1 引言

中国是以陆相生油岩系为主的产油大国，自20世纪60年代肯定陆相生油理论以来，已基本建立起包括陆相烃源岩有机岩石学在内的陆相生油地球化学理论与评价标准(肖贤明和金奎励，1990；涂建琪等，1998)；近二十年来，湖相碳酸盐岩烃源岩的地球化学研究与评价，不仅丰富了陆相生油的地球化学理论，而且拓展了油气勘探的新领域(Harris，2000; Freytet and Verrecchia，2002; Zhu et al.，2004; Wang et al.，2010; 李任伟，1991；王英华等，1993；王广利等，2007；孙钰等，2008；初广震等，2010)。相对应，湖相碳酸盐岩烃源岩研究的另一方面——有机岩石学研究则涉及寥寥无几，对湖相碳酸盐岩烃源岩中主要生烃组分的光性及其成因缺乏系统研究，难于有效地进行精细油源评价，加强湖相碳酸盐岩烃源岩有机岩石学研究成为当务之急。

酒西盆地是我国油气勘探最早的盆地之一，现今面积2700km²，近年来在窟窿山、柳沟庄下白垩统高产油田的发现，开创了油气勘探的新局面，下白垩统下沟组及赤金堡组湖相碳酸盐岩烃源岩(泥质白云岩和白云质泥岩)是酒西盆地主力油源岩已得到共识(陈建平等，2001a，b；熊英等，2004；马素萍等，2011)。本文对酒西盆地下白垩统下沟组和赤金堡组200多块泥质白云岩、白云质泥岩等湖相碳酸盐岩烃源岩作了详细的有机岩石学研究，系统总结了湖相碳酸盐岩烃源岩显微组分的光性及成因特征，在此基础上提出其分类方案。

本次研究使用仪器为德国MPV-SP显微镜光度计，测试条件如下：镜质体反射率测试采用50×油浸物镜，荧光强度及其变化分析采用BG12+BG38激发滤片组合、阻挡滤片530nm、无罩铀玻璃标样和50×干物镜，并将无罩铀玻璃标样的荧光强度定为100。

2 湖相碳酸盐岩烃源岩中有机质的赋存形式 2.1 湖相碳酸盐岩烃源岩中的有机质赋存形式

有机质赋存形式指的是有机质在烃源岩中的空间分布特征，与烃源岩的沉积、成岩作用密切相关(Pichevin et al.，2004; 樊馥等，2011)。酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩中的有机质赋存形式包括以下四种：(1) 有形态类有机质，指的是沉积作用过程中保存下来的各种原生或再搬运、再改造的有机碎屑颗粒，一般呈颗粒状、条带状、块状，少部分保存特征结构或呈现植物细胞结构，表现为各种陆生高等植物和低等水生植物(浮游藻类)的残体或碎屑；(2) 无形态有机质(无定形类)，指的是烃源岩中轮廓不清、没有固定形态结构的一类有机质，其形成往往与生物降解作用有关，这是酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩中有机质的最主要赋存形式；(3) 充填类有机质，主要赋存在烃源岩矿物晶体外部的各种孔隙中，其大小及延展情况与烃源岩中各种裂隙、孔隙、生物孔腔及裂缝的大小及分布有关，属于次生的产物，常见的充填类有机质为运移沥青；(4) 包裹类有机质，是指矿物晶体生长时被包裹在矿物晶格的缺陷或窝穴内的，且至今仍保留在矿物中并与矿物有明显界限的一类有机质，即有机包裹体，其大小为几个微米到几十个微米之间。

