1.生烴母質的微觀巖石學特征
根據對震旦系至下古生界150多個全巖薄片和30多個典型幹酪根薄片的觀察和鑒定，發現主要有以下幾種類型的生烴母質。
(1)海相鏡質體
僅見於黑色泥巖、粉砂質泥巖中，壹般呈塊狀、碎屑狀，部分呈透鏡狀，沿層理方向分布。不發光結構，表面均勻，各向異性弱。從其與礦物的接觸和產狀來看，屬於原生成分。富含微粒體的組分中，海相鏡質體較多。從成因上看，海相鏡質體是由藻類等類似生物物質腐殖化形成的，主要處於弱氧化-弱還原環境。壹般在ⅱ類烴源巖中含量豐富。
㈡海洋惰性地層
僅見於黑色泥巖和黑色粉砂質泥巖中，呈碎屑狀，反射率高，常與海相鏡質體共生，壹般數量較少。海洋惰性組主要屬於再循環有機質，此外，壹些結構不清的動物貝殼碎屑也屬於這壹類。因此在壹些文獻中稱為惰性基團。
(3)動物外殼碎片
在誌留系黑色泥巖中，筆石較為常見，呈粒狀結構，形態各異。寒武系黑色泥巖中也可見壹些動物外殼碎屑，但結構不清，成因難辨。
④微粒體
寒武系和誌留系泥巖和粉砂質泥巖中也廣泛存在微粒體。微粒體是無定形體熱演化的產物。微粒體在該地層中的出現證明其含有壹定量的原始生烴母質，原始生烴母質具有很強的生烴潛力。微粒體可分為A、b兩種類型，兩種類型的幹酪根分離不純樣品很難區分。根據特征推斷，微粒體A和B均存在於兩套烴源巖中(表6-2)。
表6-2四川盆地震旦系-誌留系幹酪根顯微組分分析結果
①最小值到最大值(平均值)，同上。
(5)瀝青
瀝青是四川盆地震旦系-下古生界的主要有機質類型之壹，具有壹些獨特的性質。
1.瀝青的分類及成因
幾乎所有被研究的震旦系-下古生界樣品中都含有或多或少的瀝青。根據形態和光學特征，大致可分為五類:
I型:條帶狀或透鏡狀，沿層理分布，表面均勻，無光學結構，各向異性強。有時可見黃鐵礦顆粒。目前，這種瀝青僅見於黑色泥巖或粉砂質泥巖中。從成因上分析，屬於原生瀝青，形成於烴源巖成熟階段。
ⅱ型:異形、顆粒狀或不規則狀，粒徑小，壹般為1 ~ 5微米，分散在礦物顆粒之間，無光學結構，未觀察到各向異性。主要存在於黑色粉砂質泥巖中。從起源分析，相當於自生自儲瀝青。
ⅲ型:異形，充填於晶洞、晶隙或微孔中，中粗粒鑲嵌結構或片狀結構，強烈各向異性。主要見於碳酸鹽地層，是壹種儲層瀝青。
ⅳ型:是典型的粒間瀝青，很細，分散在粒間。在高倍放大下，可以看到瀝青沿著晶體顆粒分布，呈現出不同的形狀。這種瀝青也沒有明顯的光學各向異性。分布的特點是整體呈塊狀或層狀分布，形成黑色層。這種瀝青見於細粒微晶碳酸鹽巖或含有壹定泥質含量的碳酸鹽巖中。
ⅴ型:也是細分散瀝青，分布在粗粒碳酸鹽礦物顆粒間，具有明顯的光學各向異性。它的輸出特點是只出現在壹些微層中。
四川盆地下古生界五種瀝青按成因類型大致可分為兩類。
(1)原生-同層瀝青又稱前油瀝青，產於暗色泥巖、粉砂質泥巖、泥灰巖中的瀝青I、瀝青II屬於這種成因類型。它形成於烴源巖成熟過程中，由未被脫除的重餾分逐漸轉變而來，VRo為0.50% ~ 1.0%。
