镜质体反射率的研究现状

孔伟思，方 石，袁 魏，王 凯，聂镜奇，侯继盛

镜质体反射率的研究现状

孔伟思1，方 石1，袁 魏3，王 凯1，聂镜奇2，侯继盛2

（1. 吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130021； 2. 吉林省第二地质调查所，吉林 吉林 132013；3. 中国石化江苏油田物探技术研究院，江苏 南京 210046）

镜质体的反射率与其受热升温正相关，该过程不可逆且十分稳定。镜质体反射率最早用于煤岩学，其后作为重要的数字标尺被用于分析烃源岩的生烃模式。本文详述了该方法的基本原理、实验过程、数据校正以及在盆地热历史等方面应用，特别论述了 20世纪以来的发展过程。其中该方法在热史方面的应用，由早期简单图版法，发展至现今的复杂计算模拟，其中经典的是Lerche计算法和Easy%Ro模拟法，已经可以较为准确的恢复盆地的热史和经历的最高古地温。此外利用地层中Ro值与深度之间的关系恢复剥蚀量，以及分析盆地的类型和排驱压力。目前，镜质体反射率正在朝微观化和系统化两个方向发展，一是通过实测数据点的双峰或多峰直方图了解芳香苯环的区别和不同来源，定量解释其受热过程，二是发挥自身不可逆性及稳定记录的特点，与其他古温标法配合，相互约束揭示其受热过程。

镜质体反射率；原理；实验方法；热史；剥蚀量

1 引 言

随着石油、煤炭等能源工业的不断发展，盆地的热演化过程逐渐被越来越多的研究人员重视。而且还发现，盆地热演化过程不仅与盆内油气等能源矿产的形成有密切的关系，还和沉积盆地的埋藏、流体以及盆地原型演化有密切的关系。因此，重建沉积盆地的温度历史对于认识盆地的演化历史、分析盆地演化过程中的地质作用及其演化过程，具有重要的意义。

盆地热史的研究方法主要分为两类，一类是地球动力学模型法，另一类是古温标法。目前较为常用的是古温标法，古温标法的种类很多，如粘土矿物转变法、镜质体反射率法、流体包裹体法和裂变径迹等。镜质体反射率法自上世纪30年代首次用于测定煤化级别之后，已延用至沉积岩分散有机质成熟度的测定［1,2］，是应用最广泛并可作为数字标尺的有机质成熟度指标。因其可量化有机质成熟度的优点，得到了地热史研究方面最广泛的应用。

2 镜质体反射率法的发展史

2.1 镜质体反射率测试方法的发展史

2.1.1 镜质体反射率的测试仪器的发展

1932年，Hoffmann和Jenkner首次发现，使用贝瑞克光度计测定时，反射光强度随着煤级增高而增大，说明镜质体反射率反映了煤的变质程度 。这个发现当时被用于确定煤级，由此开始了镜质体反射率法的使用。但这种确定煤级的方法具有下述缺点(1)得到的数据是人为估计，较为主观；(2)对比范围大，在视域内很难达到要求的颗粒数；(3)测定时间长。

1955年McCartney和Hofer利用光电倍增管改进了测试技术，使这种方法测得的数据具有可重复性和可对比性，一直使用至今[1,4]。

2.1.2 镜质体反射率样品制备的发展

在测试的制样方法上，自上世纪60年代，镜质体反射率法用于油气地质后，测岩石中有机质的Ro值需要将分散有机质富集在一起，制成光片。由于整个过程流程较长，成本高，1997年宋丽提出了全岩光片法，直接将样品粉碎后加入环氧树脂和固化剂始之胶泥，待24 h凝固后抛光制成光片，节省了大量人力物力。

2.1.3 镜质体反射率的测定方法

上个世纪早期到现在，镜质体反射率的测定已出现多种类型，如常规最大反射率法、随机反射率法、平均反射率法、丁氏3A最大反射率法、在煤砖光片中测定双反射率(△R)的方法等。目前常用的是最大反射率法和随机反射率法。