2.2 藻纹层——有机质纹层最主要的发育形式

酒西盆地下沟组(K₁g)、赤金堡组(K₁c)两套烃源岩层岩性主要是深灰色、灰色泥质白云岩、白云质泥岩，为半咸水湖相碳酸盐岩沉积。在湖泊中心部位，沉积物表现出季节性的纹理，十分发育；纹层厚度厚0.03~10mm，一般小于5mm，变化大，从很小的微米级有机质纹层(只有在显微镜下才能观察到的显微纹层)变化到较大的毫米级纹层(肉眼清晰可辨)，十分不均匀；纹层分别为富泥晶白云石纹层、富有机质纹层以及富粘土和黄铁矿纹层，三者通常纵向上相互叠置，组成了湖相碳酸盐岩烃源岩特有的二层式或三层式沉积结构，即二元纹层或三元纹层；显微镜下进一步研究表明，富有机质纹层主要由浮游藻类及其降解产物组成，厚度最大可达数十微米，往往顺层分布，形成藻纹层(图版Ⅰa-f)；这是酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩有机质纹层最主要的发育形式，分布最为普遍和广泛，而来源于高等植物的有机质纹层(由镜质体或丝质体组成)仅局部可见，分布有限(图版 Ⅱa)。

藻纹层组合的这一沉积特点实际上记录了藻类生产、勃发、死亡和埋藏的地质历程，反映的是湖泊水体的季节性更替(Wittkop et al.，2009; 罗平等，2001；王冠民和钟建华，2004)。当春季来临时，温跃层消失，富含营养物质的底层水循环到水体表层，随着温度的逐渐升高，浮游藻类等低等浮游植物在晚春或夏季出现高生产力，大量繁殖，出现“勃发”现象(刘传联等，2001)，同时由于浮游藻类等的光合作用消耗表层水体中大量的二氧化碳，导致诱发白云石等碳酸盐岩矿物的沉淀，沉降到湖底则形成富白云石的纹层；随着温度的进一步升高，盛夏季节湖泊存在正分层现象，比重较小的藻类等被限制在温跃层之上，而随着秋季的到来，温跃层重新消失，藻类有机质则迅速沉淀，形成富有机质的藻纹层；冬季浮游植物的生产率降低，沉积物则变成以粘土质为主，形成富粘土和黄铁矿纹层。

表 1揭示的是湖相碳酸盐岩烃源岩中藻纹层发育状况与生烃性能的关系。可以看出，湖相碳酸盐岩烃源岩中有机质的分布存在明显的非均质性，藻纹层的发育程度与烃源岩有机质丰度和生烃能力存在正相关的关系，湖相碳酸盐岩烃源岩生烃能力的大小取决于藻纹层的发育程度，富含藻纹层的湖相碳酸盐岩优质烃源岩有机碳含量一般在2.0%以上，生烃潜量大于10mg/g；正是这些富含藻纹层的湖相碳酸盐岩优质烃源岩的存在，才是“小而肥”富油坳陷生烃的物质基础，其发育程度和分布范围控制着油气田的大小及分布。

3 湖相碳酸盐岩烃源岩的有机显微组分分类

烃源岩有机显微组分的分类一直是国际上尚未解决的难题，尽管国际上有影响的分类不下数十种，但均未得到公认，主要的分歧集中于生油组分——壳质组和无定形组分的处理上，分类术语仍显混乱，甚至是相同的术语在不同作者的分类中亦代表不同的涵义(Robert，1981; Mukhopadhyay et al.，1985; Cook and Sherwood，1991; Hutton et al.，1994; Liu et al.，2003; Sykorova et al.，2005; Ercegovac and Kostic，2006; 肖贤明和金奎励，1990；王飞宇和傅家谟，1993；涂建琪等，1998；马安来等，2005；王永建等，2010)，而有关湖相碳酸盐岩烃源岩有机显微组分的分类则涉及更少。

烃源岩有机显微组分的分类，应遵循注重其实际应用性优先，同时适当考虑其成因的原则(Teichmüller，1986)。针对湖相碳酸盐岩有机质赋存的特点，本文以上述原则为指导，参考了国际有影响的烃源岩显微组分分类方案和我国东部陆相烃源岩有机显微组分分类方案，提出了适合酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩的有机显微组分分类(表 2)，用于湖相碳酸盐岩烃源岩生烃组分的确定和有机质类型的准确划分。本分类有如下特点：

