤系烃源岩。主要形成于沼泽环境和海陆过渡环境，含有大量的有机质。

形成条件

高生物产率、还原环境和适宜的沉积速率是烃源岩形成的有利条件。形成烃源岩的地质环境是水体安静、气候温暖、生物繁茂、稳定沉降的环境。板块的边缘活动带，板块内部的裂谷、坳陷，以及造山带的前陆盆地、山间盆地等大地构造单位，是在地质历史上曾经发生长期持续下沉的区域，有利于烃源岩的形成。无论海相、陆相，还是海陆过渡相都可能具备适合于烃源岩的岩相古地理条件。在海相环境中，浅海区是最有利于发育烃源岩的古地理区域；海湾及潟湖，因有半岛、群岛、沙堤或生物礁带与大海相隔，也对保存有机质有利；海陆过渡环境的三角洲环境是极为有利的烃源岩形成环境。大陆深水-半深水湖泊是陆相烃源岩发育的区域；在浅水湖泊和沼泽区，维管植物繁盛，是有利的成煤环境，这种环境中的有机质生油潜能较差，更适合形成气源岩。古气候条件也直接影响生物的发育，年平均温度高、日照时间长、空气湿度大，都能显著增强生物的繁殖能力。所以，温暖湿润的气候有利于生物的繁殖和发育，是油气生成的有利外界条件之一。

烃源岩评价

烃源岩评价的主要依据包括3个方面：有机质丰度、有机质类型和有机质演化程度。

有机质丰度

常用的有机质丰度指标主要包括总有机碳含量（TOC）、三氯甲烷沥青“A”、总烃（HC）含量和岩石热解参数（生烃潜量，S1+S2）等。泥质岩烃源岩有机碳含量高，其生烃下限为1.0%；碳酸盐岩烃源岩有机碳含量低，其生烃下限为0.2%～0.3%。好的泥质烃源岩的评价标准一般要求TOC大于2%，氯仿沥青“A”含量大于0.1%，总烃含量大于500×10-6，岩石生烃潜量大于6毫克/克（见表）。

有机质类型

评价烃源岩的重要地球化学指标之一，主要用于判断烃源岩的生烃潜力，一般将烃源岩的有机质类型划分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，也有划分为Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型的。划分有机质类型的指标和方法包括元素分析法、显微组分分析法、岩石热解分析法等。元素分析法是根据干酪根的成分，主要是其中碳（C）、氢（H）、氧（O）3种主要元素的组成可以对干酪根进行分类。显微组分是煤岩学的术语，现在也用来研究干酪根。显微组分分析法是用光学方法研究干酪根时对干酪根组分形态进行的描述，在反射光下（显微光度计）观察干酪根的显微结构可以鉴别出四种形态的显微组分，包括腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组。岩石热解分析法是用岩石热解分析的结果确定干酪根类型，用氢指数（岩石中残留烃的含量/总有机碳）和氧指数（热解过程中生成的二氧化碳的含量/总有机碳）划分有机质（干酪根）类型的方法。

有机质演化程度

成熟度是表示沉积有机质向油气转化的热演化程度。用于评价烃源岩有机质成熟度的指标主要有镜质体反射率（Ro）、孢粉碳化程度、热变指数、岩石热解参数、可溶抽提物的化学组成特征（烷烃成分、碳优势指数CPI、环烷烃指标、生物标志物）、干酪根自由基含量、干酪根的颜色及H/C-O/C原子比关系，以及时间温度指数（TTI）等，其中镜质体反射率是最常用的指标之一。烃源岩中有机质的Ro小于0.5%时，烃源岩处于未成熟阶段，尚未形成大量石油和天然气；Ro介于0.5%～1.2%时，有机质处于成熟阶段，是液态石油形成的主要阶段；Ro介于1.2%～2.0%为高成熟阶段，是石油裂解形成湿气的主要阶段；Ro大于2%则为过成熟阶段，仅有干气形成。

研究意义

源岩层是自然界生成石油和天然气的岩层，在沉积盆地中，油气是从源岩层中生成并运移到具有多孔介质的储集层中储集起来形成油气聚集的。因此，烃源岩研究既对探讨油气成因具有理论意义，同时也是指导油气勘探实践的主要根据之一。烃源岩评价的主要目的就是根据大量地质和地球化学分析结果，在一个沉积盆地（或凹陷）中，从剖面上确定源岩层，在空间上确定出有利的烃源区，为油气勘探提供科学依据，因此烃源岩评价是油气勘探研究的重要内容之一。

定义

历史