(2)表生儲層瀝青由原油熱變質作用形成，包括各種碳酸鹽巖中產生的瀝青ⅲ、ⅳ和ⅴ。這些瀝青的產狀和巖性差異較大，原因尚未進壹步研究，但都與原油的熱變質作用有關。其VRo為1.20% ~ 1.60%。
以上五種瀝青的區別主要體現在產狀、光澤度和母巖類型上。雖然這五種瀝青的成因還不清楚，比如有的是光學各向異性的，有的是各向同性的，有的是各種光學結構的，有的是均質的。但考慮到瀝青形成和生烴的階段，都是在熱演化過程中形成的，與熱演化的形式和強度有關。
2.瀝青的分布特征
研究表明，瀝青的分布與古構造背景密切相關。對樂山-龍女寺古隆起、川東和川西南的全巖樣品和幹酪根的詳細分析表明，震旦系-下古生界瀝青在不同層位的分布在數量和類型上有所不同，但古隆起瀝青最為發育。
總的來說，四川盆地下古生界瀝青的分布有以下規律。
(1)古隆起區瀝青種類較多，斜坡和窪地瀝青種類較少。
在震旦系-下古生界古隆起區發現了瀝青，瀝青發育在南津關組風化殼頂部和燈影組頂部。其類型和豐度與巖性有關。在Z型碳酸鹽巖中，瀝青類型主要為ⅲ型、ⅳ型和ⅴ型；Z-泥巖和泥灰巖中發現的瀝青主要為ⅱ型和ⅰ型(表6-3)，瀝青含量為10% ~ 40%。
川東誌留系-寒武系瀝青不發育，主要為ⅰ型..寒武系泥巖和粉砂質泥巖中有少量瀝青，屬於ⅰ型和ⅱ型(表6-3)。潘1井位於西南坳陷北部，僅在-S層有少量瀝青，主要為ⅰ類瀝青；燈的第四段有瀝青，燈的第三和第二段較少。主要類型為ⅳ型和ⅴ型。
表6-3樂山-龍女寺古隆起瀝青全巖照片鑒定結果
(2)瀝青含量在古隆起區和古風化面附近較高，在坳陷區和遠離風化面處逐漸降低。
四川盆地下古生界有兩個風化殼，壹個是震旦紀末萬通運動的不整合，另壹個是誌留紀末加裏東運動的不整合。這兩個不整合面附近的地層瀝青含量較高，遠離不整合面的地層瀝青含量明顯降低。如高科1地下寒武系千株寺組底部(取心剖面4955 ~ 4986 m)瀝青含量最高，6個樣品平均瀝青含量為15.5%，震旦系燈影組頂部(取心剖面4986 ~ 4994 m)次之，瀝青含量最高為30%，最低為10%。不整合面向上或向下地層的瀝青含量有減少的趨勢(圖6-3，表6-4)。同樣，在高科1井，南津關組加裏東期仿古面瀝青含量相對較高，平均含量為4.86%，而西鄉池風景名勝區組僅為0.2% ~ 4%，平均含量為1.5%，滄浪鋪組僅為0.55%。這些都表明寒武-奧陶系古水面上有油氣聚集。
圖6-3高科1井取心段平均瀝青含量直方圖
表6-4高科1井取心井段瀝青含量統計表
平面上，瀝青含量從坳陷帶和斜坡帶向古隆起核心逐漸增加(圖6-4)。燈影組位於凹陷帶1井，平均瀝青含量為0.41%。斜坡帶自深井1平均瀝青含量為1.13%，衛井117平均瀝青含量為0.93%。在古隆起核心中，女井最高，平均含量為8.12%，安平1為2.40%，高科1為5.41%，紫2井為5.29%。隆起帶震旦系燈影組壹般含瀝青，地震頂部瀝青含量高。寒武紀和奧陶紀也有類似的規律。龍女寺構造女深5井上寒武統西鄉池景區組頂部瀝青含量最高，平均瀝青含量為15.7%。合川構造相對較低，剝蝕地層相對較少。該構造上的河12井奧陶系瀝青含量僅為0.14%，寒武系平均為0.4%。高科1井、女集井和沈默1井的平均瀝青含量在2.4% ~ 4.86%之間(見表6-5)。