(1) 在研究方法上采用全岩光片、光薄片及干酪根薄片相结合，将全岩分析和干酪根分析结合起来，采用同一分类术语，客观地反映湖相碳酸盐岩烃源岩中有机质的特征。鉴于研究区内烃源岩热演化程度几乎均处于生油阶段，透射光+荧光技术对鉴别各显微组分形态及其细微特征方面有独特优势，因此采用透射光+荧光技术并辅以反射光技术作为湖相碳酸盐岩烃源岩有机质研究的最佳技术途径和手段。

(2) 分类根据有机显微组分的成因及形态特征首先将其分为三大类：原生形态有机质、原生无形态有机质及次生有机质，然后根据显微组分的生物来源和成烃贡献大小将原生形态有机质进一步分为水生形态有机质和陆生形态有机质两类，陆生形态有机质即为高等植物成因的三大显微组分组，可与煤岩中的有机显微组分组相对应，水生形态有机质是指由浮游藻类等形成的腐泥组分，在全岩和干酪根中通常均可较容易地识别出浮游藻类体；原生无形态有机质(无定形类)包括全岩中的沥青质体和矿物沥青基质，在干酪根中则对应于无定形体组，根据生物母质来源的不同进一步细分为腐殖无定形体和腐泥无定形体两种；次生有机质包括充填类有机质(沥青)和包裹类有机质(有机包裹体)。

(3) 本分类的术语命名注意到与国内外其它分类的术语尽量一致，以便与其它地区进行对比交流。

4 有机显微组分的岩石学特征 4.1 惰质组

惰质组的原始母质是高等植物木质部组织经丝炭化作用或遭受森林火灾直接形成或由木质组织先经过凝胶化作用尔后再经受强烈氧化作用而形成。酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩常见的惰质组分为丝质体和半丝质体；丝质体细胞结构一般保存较差，有的仍可识别出细胞腔残迹，有时空的细胞壁破裂和相互刺入，形成“弧状”或“星状”的结构(图版Ⅱa，c，d)；半丝质体为本区湖相碳酸盐岩烃源岩中的常见形态组分之一，其反射色则较丝质体低，可在同一视域中与丝质体观察到。

惰质组的含量与烃源岩所属的沉积相带有关，靠近陆源区惰质组含量一般含量较高，远离陆源区则含量低；在较深水区亦可常发现较多的惰质组，但颗粒更细小，可能是由于惰质组稳定性好、易于搬运造成的。

4.2 镜质组

酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩中的镜质组由高等松柏类植物的木质纤维素在泥炭沼泽微环境中经过凝胶化作用形成，其含量与惰质组相差无几；根据其富氢程度(有无荧光)则可分为正常镜质体(无荧光镜质体)和富氢镜质体(荧光镜质体)两种。

正常镜质体(无荧光镜质体)视细胞结构保存程度可进一步划分为结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体三种亚组分。本区烃源岩以无结构镜质体和碎屑镜质体常见(图版Ⅱd-f)，一般呈破碎颗粒状、块状、条带状，顺层展布，有时见局部富集。

富氢镜质体(荧光镜质体)是湖相碳酸盐岩中一种很常见的镜质体类型，其主要表现在反射力偏低、反射色偏暗，其反射率因受到抑制而偏低，在蓝光激发下常呈现暗褐色-褐色荧光(图版Ⅱg，h)，其反射率不能作为有机质成熟度指标；富氢镜质体的形成主要是由于强还原环境中厌氧细菌活动的强烈使得有机质富氢，另外成岩早期类脂物或烃类浸染到镜质组中也可使其呈现荧光性。

本区烃源岩中还常可见一种过渡性组分——半镜质组，其反射率高于镜质组，但低于半丝质体，其它光学特征和形态特征与镜质组类似，有时也可见到较清晰的细胞结构，且多与正常镜质体共生。