（1）平均反射率法

矿物学上的平均反射率是指矿物处于 45°位时的反射率。如果在非偏光下测量，任意位测定的反射率都是平均反射率。

平均反射率法适用于煤及分散有机质反射率的测定，但由于在高级烟煤和无烟煤阶段，反射率各向异性增强，尤其在超级无烟煤阶段，最小反射率迅速降低，最好用最大反射率作为这些煤级的指标。

（2）丁氏3A最大反射率法

这种测定方法是指在偏光下，转动转物台45°二次，3个读数为R1、R2和R3，则最大反射率

近似最小反射率

（3）丁氏3P最大反射率法(R3P)

以45°角间距转偏光镜，而不转物台。3个校正系数R1、R2、R3。校正系数是偏光镜在两个不同位置上所得的两个反射率读数之比值。任何标准片的校正系数可用下列方法求得:首先将偏光镜置于0°位置上，用任一标准校准显微光度计系统，记录P00时的反射率读数，然后旋转偏光镜至45°及90°位置，分别记录这两个反射率读数。

计算校正系数后可进行反射率的测量，在偏光镜0°、45°和90°的位置上，分别记录镜质体颗粒上三个读数。最大反射率Rsp可用校正系数和这三个读数代入下式求出。

（4）丁氏平均反射率(Rtav)法

丁氏发现，同一镜质组颗粒上间隔90°的两个反射率读数的和是一常数，其平均值等于平均反射率。大量读数的平均值为平均中值反射率。

（5）邹氏最大反射率测定法

1981年，邹韧提出了一种了自然光测定法。其原理是在偏光镜位置上用前置玻片取代，使入射面与垂直照明器玻片的入射面重合，入射光为部分直线偏光，调整前置玻片入射角，使其透射的部分直线偏光偏振程度的负值和垂直照明器反射、透射的部分直线偏光偏振程度的正值相互抵消而使射向光电倍增管的光恢复成为自然光。再在这个光学系统中加入分析镜，不旋转物台而旋转分析镜可实测最大反射率，即测得平均反射率。

（6）在煤砖光片中测定双反射率(ΔR)的方法

1981年，B.Ф.Дoбpoнpaвoв提出了在部分偏振光下测定镜质组光学各向异性(ΔR)的方法。他证明了镜质体反射率总的分散由三部分组成，即

式中:Q—显微光度计中光的偏振程度。确定Q的方法为在光片上，转动物台条件下两次测定镜质体最大、最小反射率。在部分偏光下测定，测得再在偏光下测定，测的两次测定镜质体的同一位置。

光的偏振程度Q:

然后，分别在部分偏光和偏光下不转动物台测定样品中镜质体体积(随机)反射率则:

2.1.4 镜质体反射率法数据校正和误差估计

1975年Stach和1977年Ting发现含壳质组煤素质的Ro测定值偏低，首次报道了镜质体反射率的抑制现象。此后在许多实际工作中也陆续发现由于有机质自身原因或外部因素影响，Ro值出现抑制或异常增大的情况，不能客观反映镜质体反射率值代表的含义，需要加以校正。

1991年，澳大利亚Wilkins博士发明了FAMM技术，该技术主是为了解决烃源岩缺乏镜质体及镜质体富氢受抑制的问题。是目前使用最广泛，准确率最高的校正方法。

1992年，Lo根据煤镜质体反射率受抑制的实际情况，提出了反射率校正图。依据实测反射率值（已受到抑制）和经过热解测出的氢指数，投影到图中（图1）即可得到校正后的反射率值。

1994年，Quick使用反射率与荧光结合的方法校正镜质体反射率的误差，他发现煤级和煤的类型对镜质体的荧光强度有影响, 并给出公式:Ro1=Ro2+(FLI-1)/3.4 式中FLI以铀玻璃为标样，值是100，在550～650 nm范围内测出的镜质体荧光强度自然对数值。Ro1为校正值；Ro2为测量值。1997年，Newman将本方法进一步应用于分散有机质镜质体反射率抑制的研究，他测量了样品中镜质体和惰性体颗粒的反射率和荧光强度(图2)。在图上用最小二乘法得出镜质体和惰性体荧光强度—反射率的拟合直线,荧光强度如果大于6% ,说明镜质体颗粒富氢,Ro率受到了抑制。

