奥地利维也纳盆地伊利石-蒙脱石粘土的埋藏成岩作用与比催化活度

奥地利维也纳盆地第三纪页岩中含有伊利石-蒙脱石(I/S)粘土矿物系列,利用 Goldstein1983年提出的测定方法,确定上述粘土是催化活性源。这种活性源是一种质子酸(Bronsted acidi-ty),是蒙脱石层间和伊利石小片外部基面上与可交换的阳离子键合的水分子离解的结果。这种比催化活度(SCA)依赖于可交换阳离子,并与成岩形成的、表面具有高电荷的薄层伊利石微粒相伴生的层间电荷和四面体交代的增加有直接关系.所以,在这个系列中蒙脱石向伊利石的成岩转化就导致了催化活性的增大.考虑到 I/S 系列中端员组分的阳离子交换能力和层间电荷,我们证明由 Al^(3+)交代四面体中 Si^(4+)而形成的阳离子晶位的活性较八面体成因的要大40倍.这种 I/S 系列中端员伊利石微粒的平均厚度经计算约为80(?)(八个2:1型云母层).三种不同的云母和伊利石的SCA 值与确定的晶片厚度的线性关系证明了外部基面上的阳离子晶位作为催化活性源的作用.天然干酪根热解过程可能有催化活性的成岩伊利石的直接参与,同时伴有流体释放机制和地层压力的增大,这为在 I/S 成岩过程中烃的生成和运移提供了最适宜的条件。在经历成岩变化的砂岩储层中,高表面积的伊利石的存在预示其可能改变储集原油的烃类组成;而交换性阳离子成分对 I/S 粘土能化特性的影响表明,在评价成烃反应中粘土催化剂的有效性时,必须考虑到地层水的化学性质。