圖6-4樂山-龍女寺古隆起燈影組瀝青平面分布等值線圖
表6-5高石梯-龍女寺構造帶下古生界瀝青含量統計表
(3)薄片鑒定統計表明，地震迎風面以下燈影組平均瀝青含量與平均孔隙度呈負相關。
瀝青含量小時，孔隙率大；反之，瀝青含量高，孔隙率小。但瀝青含量接近平均孔隙率之和，範圍為4.52%-7.3%。瀝青含量和孔隙度是相輔相成的，瀝青後期孔隙被填充時孔隙度降低，油、氣、水占據孔隙時瀝青含量相對降低。
(4)震旦系碳酸鹽巖地層中TOC的平面分布與瀝青分布有關。
TOC平面分布與震旦系碳酸鹽巖地層中瀝青分布的相關性是古隆起震旦系碳酸鹽巖中富含瀝青，分析樣品中有機質中僅發現瀝青，TOC較高。這壹規律也反映在震旦系碳酸鹽巖TOC的平面分布圖上。古隆起震旦系瀝青的上述特征為其成因提供了以下認識:瀝青可能來自其上的烴源巖，震旦系本身的貢獻較小；瀝青可能來自古隆起的東部和西南坳陷；寒武系暗色泥巖與瀝青關系最為密切。
需要指出的是，四川盆地下古生界碳酸鹽巖和泥巖的有機組分類型差異很大。震旦系高TOC碳酸鹽巖中，未發現微粒體、海相鏡質體等原生有機質，僅發現瀝青，瀝青類型為ⅲ、ⅳ、ⅴ類，在寒武系、震旦系、誌留系黑色泥巖、泥灰巖中已發現大量其他原生顯微組分，如微粒體，表明震旦系僅含少量原生有機質，其TOC後期以瀝青為主。寒武系和誌留系烴源巖既有原生有機質，也有瀝青有機質作為補充。另壹方面，瀝青是油氣生成和運移的產物。古隆起區東部、南部和斜坡寒武系和震旦系黑色泥巖和粉砂質泥巖中發現大量瀝青，表明該套地層排烴效率不高。在震旦系碳酸鹽巖地層中，原生有機質較差，外來油氣進入該地層形成的瀝青具有較強的生氣能力，使得本無生氣潛力的地層成為有效氣源巖，是壹種特殊的氣源巖。可見四川盆地震旦系-下古生界有兩類烴源巖:原生有機質——以微粒體為主；次生有機物-瀝青。
二、原始有機質的豐度和恢復
(1)下古生界烴源巖有機碳含量下限標準
下古生界烴源巖主要包括兩種類型:泥質烴源巖和碳酸鹽烴源巖。有機碳是評價烴源巖有機質豐度最重要的指標，特別是對於下古生界，如氯仿瀝青A和總烴含量等，應用起來比較困難，對有機碳的研究更為重要。對於下古生界泥質烴源巖，壹般的看法是可以采用陸源巖有機碳的下限標準，即有效烴源巖的TOC下限為0.40% ~ 0.60%。對於過成熟的泥質烴源巖，還應考慮TOC在成熟過程中的損失，TOC下限標準可適當降低。蘇聯學者Ronov(1958)在含油區發現泥巖的TOC豐度與碳酸鹽巖不同。泥巖有機碳含量平均為1.37%，而碳酸鹽巖有機碳含量可低至0.50%。貝克(1962)提出TOC=0.30%是碳酸鹽巖烴源巖的下限標準。黃繼忠(1995)將四川盆地下古生界碳酸鹽巖的TOC生烴評價下限標準定為0.20%。劉等(1999)認為我國過成熟碳酸鹽巖氣源巖的TOC下限標準應大於0.1% ~ 0.20%。