Suggate利用煤的类型与煤级研究煤的特性。1997年，Newman据此提出了镜质体反射率被抑制的校正图。

图中的“平均类型线”表示镜质体反射率正常的煤化曲线,“等煤级线”代表等煤级煤的分布,它与煤化轨迹线斜交。Suggate图可以评价煤样的类型和煤级。Suggate图用挥发分(图3)或n(H) /n(C)值确定高热量与煤级和类型哪个相关。在镜质体反射率与挥发分图(图4)中, 因等煤级煤的挥发分含量不同, 所以镜质体反射率存在很大差异。在评价镜质组反射率抑制时,先使用挥发分和热量获得平均类型的煤挥发分含量,再通过它获得真实的反射率值。本方法里发热量和挥发分(图3, 4)均为干燥无矿物无硫基的。

2006年，孙立中、杨宗霖通过实验发现，量测平均镜质体反射率的不均性结果与 Gini 系数之间有良好的相关性; 说明Gini系数在判识镜质体反射率在不均性的量测结果上具良好的量化性指标。当镜质体反射率之量测出现偏离平均值的宽频现象时,Gini系数可有效的作为频宽量化的比较依据。

2.2 镜质体反射率用于确定煤化级别的发展史

1932年，Hoffmann和Jenkner发现了镜质体反射率与煤级的关系后，镜质体反射率法即用于定量鉴定煤级的指标。

我国经过长期摸索，于上世纪60年代出台了鉴定煤级的国家标准[5]。到上世纪70年代，Stach等把Ro分布图方法用于炼焦配煤中，提高了煤品划分对比的客观性和效率。

1992年，李小彦等对长焰煤——无烟煤七个煤级的煤层煤样测试资料分析,总结了不同煤级煤的镜质体反射率分布图特征，以此区分五业用煤属单煤、混煤、混合的简单复杂程度。

1993年，肖文钊等提出混配煤镜质体反射率分布的测定方法,并应用此方法判断洗精煤混合程度,半定量确定混煤中各单种煤的比例，预测焦炭强度。

2.3 镜质体反射率法在盆地热史方面的发展史

2.3.1 镜质体反射率法研究盆地热史的半定量研究阶段

由于镜质体反射率与盆地的热演化过程有着成因上的联系，且人们对盆地热演化过程逐步重视，利用镜质体反射率研究和反映盆地热演化过程就成了必然选择[6-8,9]。上世纪五六十年代，研究人员已经初步开始使用镜质体反射率恢复古地温，利用Ro与温度之间的关系建立简单的图版及公式来推算古地温。

1955年，Karweil建立了“Karweil图表”，1971年Bostick和Teichmuller对此图表进行了改进（图5），虽然仍有很多不足，但是由于当时条件所限，这个图仍很具代表性，被广泛使用[4]。

上世纪70年代，随着镜质体反射率与古地温之间关系研究的不断深入，出现了一些推算古地温的公式。如1974年，Cannan以一级化学动力学反映为基础，根据12个油田的成油温度与时间推出连续沉积盆地生油温度和受热时间之间的关系式:lgt=3014/T－6.490式中T为绝对温度,t为地层年龄(图6) 。

1975年，Hood等提出有机质成熟度，温度和受热时间三者新的一种模式，建立了有机质成熟度标尺（Lom）与Ro、孢粉热变指数、煤化程度等指标的关系（图7），以及有机质成熟度标尺（Lom）、有效受热时间（Teff）和最高古地温（Tmax）之间关系（图8）。