4.3 壳质组

酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩中的壳质组主要是指来源于高等松柏类植物的表皮组织、繁殖器官及分泌物所形成的有机显微组分，以孢粉体、木栓质体及壳质碎屑为常见，具有较强的生油能力；孢粉体主要来源于松粉，常顺层分布，形态较完好，具橙黄色荧光(图版Ⅱi-k)；木栓质体可见叠瓦状排列组构(图版Ⅱl)；壳屑体主要来源于孢子体和藻类体，呈破碎粒状镶嵌在矿物基质中，粒度在几个微米至十余微米，蓝光激发下具黄色、褐黄色荧光(图版Ⅱb)，易于识别，其成因上既有化学降解形成的，也有机械破碎形成的。

4.4 腐泥组

腐泥组主要指由低等浮游藻类经过腐泥化作用而形成的显微组分，主要形成于滞水厌氧的还原环境。随着腐泥化作用程度的不断加深，浮游藻类等先质的内部结构逐渐消失，降解成絮状凝胶与菌类残骸一起沉积下来，根据降解的深浅程度，一般可区分为藻类体和腐泥无定形体，在本分类中将腐泥无定形体归并入无定形体组，而腐泥组则专指藻类体；根据细胞结构及形态特征腐泥组(藻类体)可进一步分为结构藻类体和层状藻类体两种，层状藻类体(藻类体B)在湖相碳酸盐岩烃源岩常见，结构藻类体(藻类体A)则局部可见，层状藻类体往往顺层分布聚集成藻纹层，蓝光激发下呈亮黄色荧光(图版Ⅰa-f、图版Ⅱ b)，结构藻类体可见或隐约可见细胞结构，蓝光激发下呈黄色至亮黄色荧光(图版Ⅱm，n)。藻类种属的进一步分析研究表明，属于绿藻类门的褶皱藻和圆球藻属种。

4.5 无定形体组

无定形体是由浮游藻类、类脂物及高等植物表皮组织等在微生物作用下的降解产物。干酪根中的无定形体对应于全岩中的沥青质体和矿物沥青基质这两部分。过去人们习惯认为，无定形体是来源于浮游藻类和其它浮游低等生物的强烈分解产物，其生烃潜力相当于Ⅰ型干酪根；而近年来的研究成果则表明，除了浮游藻类外，陆源高等植物、动物遗体及细菌均有可能构成无定形体的重要组成部分，不同来源成因的无定形体实际成烃能力相差很大(Thompson and Dembicki，1986; Omura and Hoyanagi，2003; Bohacs，2006; Shekarifard et al.，2009; 肖贤明等，1997；涂建琪等，1998)。本文依据生物母质来源以及光学性质的差异，将酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩中的无定形体进一步划分为腐泥无定形体和腐殖无定形体两种类型。

4.5.1 腐泥无定形体

腐泥无定形体主要是由浮游藻类体等低等水生生物降解而成，干酪根薄片和全岩光薄片透射光下一般呈黄-褐黄色，絮状为主，常含有结构清晰的藻类体，并隐约可见到降解不完全的团粒状结构，蓝光激发下呈黄-褐黄色荧光(图版Ⅰg，h)；未降解的藻类体在激发光照射下多显示清晰的结构，其荧光强于周围的腐泥无定形体。在全岩光片中呈细条纹状或丝状，富集时呈絮团状或凝块状构成藻纹层(图版Ⅰa-f)。腐泥无定形体内部一般不具任何生物结构，但可见未完全降解的藻类，其生油能力最大，为构成Ⅰ型干酪根的最主要有机显微组分。

4.5.2 腐殖无定形体

腐殖无定形体主要是指由高等松柏类植物的表皮组织、部分维管组织及基本组织，亦可能有少量浮游藻类等低等生物的参与，经微生物的强烈生物降解作用改造而形成的迥异于腐泥无定形体的一类无定形体，干酪根薄片和全岩光薄片透射光下下常呈深黄-浅棕色，团絮状为主，经常隐约可见有尚未完全降解的植物残迹，蓝光激发下多呈黄褐-褐色，常含孢粉，并混有较多的壳质碎屑(图版Ⅰi，j)。在全岩光片中多呈条带状，局部富集时呈凝块状。无论是透光颜色还是荧光颜色，腐殖无定形体均比同一成熟度的腐泥无定形体要深得多，荧光强度则要弱得多(图版Ⅰk，l)，其生油能力较腐泥无定形体要逊色得多，为构成Ⅱ型干酪根的主要有机显微组分。