結果表明，確定下古生界海相烴源巖，尤其是海相碳酸鹽巖烴源巖的TOC下限標準，應綜合考慮烴源巖的地球化學特征和地質背景，即分別考慮油源巖和氣源巖；泥巖烴源巖和碳酸鹽巖烴源巖分別考慮；綜合考慮古生界烴源巖的區域地質背景；考慮成熟度和原始母質類型的影響。根據上述觀點，本書提出了四川盆地下古生界有效氣源巖TOC的下限標準(表6-6)。
表6-6四川盆地下古生界有效氣源巖評價TOC下限標準
(2)震旦系-下古生界有機碳分布特征
1.古隆起區
分析樣品包括紫陽、威遠構造、高石梯構造高科1井等主要鉆孔。根據表6-7中下古生界TOC和Rock-Eval分析結果，可以得出以下幾點。
(1)由於烴源巖成熟度較高，巖石巖石-Eval分析結果的參數如Tmax、HI等對該套地層的評價是無效的。
(2)根據TOC資料，高科1井有兩個TOC高的層段:下寒武統黑色泥巖和黑色粉砂質泥巖(4855.09 ~ 4985.5m)，TOC為1.12% ~ 3.81%；上震旦統燈影組灰黑色泥巖、粉砂質泥巖(5344.12 ~ 5355.99m)，6個樣品TOC平均為0.92%，最高可達2.14%。紫陽和威遠構造寒武系黑色泥巖TOC較高，高達5.93%。結合微觀分析結果，該層主要為原生有機質，是壹套優質烴源巖(表6-7)。
(3)震旦系碳酸鹽巖TOC含量差異較大，變化範圍為0.10% ~ 1.93%。TOC含量高的碳酸鹽巖中，壹般含有瀝青，有機質以瀝青為主。例如，幹酪根分析結果表明，幾乎100%是瀝青。瀝青已成為這類巖石中有機質的主要形式。不含瀝青的碳酸鹽巖TOC較低，壹般小於0.20%，難以形成有效烴源巖。
可見，應用TOC評價該套地層的有機質豐度，還應結合微觀特征，區分原始有機質(顯微組分)和次生有機質(瀝青)。作為氣源巖，這兩類有機質具有壹定的生烴潛力。根據黃繼忠(1995)烴源巖有機質豐度分級標準，寒武系暗色泥巖段和震旦系暗色泥巖段分別達到良好和良好等級。震旦系含瀝青碳酸鹽巖整體達到中等氣源巖。
表6-7古隆起震旦系-下古生界有機碳和原始有機碳恢復統計表及巖石評價分析
①最小值到最大值(平均值)，同上。
2.東南坳陷區
本區燈影組碳酸鹽巖TOC為0.10% ~ 0.15%，不屬於烴源巖範疇。表6-8給出了東部凹陷寒武系-誌留系樣品的TOC和Rock-Eval分析結果，從中可以看出:
表6-8川東南斜坡震旦系-下古生界有機碳和原始有機碳恢復及巖石評價分析結果
繼續的
①最小值到最大值(平均值)，同上。
(1)誌留系S1l灰黑色泥巖TOC較高，壹般可高達1% ~ 3%，無疑屬於優質烴源巖的範疇。
(2)本區奧陶系O1d暗色巖系主要為壹套泥灰巖，TOC不高，壹般在0.20%左右，難以達到有效烴源巖的範疇。