早期建立起来的用于推算古地温的方法还有古地温“量板图”（Cooper,1977;汪缉安等，1985）和1986年的镜质体反射率与地温梯度关系式[10]。1986年Barker[10]的镜质体反射率与地温梯度关系式。

2.3.2 镜质体反射率法用于盆地热史方面发展的定量阶段

80年代，随着镜质体反射率与受热过程的研究不断深入，特别是使用化学热动力学来研究芳香环苯的定向排列，镜质体反射率法恢复古地温技术逐渐成熟，已经可以使用拟合计算法来模拟和重建生油层的热史。

1971年Lopatin，1980年Waples[8]在大量资料基础上，提出了TTI指数，计算公式为TTI=∑rnΔt式中r=2，n为时间温度指数。并且建立了TTI指数与

1983年 Middleton[3]和 Falvey[2]利用盆地地质成因模型与有机质成熟度拟合计算结合起来拟合计算盆地古地温。提出了镜质体反射率与温度、时间之间的经验关系式。

1984年，Lerche等提出利用热化学反应中的时间—温度综合作用指数与热传导原理相结合的方法来重建古地温史和古热流史，即从盆地现今的热流或地温资料出发，反推古热流史和古地温史，并用实测的镜质体反射率资料来检验，建立了计算古地温的数学表达式。此方法利用实测资料计算的时间一温度综合作用指数与根据模型推算的理论值之间的偏差达到极小。

1989年 Sweeney和 Burnham用活化能分布的Arrhenius一级平行反应方法建立了的镜质体反射率与热成熟计算的VITRIMAT模型，1990经过进一步改进，完善了一种反演沉积有机质热历史的新方法—Easy%Ro数值模拟法，该方法使计算速度显著增加，目前已成为古地温研究中最常用的模型；

1993年Suzuki[11]等在EASY%Ro模型的基础上建立镜质体反射率模型SIMPLE-Ro。

1998年，冉启贵、胡国艺在利用镜质体反射率进行热史反演领域，提出的分阶段热史反演模拟方法,力求克服简单模型的弱点,考虑复杂地质条件对热流反演的影响,以利于广泛应用。

2.4 镜质体反射率法恢复地层剥蚀厚度的发展历史

1977年Dow提出的利用镜质体反射率(Ro)估算不整合面地层剥蚀厚度的方法，将不整合面上、下构造层中Ro随深度的跳跃归结为不整合面地层剥蚀的影响，使用剥蚀面上下相邻地层Ro值的差异推算剥蚀量。

1989年，何生、王青玲对Dow的方法提出改进，将断面以下的有机质成熟度拟合线反延至 Ro值为0.2%处（古地表Ro值为0.18%～0.2%），则该点与断面之间距离为剥蚀厚度；

1999年，胡圣标[12]等人提出了最高古地温法。将Ro值转换为最高古地温, 求取古地热梯度后, 再估算剥蚀厚度；同年，陈增智[13]等人的Ro-TTI法，认为只考虑剥蚀面附近镜质体反射率差值是不全面的，利用有机质成熟度时间温度关系的模型(TTI),建立修正的镜质体反射率剥蚀厚度恢复方法；

2005年，佟彦明等提出了一种新的利用镜质体反射率恢复地层剥蚀厚度的方法, 该方法直接将该构造层的线性回归关系外推至地表Ro的近似值处，而得到近似的古地表位置, 古地表位置和不整合面位置的差值即为剥蚀厚度。

3 镜质体反射率的原理及概念体系

镜质体反射率是指镜质体（在绿光中）的反射光强度对垂直入射光强度的百分比[14]。煤中的镜质体是一组富氧的显微组分，由同泥炭成因有关的腐殖质组成。干酪根的热解过程与煤中镜质体的演化过程相同，其基本成分为镜质体碎片和非晶质有机物，主要来源于陆生高等植物碎片。镜质体的核为芳香苯环，当有机质变质程度低时, 芳香苯环核是无定向排列的, 堆积比较松散,测得的反射率就低;随着演化程度增高, 芳香苯环缩合程度加大,增长为更大的结构单元, 非芳香组分减少。因此芳香苯环排列越定向,堆积越紧密,就越光滑, 测得的反射率增高，而且芳香苯环定向排列的过程不可逆性。

