深部生物圈层微生物营养底物来源机制及生物气源岩特征分析

生物气作为一类特殊的天然气资源,具有完全异于常规油气的形成机制.尽管其形成的生物化学过程早已为人所知,但是,时至今日,人们对地质盆地内其形成的主控因素、源岩的特征和分布规律,以及何以有些盆地形成了巨大的聚集等问题仍然困惑不解.考虑到生物气是由产甲烷菌消耗为数不多的几类小分子物质而成,而这些小分子物质归根结底来源于沉积物中的可以为微生物消耗利用的活性有机质部分,考察和了解活性有机质的分布规律将是揭开地质盆地内生物气形成之谜的可能途径.通过对柴达木盆地三湖地区第四纪沉积物中有机质含量和类型的分析,发现:1)活性有机碳(ROC)含量随着埋深增加而逐渐降低,同时与酸解温度有关,随着温度的增加(20-80℃),ROC明显提高;这表明弱成岩过程中有机质在低温热力作用下可新产生一些易于为微生物降解利用的"活性有机质",说明生物气形成过程中的低温热力作用与生物化学作用一样不容忽视.2)活性有机碳(ROC)与传统不溶有机碳(TOC)具有较好正相关关系,不但表现在其绝对含量整体上随着TOC增加而增加,而且也表现在受热力作用新出现的"ROC"与TOC关系更为明确.这些数据表明有机质丰度越高所能贡献的活性有机质越多,对生物气形成越有利.柴达木盆地三湖地区85%以上的生物气储量分布在有机质丰度相对较高的下部层位(K5-K13)的事实进一步提供了高丰度有机质层是有效生物气源岩的佐证.