油页岩有机显微组分及其特征

如题所述

在油页岩有机岩石学研究中分散有机质一般通过显微组分来描述,因此,显微组分分类是研究工作基础,由于有机质成因上的复杂性,显微组分分类原则和研究方法很不同。本次工作采用全岩光片镜鉴和显微荧光分析技术,结合干酪根镜鉴分析方法,对矿区油页岩样品进行了显微组分研究,针对油页岩的具体特点和研究需要,依据显微组分的光性、生物先质、成因等方面的差别,建立油页岩显微组分分类方案,该方案的基本分类原则是以国际煤岩学委员会(ICCP)的煤显微组分划分方案为基础,采用统一的分类系统和术语,划分为4种组分(表4-1),即镜质组、惰质组、壳质组和腐泥组。

表4-1 达连河矿区油页岩有机显微组分类及组成表

(一)镜质组

镜质组是油页岩中主要有机显微组分组之一。该组分在透射单偏光下呈浅棕褐色和棕色,透射光不均匀,透明或半透明;正交偏光下为均质,反射光下呈深灰色或灰色,无突起;反射光蓝光激发下荧光强度弱。在矿区油页岩中,这种组分较常见,特别是煤层间油页岩中镜质组较多.根据镜质组结构和形态识别出无结构镜质体、碎屑腐殖体,其特征分述如下。

1.无结构镜质体(图版Ⅱ-1、3、6;图版Ⅳ-6)

常见均质镜质体,为高等植物木质纤维组织彻底凝胶化作用的产物,细胞结构完全消失,其形态有长条状、透镜状、带状,近平行层理分布。

2.碎屑腐殖体(图版Ⅱ-5;图版Ⅳ-2)

由镜质体碎屑生成,其形态多种多样.常分散于基质中.多小于30μm。

(二)惰质组

矿区油页岩中惰性组含量很少,主要来源于陆源沼泽相的成煤高等植物再沉积形成,大部分为小碎片状分布于基质中;反光呈灰白,透光下呈黑褐色,不透明。常见惰性组显微组分有以下几种。

1.丝质体和半丝质体

丝质体仍具细胞结构,其成因(E.Stach,1982)有两种:一类为火焚成因的,其植物细胞破坏强烈;另一类为氧化成因,植物细胞结构较完整.半丝质体为丝质体与木质结构体之间的过渡类型,反射光下呈灰白色,突起较高。

2.菌类体

此组分在油页岩中较少见。

3.碎屑惰质体

含量一般很少,由惰性体细小碎屑组成,碎片的形状各异,粒度一般较小,分散于基质中,多小于10μm,部分参与沥青矿物基质组成。

(三)壳质组

壳质组是矿区油页岩中主要显微组分,由富氢富类脂化合物的植物组织器官生成,常见的有树脂体、孢子体、角质体及碎屑壳质体等。反射光下呈暗灰色,反射率较镜质组低;透光下呈橙黄色;反射光蓝光激发呈各种不同的荧光。荧光较强,主要特征如下:

1.孢子体(图版Ⅲ-2)

由孢子植物的繁殖器官细胞,一般雌性孢子的个体大(大孢子体),雄性的孢子个体较小(小孢子体),反射光蓝光激发下,发黄绿色荧光,其形态呈细短的线条状、蠕虫状或多扁环状,常见平行层理分布,以群体聚集,与胞子囊共生,多已破碎,一般小于0.1mm,矿区油页岩中以小孢子体为主,大孢子体较少。

2.角质体

由植物树叶、树枝和芽外层角质层生成,呈细长带状,外缘平滑,内缘锯齿状,保存不好,并且多已破碎,多平行层理分布。油页岩中多数角质体壁薄,说明其为植物叶子角质层组成。

3.树脂体(图版Ⅲ-6、7、8)

由植物分泌物树脂生成。其形态大多为圆状、椭圆状、透镜体状,均质无结构。矿区油页岩中树脂体较丰富,其分布形式有两种:一种为单体的树脂体主要分布于基质中;另一种为集合体,分布于煤层间油页岩与煤层顶板油页岩层,可见琥珀颗粒(图版Ⅰ-3)。

4.碎屑壳质体(图版Ⅱ-4、7,图版Ⅲ-3、5、8)

由孢子体、角质体、树脂体等壳质组碎片组成,透射光下为橙黄色,反射光下呈暗灰色,矿区碎屑壳质体主要由树脂体等组分组成。

5.腐殖型无定形体(图版Ⅲ-3、8;图版Ⅳ-5、7)

腐殖质与矿物混合而成。透光下浅褐色,色调不均一,可见絮状、透镜状和团块状等形体模糊或无定形的腐殖组残余纤维结构特征,反光下呈暗灰色,无突起,弱荧光,分为腐殖型、腐泥—腐殖型无定形体,常见后一种。

(四)腐泥组

腐泥组包括藻类及无定形体,藻类在矿区油页岩显微组分中所占比例很小,主要为生物降解的水生生物(图版Ⅳ-1、3、4)如碎屑藻类体、胶质藻类体,而且主要出现在煤层顶部巨厚层油页岩段,煤层间油页岩中很少见,主要特征如下。

1.胶质藻类体

由充分分解的藻类体生成。不具结构,具强橙色—橙黄色荧光。当完全分解成无定形基质时,与矿物基质混合,组成沥青矿物基质。

2.碎屑藻类体

由细小藻类体碎片组成,直径多小于10μm,常是沥青矿物基质的主要成分。

3.腐泥型无定形体

为矿区油页岩中含量较多的组分,为无机组分和有机组分组成的沥青矿物基质,根据其有机质的来源及组成,可将此组分区分为腐泥型、腐殖-腐泥混合型无定形体,矿区油页岩中主要以后一种为主,在反射光蓝光激发下,沥青矿物基质呈褐色,腐泥呈黄色(图版Ⅳ-8),主要特征如下:

(1)腐泥型沥青矿物基质。

有机质来源于彻底分解的藻类体或壳质组显微组分。透光下透明,浅褐黄色或浅褐色;油浸反光下呈深灰色,不具突起或低突起;在高倍显微镜下呈条带状、絮状结构;在蓝光激发下荧光较强。

(2)腐殖-腐泥型沥青矿物基质(图版Ⅲ-4)。

性质介于腐泥型和腐殖型之间,弱荧光,为矿区油页岩混合组分中较多的一种。

综上所述,矿区油页岩组成以富含镜质体、小孢子体、树脂体、腐殖-腐泥矿物沥青基质为特征。油页岩有机显微组分主要由镜质组、壳质组和腐泥组组成,油页岩段有机显微组分含量一般小于5%,变化范围为0.57%~21.63%,煤层间油页岩有机显微组分含量较高,变化范围为13.19%~37.97%,值得说明的是在组分定量分析过程中,常规光学显微镜(反射白光)对于未成熟的壳质组、腐泥组、特别是无定形体分辨率差,难以鉴别,采用蓝光激发效果稍好,但准确定量腐泥、腐泥—腐殖沥青矿物基质仍困难。此外,油页岩中常富含粘土矿物,及少量陆源碎屑、菱铁矿和黄铁矿等无机组分,其中黄铁矿多赋存在煤层间油页岩中,菱铁矿在油页岩段中含量较高。

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