盆地的热演化过程与大地热流、沉积物埋藏和岩石热导率有关。单位时间内流经地表单位面积的热流量称为大地热流[15]，是地球内热通过地表可以直接测量得到的物理量。岩石热导率指沿热传导方向在单位厚度岩石两侧的温度差为 1 ℃时单位时间内所通过的比热流量。大地热流一般用经典的高斯一维模型描述，该模型不考虑横向流体对热状态的影响。大地热流值是地温梯度与热导率的积。地温梯度[15]指地层每增加一定深度段（或单位深度）时温度升高的幅度，它是表示地球内部温度不均匀分布程度的参数，一般埋深越深处的温度值越高。地温梯度的变化反映盆地热状态的变化，引起地温梯度改变的原因往往是大地热流的变化。

利用一定地质时期的地温梯度与埋藏深度就可以得到某个埋深的地温。从某种程度上说，沉积物中镜质体的反射率值，是该镜质体加热过程的积分，是温度与时间的函数。也就是说我们知道大地热流值和埋藏史，我们就可以推导出镜质体反射率的值。埋藏史是指随着盆地沉降充填使得沉积物不断被充填压实，之后盆地抬升地层沉积间断或遭受剥蚀，这样反复进行的埋藏过程。因此，在埋藏史确定之后，才可以使用镜质体反射率反向揭示盆地热演化过程。

4 镜质体反射率的实验方法

4.1 测定方法

镜质体反射率值是指在显微镜下，镜质体抛光面的反射光强度与垂直入射光强度的百分比。其原理是光电倍增管所接受的反射光强与其光电信号成正比，在显微镜下用一定强度的入射光照射时，对比镜质体和已知反射率的标准片的光电信号值而加以确定（如图9）。

镜质体反射率的公式为:

式中: I0—反射光强度；

I —入射光强度。

镜质体反射率的测定使用的是最大反射率法和随机反射率法。

常规最大反射率法:

在偏光及常温（23 ℃）下，Ne = 1.518的浸油中，在波长为(546±5)nm的绿色光下进行测定。样品可以是煤粒任意定向的煤砖光片或垂直层面或斜交层面磨制的块煤光片。测点选定之后，缓慢地旋转载物台360°，记录最大反射率读数即为最大反射率。由于煤中镜质组反射率有差异，因此必须在谋片上测得均匀分布的足够的点数，取其平均值，叫做平均最大反射率这是国际标准草案中推荐的方法。

在测最大反射率时，在样品转动中也一可记录到一个最小值。最小值是在垂直于最大值方位上测得的。如果徉品是垂直煤层层面的块煤光片，这个最小值就是真正的最小反射率，其平均值叫平均最小反射率如果样品是斜交层面的块煤光片或煤砖光片，这个值叫平均近似最小反射率根据块煤光片中测得的平均最大和最小反射率可计算出平均反射率和随机反射率（或体积反射率，即

随机反射率法

测定随机反射率有两种方法;一种是国际标准草案中推荐的方法，即不用偏光镜，不转动物台，在煤砖光片中测定镜质组随机反射率。大量读数的平均值叫随机反射率。被称为非偏光下测定的平均反射率(average reflectance)。后来，Hevia & virgos (1977)引入“随机反射率”(random&reflectance)一词，被国际标准化组织采用，改称为随机反射率法。另一种是在偏光下，不转动物台测定的反射率也称之为随机反射率。美国、苏联及国内的一些煤岩工作者也采用这种方法。已经证明，煤砖光片中测定的平均随机反射率与入射光的偏振程度无关，但是为了减少由光学各向异性引起的镜质组反射率的分散，提高测量精度，最好在非偏光下进行测定。