(3)寒武系烴源巖發育暗色泥巖和暗色灰巖兩套烴源巖。暗色泥巖的TOC可高達1.5% ~ 2.0%。左3井寒武系灰黑色泥灰巖位於古隆起的東斜坡上，有機碳含量為0.18% ~ 0.70%，屬於良好的烴源巖。
3.西南坳陷
表6-8列出了該地區盤龍1井典型樣品的TOC和Rock-Eval分析結果。由此可見，寒武-誌留系黑色泥巖的TOC相對較高，壹般在1.0%以上，屬於優質烴源巖的範疇。震旦系鄧四碳酸鹽的TOC也較高，好的樣品TOC可高達2% ~ 3%。結合顯微觀察，其所含有機質僅為瀝青(ⅲ型、ⅳ型)，而Z2dn碳酸鹽TOC較低，瀝青極少。
總之，震旦系-下古生界有機質豐度平面分布具有以下特點:①古隆起東部和南部凹陷誌留系暗色泥巖TOC較高，而西南凹陷奧陶系暗色泥巖TOC較高，東部較低。寒武系暗色泥巖TOC在古隆起及其南部凹陷較高，在東部斜坡較高，在1井和李1井以東較低。②寒武-奧陶系純碳酸鹽巖TOC普遍較低，瀝青含量較少；有機質豐度難以達到有效烴源巖的範疇。③震旦系燈影組碳酸鹽巖高TOC區集中在古隆起及其南、東斜坡。該地層中幾乎沒有原生有機質，有機質的主要形式是瀝青。
(三)恢復原有的有機質豐度
根據烴源巖母質類型及其成熟度，可以恢復低成熟階段過成熟烴源巖的TOC含量。李金魁等(1997)建立了計算不同類型烴源巖TOC恢復系數的方程。表6-7和6-8顯示了主要樣品的回收結果。可以看出，恢復的寒武系和誌留系暗色泥巖樣品TOC較高，可高達17.28%，壹般可達1% ~ 4%，是非常好的烴源巖。富含有機質的震旦系碳酸鹽巖樣品基本為瀝青，從成熟度來看屬於碳瀝青的範疇。從成因上看，可能是由低變質瀝青改造而成，也可能是原油熱解而成。根據熱模擬實驗結果，瀝青或原油的TOC換算系數高達4。計算結果表明，這些碳酸鹽巖中瀝青或原油的含量壹般高達5% ~ 15%(表6-9)。
表6-9震旦系油藏原瀝青TOC回收率
三。烴源巖中有機質的類型
高成熟烴源巖母質類型的評價是烴源巖生烴評價的另壹個難點。傳統的地球化學指標，如幹酪根的元素分析、巖石評價、氯仿瀝青A和幹酪根的傳統顯微鏡檢查都是無效的。目前比較成熟的方法有幹酪根δ13C和有機巖石學。本書應用這兩種方法來確定四川盆地下古生界的有機質類型。
1.幹酪根δ13C法
根據高科δ1井和吳克δ1井的資料分析，按照黃繼忠(1988)提出的標準[即I型(δ13c
2.有機巖石學方法
在熱演化過程中，雖然不同類型顯微組分的地球化學分析結果逐漸壹致，但不同類型顯微組分的光學性質仍存在顯著差異，這是有機巖石學恢復過熟幹酪根原始母質的理論基礎。
表6-10烴源巖幹酪根穩定碳同位素組成
根據肖先明(1992)提出的研究方法，利用幹酪根顯微組分分析結果，恢復了震旦系-誌留系暗色泥巖的原始顯微組分。因為瀝青不是原始的顯微組分，所以在修復中沒有考慮它。結果如表6-11所示。可見誌留系暗色泥巖中腐泥建造含量高達80%以上，其原始母質類型為ⅰ型和ⅱ型。寒武系和奧陶系泥巖和粉砂質泥巖主要為腐泥B層，含量壹般在80%-90%之間。母質類型以ⅱA型為主，有少量ⅰ型..
