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
【摘 要】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。%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 princ
iple, 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 Ro numerical 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 Ro values 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.
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】9页(P1020-1028)
【关键词】镜质体反射率;原理;实验方法;热史;剥蚀量
【作 者】孔伟思;方石;袁魏;王凯;聂镜奇;侯继盛
【作者单位】吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130021;吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130021;中国石化江苏油田物探技术研究院，江苏 南京 210046;吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130021;吉林省第二地质调查所，吉林 吉林 132013;吉林省第二地质调查所，吉林 吉林 132013
【正文语种】中 文
【中图分类】TE122
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。
2.1 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:—光学各向异性引起的分散；—与测量技术误差有关的分散；—镜质体物理—化学性质不均引起的分散；其中:
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。
王凯
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。