平均随机反射率可以用经验式转换成

4.2 制样

推荐全岩光片法，将样品粉碎、胶泥、凝固、抛光。

4.3 数据的校正

由于镜质体反射率测值受外界或自身的影响，可能出现抑制或增大，发现异常时需要校正。目前最常用，准确率较高的镜质体反射率值校正法是烃源岩有机质多组分显微荧光探针(FAMM)分析技术方法。1989-1991年间，Wilkins博士及其科研小组研究并建立了 FAMM( Fluorescence Alteration of Multiple Macerals)技术。它是现行解决烃源岩镜质体反射率抑制较为有效方法，主要针对烃源岩中镜质体反射率受抑制或增强，烃源岩中镜质体含量低或不好辨识的情况。为盆地模拟和烃源岩评价等方面提供了大量有机质成熟度参数。

FAMM技术抛开了烃源岩中对镜质体的依赖，测定样品中各种显微组分的荧光强度I400(使用激光照射400 s后的荧光强度)，并得出R(I400/I0),I0为颗粒初始荧光强度。将测出的值落在标准图版上（图10）并拟合成曲线。标准图版是Wilkins博士经过大量实验建立起来的。如果拟合曲线的顶点与标准图版中的J曲线（实线）相交，则镜质体反射率没有受到抑制。如果拟合曲线的顶点在J曲线（实线）右侧，表明镜质体反射率富氢受到了抑制。反之，如果拟合曲线顶点与J曲线（实线）左侧，说明镜质体反射率异常增大。受抑制或增大的值为标准图版中与拟合曲线顶点相交的曲线（虚线）上标准的数值（如图10）。

5 镜质体反射率法的分析应用

5.1 以镜质体反射率法为基础分析烃源岩生烃模式

干酪跟的热解过程与镜质体的演化过程相符合，所以镜质体反射率和成岩作用关系密切，热变质作用越深，镜质体反射率越大。在生物化学生气阶段，镜质体反射率的值较低，随着埋藏深度逐渐变大。热催化生油气阶段和热裂解生湿气阶段，反射率增加较快，至深部高温生气阶段，镜质体反射率继续增加。所以利用镜质体反射率，可以预测油气的分布（表1）。

不同类型的干酪根化学结构也有差异，致其成熟时间有所不同，因而在使用镜质体反射率判断有机质的成熟度时，对不同类型的干酪根应有所区别（图11）。

5.2 镜质体反射测量的应用

镜质体反射率测量可按深度函数绘图而给出Ro剖面。Ro曲线的斜率代表盆地的古地温梯度，指示有机质随时间的一种指数演化[16,17]。

Robert(1988)将沉积盆地Ro剖面划分了四种主要类型(图12):①正态亚线性，表明了地温梯度随时间呈连续而近于恒定的变化；②不同地温梯度的两个时期；③突变型，强烈的热扰动后转为正常；④中等，居于②，③型之间。

斜率不同的两个线段表明存在两期不同的地温梯度。这可能是在斜率间断点的相应时间发生热“事件”的结果。在沉积盆地内，往往存在地层不整合面。R0剖面如果包含由Ro值的突然中断或跳动引起的两个线段错动，该跳动值可能对应着有较大地层间断的不整合。

5.3 使用镜质体反射率法进行热模拟的分析方法

5.3.1 Lerche拟合计算法

1984年 Lerche等从盆地地温资料及现今热流入手，反推古热流史和古地温史。

设有n个不同深度的实测镜质体反射率Romi，对应的埋藏深度为Hi，地质年龄为ti，其中i＝1，2，…，n。为了计算镜质体反射率值，Lerche首先根据化学动力学原理建立了时间—温度积分TTI。

式中Tc为临界温度(295 K)；TD为标准化参数TD＝200 K；t为镜质体沉积后所经历的时间，Ma；T(H,t)为镜质体在地史过程中所经历的温度史；TTI(t)为镜质体沉积后经t时间达到的时间一温度积分值。

