长江大学地球科学学院25级博士研究生谭清文以第一作者身份在《矿物岩石地球化学通报》发表题为《硅质矿物对页岩油气富集的影响:成因机制与控制机理》的论文(图1)。长江大学地球科学学院为论文第一署名单位,朱光有教授为通讯作者。

图1 文章首页截图
硅质矿物是页岩储层的重要组成部分,其形成来源、赋存状态及含量变化直接影响页岩的有机质富集、孔隙发育和储层可压裂性。长期以来,硅质矿物含量常被用作评价页岩储层品质的重要指标,但不同成因硅质矿物对油气富集的作用并不完全相同。针对这一问题,论文在系统梳理国内外相关研究成果的基础上,综合普通薄片观察、阴极发光、扫描电子显微镜、能谱分析及地球化学分析等研究认识,将页岩中的硅质矿物划分为陆源碎屑硅质、生物成因硅质、热液或火山成因硅质及黏土矿物转化硅质四种类型,并对其形成机制和识别特征进行了系统总结(图2)。

图2 不同类型硅质矿物特征
硅质矿物的分布受到沉积环境、物源供给、生物活动、成岩作用及构造活动等多种因素的共同控制,海相与陆相页岩中的硅质矿物具有明显的成因和分布差异。海相页岩以生物成因硅质为主,其纵向分布与海平面升降和古生产力变化密切相关;陆相页岩则以陆源碎屑硅质和黏土矿物转化硅质为主,其分布受到陆源物质输入、古地理格局及成岩演化等因素的综合影响。不同来源硅质矿物的形成与演化过程,决定了其在不同沉积环境中的赋存特征和储层地质意义。
在页岩油气富集控制机理方面,论文进一步总结了硅质矿物对有机质保存、储集空间发育和储层可压裂性的多重影响。研究表明,海相页岩中的生物成因硅质与总有机碳含量通常具有较好的正相关关系,有利于有机质富集;同时,生物成因硅质在成岩演化过程中形成的刚性支撑骨架能够有效抵抗压实作用,促进粒间孔和有机质孔的保存,并通过提高岩石脆性改善储层可压裂性。相比之下,陆相页岩中过量的陆源碎屑硅质输入可能稀释有机质,黏土矿物转化形成的硅质也可能充填孔隙、降低储层物性,但黏土矿物的吸附作用在一定条件下有利于有机质保存。因此,硅质矿物对页岩油气富集的影响并非简单取决于含量高低,而与其成因类型、形成时期及赋存状态密切相关。
准确识别页岩中不同成因硅质矿物,并厘清其与有机质富集、孔隙演化及岩石力学性质之间的关系,是深化页岩油气富集规律认识的重要基础。未来可进一步结合人工智能、高分辨率显微成像和多同位素示踪等技术,加强硅质矿物成因定量识别及深层、超深层条件下矿物演化机制研究,为页岩油气有利层段优选、储层品质评价和勘探开发提供更加可靠的地质依据。
论文链接:https://doi.org/10.3724/j.issn.1007-2802.20260006