表6-11研究樣品幹酪根原始顯微組分回收結果
繼續的
第四，有機質的成熟度
烴源巖成熟度評價指標的選擇應基於其有機巖石學特征。四川盆地下古生界有機質主要有三種形式:瀝青、海相鏡質體和動物殼屑。由於動物外殼碎片的來源難以辨別，其應用受到限制。瀝青雖然發達，但其地質意義要結合其地質背景來評價。因此，海相鏡質體Ro將是主要的成熟度指標。根據四川盆地下古生界的特點，本書重點介紹了兩個參數:瀝青反射率(BRo)和海相鏡質體反射率(MVRo)。為保證測量結果的客觀性和可比性，對測量結果進行如下技術處理。
(1)用於瀝青
只測量I型和III型的反射率，反射率值分別統計。根據劉等(1994)提出的公式(VRO = 0.668bro+0.346)計算當量鏡質組Ro。
(2)對於海相鏡質體
只保留了可靠的實測數據，部分樣品中，海相鏡質體少，個體小，不測反射率。根據肖先明等人提出的公式[VRO = 0.81 MVRO+0.18(MVRO > 1.50%)]計算當量鏡質體Ro。
利用相應的瀝青和海相鏡質體換算公式，計算結果見表6-12。結果表明，位於不同構造位置的三個鉆孔在下古生界的埋深差異較大，但三疊系、二疊系和下古生界的VRo相似，表明這些地區的沈積-構造發育歷史相似。而後期的最大熱成熟包含了地層早期熱演化的壹些差異。
表6-12四川盆地下古生界瀝青反射率(BRo)和海相鏡質體反射率(MVRo)
繼續的
①VRo=0.668BRo+0.346(劉，1995)；
②VRo=0.81MVRo+0.18(劉祖發，肖先明，1999)。
從圖6-5a可以看出，盡管高科1井缺少奧陶系-石炭系，但它來源於海相鏡質體反射率。
圖6-5a高科1井鏡質體反射率與井深的關系
虛線下是由海相鏡質體轉化而來的當量鏡質體Ro。基本線性相關。
圖6-5b高科1井鏡質組Ro和瀝青Ro換算的當量鏡質組Ro與井深的關系。
可以看到不整合面以下有壹個不連續面，說明瀝青Ro和二疊系、三疊系鏡質體Ro反映的低成熟度的等效鏡質體Ro形成了壹個連續的剖面。這說明震旦系-寒武系有機質在海西期後經歷了強烈的變質作用，使不整合的上、下地層成熟度差異趨於消失。目前該套下古生界成熟度很高，當量鏡質組Ro為3.0% ~ 3.2%，處於幹酪根生氣下限。吳克1井和潘1井也存在類似的規律(圖6-6和圖6-7)。
圖6-6 5井1井鏡質體反射率與井深的關系。
由海相鏡質體和瀝青質轉化的當量鏡質體Ro與孔隙深度的關系表明，瀝青質Ro反映的成熟度較低。
圖6-7盤1井鏡質體反射率與孔深的關系
海相鏡質體和瀝青質轉化成的當量鏡質體反射率與孔深的關系
從圖6-5b可以看出，高科1井瀝青Ro獲得的當量鏡質組Ro與上覆地層實測鏡質組Ro不連續。這壹異常特征表明該套地層中的瀝青形成於晚期，不能反映地層的成熟度，而是代表了其形成後的埋藏史和加熱史。過去，在四川盆地用瀝青Ro作為地層成熟度的指標時，這個問題常常被忽視。
圖6-8為1井固體瀝青的X射線衍射譜，也顯示瀝青的熱演化程度較高，d002值為0.344 ~ 0.3443 (nm)，LC為32 ~ 60。峰形突出且對稱，半峰全寬小。根據劉等(1986)的研究結果，熱演化程度相當於碳瀝青-2階段。
圖6-8高科1井固體瀝青X射線衍射分析圖譜