对应于每一个实测的镜质体反射率值都可以计算出一个时间一温度积分值。其方法是首先恢复出该镜质体样品所在地层的埋藏史和地温史，然后沿着埋藏史曲线的轨迹按上式计算出了TTI值。TTI值与理论镜质体反射率值的关系则通过实测镜质体反射率值联系起来。即:

式中Roi为地表或原始镜质体反射率值，一般取Roi为0.2%。

5.3.2 化学动力学模型Easy%Ro模型

Easy%Ro模型是Burnham和Sweeney于1989年提出的化学动力学模型，其反应活化能采用频带分布，即将Ro的成熟过程视作为若干个平行反应，并通过实测数据建立了Ro与降解率之间的关系（VITRIMAT模型）。1990年进行了简化改进，称Easy%Ro模型。

使用Easy%Ro模型模拟热史的步骤为：（1）选择有Ro资料的井，经过压实校正、剥蚀厚度等计算重建地层埋藏史[18,19]。（2）假定盆地热史，结合埋藏史得到的各地层底界的深度得到古地温。（3）利用Easy%Ro模型计算各地层的Ro值，最终得出各地层底界的Ro现今值。（4）与实测Ro值对比，视拟合效果重复上述过程，直到满意为止。

Easy%Ro=exp(3.7Fk-1.6) 其中F为第k个埋藏点化学动力学反应程度

式中:fi第i种反应的权系数，i=1，2，...，20；tk某地层底界的第k个埋藏点的埋藏时间，Ma；Tk某地层底界的第k个埋藏点的古地温，℃。

式中:A为频率因子，其值为1×1013 s-1；Ei为活化能，kcal/mol；R为气体常数，1.986 cal/（mol·K）；a1，a2，b1，b2为常数。

5.4 镜质体反射率法恢复地层剥蚀厚度的分析方法

1977年，Dow提出使用镜质体反射率估算剥蚀量的方法。具体方法如图13所示。

图中成熟度剖面显示地层剥蚀前的Ro记录还没有被新的地温场改造，间断面之上地层中最底部N点的Ro%值为0.62，间断面之下地层最顶部M点的Ro%值为0.94，其差值0.32被视为地层剥蚀造成的Ro值不连续，使用剥蚀面上下相邻地层Ro值不连续推算剥蚀量。1989年，何生、王青玲上述方法改进，依据间断面之下地层中保留下来的剥蚀前的成熟度剖面趋势线，将其上延至古地表附近的R最小值即0.20%处，则该点在成熟度剖面中所代表的深度值为剥蚀前古地表相对于现今地表的深度，其与间断面所在深度的差值即为地层剥蚀厚度。

5.5 镜质体反射率法在其他方面的分析应用

1997年，付广等建立了泥岩排替压力与镜质体反射率之间的函数关系。Pd=ARo+B利用镜质体反射率资料求取泥岩排替压力, 不仅可以把盖层评价从剖面扩展到平面, 而且还可以消除利用孔隙度、埋深求取排替压力时地层缺失造成的影响,是一种较为有效的盖层封闭能力研究方法。

6 镜质体反射率法的优缺点及发展方向

6.1 镜质体反射率法的优缺点

镜质体反射率作为应用最广泛的有机质热演化指标，镜质体反射率具有其他参数无法替代的优势，主要表现在:

①镜质体反射率是一种非常重要的反应有机质成熟度的指标，并且是目前非常稳定的，可进行大量的横向对比。

②对镜质体反射率多种动力学模型的深入研究，现在已经有条件将这些模型与其他古温标模型进行大规模的计算模拟。

③镜质体反射率本身具有不可逆性，且其成熟度可量化，所以在盆地热史分析和模拟中具有重要作用。

同时，使用镜质体反射率也存在许多问题，了解这些问题，可以让我们及时校正不准确的值，更好地利用它。

它的主要问题体现在:

①镜质体反射率被抑制或异常增大[1,20,21]导致Ro值异常。镜质体受自身富氢等原因，或受环境如高压或围岩等因素的影响，甚至含有有机质的母质不同[22]，都可能导致对Ro测值的准确性。

