摘要
粘土矿物是烃源岩中常见的无机矿物成分,其成岩转化(如蒙皂石向伊利石转化)与有机质成熟度密切相关,大量模拟实验普遍认为有机质等生烃母质的热解受到粘土矿物催化作用影响.但在烃源岩中,粘土矿物由于其巨大的比表面积和电荷性,多与地层中的有机质紧密的结合在一起形成粘土有机复合体.然而,迄今为止,关于粘土矿物层间有机质热解行为研究还很少.为探明粘土矿物.有机质复合体中有机质的热解行为及生烃机制,本文对三种不同类型的有机质(十八烷酸(OA),十八烷基季铵盐(OTAB)以及十八胺(ODA))进行了高压热解实验研究。选择未熟或低熟页岩中普遍存在的蒙脱石,分别制备了蒙脱石,有机质层间(离子交换法)和层外复合体(机械球磨法)。将样品至置于350℃、36Mpa的条件下进行金管高压釜热解实验,最后由气象色谱(GC)检测出气体成分,以考察蒙脱石与有机质的复合对有机质高压热解及其生烃潜力的影响。 实验结果表明,对于脂肪酸(OA)以及脂肪胺(ODA)有机质,蒙脱石的复合使得热解产生的气态烃产量增加,异构化程度增强,蒙脱石主要表现为催化作用;对于烷基季铵盐有机质(OTAB),热解产生的气态烃产量减少,蒙脱石主要表现为抑制作用。而对于不同复合方式的有机质,如层间有机质ODA(Mtinter-ODA),其总气态烃产率是纯ODA的10倍以上,而层间OTAB的甲烷含量以及总气态烃含量却远低于纯OTAB以及层外OTAB。因此,蒙脱石的层间域结构对有机质的热解表现出放大催化(如ODA)或放大保护(OTAB)作用。