4.6 次生有机组分

次生有机组分是指沉积有机质埋藏之后在热演化作用下形成的有机组分，其结构、 形态及产状等方面特征完全不同于原生显微组分。酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩中主要存在沥青和有机包裹体等两类次生有机组分。

4.6.1 沥青

沥青根据产状及形成作用方式可分为原沥青、运移沥青及再循环沥青；本区湖相碳酸盐岩烃源岩中常见的是运移沥青(图版Ⅱo)。运移沥青为原油热裂产物，一般发生一定距离的运移，主要充填于脉、裂隙及孔隙中，只有当其形成后所受古地温超过形成时的温度时，运移沥青反射率才迅速增加，这时方可作为成熟度标志。

4.6.2 有机包裹体

本区湖相碳酸盐岩烃源岩中可见到碳酸盐岩矿物包裹液态烃包裹体的现象(图版Ⅱp)。

4.7 主要生烃组分

烃源岩中来源于低等水生生物和陆生高等植物的各有机显微组分在经受温度、压力等因素的作用(即热成熟作用)下，其物理化学性质必然发生一系列变化，并形成有机烃类化合物。

酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩中具荧光的显微组分有藻类体、腐泥无定形体、腐殖无定形体、木栓质体、富氢镜质体和壳屑体等，不具荧光的显微组分则包括正常镜质体和丝质体。镜下定性和定量统计研究表明，富氢镜质体、木栓质体等组分荧光较明显，具一定的生油能力，在本区湖相碳酸盐岩烃源岩中虽较常见，但含量均较少，而藻类体、孢子体、壳屑体含量相对较多些；无定形体(腐泥无定形体和腐殖无定形体)是本区湖相碳酸盐岩烃源岩中占绝对优势的有机显微组分，其含量一般大于70%，且腐泥无定形体和腐殖无定形体含量存在一定的彼消此长的关系，很大程度上无定形体的类型、性质及其含量决定着湖相碳酸盐岩烃源岩有机质类型和油气生成的性质(表 3)。

酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩中的主要生烃组分为腐泥无定形体、腐殖无定形体以及浮游藻类体、孢粉体、壳质碎屑这五种有机显微组分。大量研究成果表明，只有具荧光的显微组分才具有形成液态烃的能力，荧光强度越大，其生油潜力越大，而显微组分可见荧光的消失，则标志着显微组分已达生油死限而进入生气为主的演化阶段。图 1和图 2反映的是成熟阶段酒西盆地湖相碳酸盐岩烃源岩中的藻类体和孢粉体随热演化程度的增高(即埋深增大)，其荧光强度逐渐减弱的特征和趋势。

5 结论

通过对酒西盆地下白垩统碳酸盐岩烃源岩有机岩石学的研究，主要获得了如下几点成果与认识：

(1) 湖相碳酸盐岩烃源岩中有机质的分布存在明显的非均质性，藻纹层是优质的湖相碳酸盐岩烃源岩有机质的最主要赋存形式，其与富泥晶白云石纹层和富粘土纹层构成湖相碳酸盐岩烃源岩特有的“三元式纹层”沉积结构。

(2) 湖相碳酸盐岩烃源岩有机显微组分组成不同于其它类型的烃源岩，其显微组分分类亦不同；将全岩分析和干酪根分析结合起来，采用同一分类术语，在分类中对成因复杂、数量占绝对优势的无定形体做了准确而实用的划分，做到光性、成因、生烃潜力三者的统一。

(3) 系统地研究和总结了酒西盆地下白垩统湖相碳酸盐岩烃源岩中的有机显微组分的光性、成因及分布规律，鉴定出对酒西盆地油气有贡献的主要生烃组分为腐泥无定形体、腐殖无定形体以及浮游藻类体、孢粉体、壳屑体这五种有机显微组分。