②样品采集与处理这个环节主要受人为因素的影响。可能的因素包括:样品采集不准确；对于岩屑样品，可能受到钻井施工过程的人为污染；制片过程中，由于湿度过高或胶结物与样品发生化学反应，均可影响到反射率数据的准确性[22]。

6.2 镜质体反射率法发展方向

镜质体反射率的发展与其他地学类方法相类似，朝微观化和系统化两方向发展。

当Ro值分布的直方图呈双峰或多峰分布时，如果Ro值代表煤的变质程度，是评价煤种类为纯煤或混煤较好的指标，并已有较成熟的应用。在指示沉积岩中有机质的成熟程度方面，它代表镜质体不同的类型及来源[23]，可以使用目前新兴的电子探针技术等加以佐证，分析苯环的叠加方式，试恢复镜质体来源。还可根据不同类型镜质体在相同时间，相同温度下达到的成熟度不同推断有机质的受热时间。

由于镜质体反射率的不可逆性以及稳定记录盆地最高古地温的优势，被做为重要的定量地温计在研究沉积盆地热史反演等方面具有不可替代的作用。但也存在一些不足，比如在重建盆地热史时不能反映样品所承受的最新的、最大热事件的温度，也无法反映达到最高温度后的具体泠却过程。镜质体反射率需要与磷灰石裂变径迹、流体包裹体等结合起来研究盆地热演化史，目前已有学者在这个领域取得了成绩。镜质体反射率结合古温标将发展的越来越系统化，争取更大的应用空间。

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Research Status of Vitrinite Rreflectivity

KONG Wei-si1，FANG Shi1，YUAN Wei3，WANG Kai1，NIE Jing-qi2，HOU Ji-sheng2
（1. College of Earth Science, Jilin University, Jilin Changchun 130021，China；2. The Second Geological Survey in Jilin Province, Jilin Jilin 132013，China 3. Sinopec jiangsu oilfield geophysical exploration research institute, Jiangsu Nanjing 210046，China）

Vitrinite reflectivity varies directly as the heat it receives, which is irreversible and stable. The vitrinite reflectivity was firstly used in anthracology field and later was regarded as important digital staff to analysis models of source rock. In this paper, the fundamental principle, experimental processes and data correction of the above method were described as well as its application in studying the thermal history of a basin. The method applied in thernal field began by simple engraving method and now develops into using complex computational simulation. Lerche calculation method and easy Ronumerical simulation are considered as classical model because they recover more exactly either in the thermal history of a basin or in the respect of the highest temperature that the basin has experienced. Besides, we can recover the eroded thickness by using discrete Rovalues in stratum. By the same way, we can also analyze basin's types and displacement pressure. At present, the vitrinite reflectivity develops into the directions of micro and systematicness.At first, we learn the difference and different sources of aromatic benzene by bimodal or unimodal histogram, explaining its heating process by quantitative interpretation.Secondly, we use the advantage of irreversibility and stability of recording basin thermal events. Cooperated with other geologic thermometers，they restrict each other in order to reveal its heating process.

vitrinite reflectivity；principles；experimental method；thermal history；dedudation quantity

TE 122

: A

: 1671-0460（2015）05-1020-09

国家自然科学基金项目(41472173);国家重大油气专项(ZP-Y-01); 准噶尔盆地外围西部油气基础地质调查;国土资源部公益性行业科研专 项经费项目(201311111); 吉林大学创新团队建设项目(201004001);吉林大学基本科研业务费平台基地建设项目。

2014-12-09

孔伟思（1982-），男，吉林吉林人，助理工程师，硕士研究生，2015年毕业于吉林大学地球科学学院矿物学、岩石学、矿床学专业；研究方向：油气综合评价。E-mail：746821305@qq.com。

方石（1974-），男，副教授，博士后, 研究方向：油气勘探、沉积学、构造热年代学。E-mail：fs812625@vip.sina.com。