英国威廉集团2025级地质资源与地质工程专业硕士研究生黄月以第一作者身份在《Earth-Science Reviews》上发表题为“Impact of organic-inorganic interactions on shale source-reservoir systems”的论文（图1）。导师朱光有教授为通讯作者。论文总结了富有机质页岩中有机 - 无机相互作用的多元路径，探讨了其对页岩源储一体化体系形成与演化的调控机制。论文共27页。《Earth-Science Reviews》是一本国际顶尖期刊，影响因子10。

图1 论文首页

页岩作为非常规油气的重要赋存载体，兼具烃源岩和储集层的双重属性，其源储一体化特征使得油气生成、储集与成藏的耦合演化过程极为复杂。有机 - 无机相互作用贯穿于富有机质页岩体系的整个演化过程，是影响页岩源储体系形成的关键因素（图2）。

图2 黏土矿物沉积与成岩过程中有机 - 无机相互作用示意图（据Xu et al., 2024修改）

在有机质富集阶段，矿物对有机质的吸附与保护为富有机质页岩的形成奠定了物质基础。黏土矿物通过配体交换、离子交换、阳离子桥接、范德华力等多重机制（图3），对有机质表现出选择性吸附特性，直接调控沉积物中有机质的丰度与类型。黄铁矿的形成与有机质保存形成协同效应。在严格的缺氧硫化环境中，硫酸盐还原菌利用有机质作为电子供体，促进黄铁矿生成；而黄铁矿集合体的晶间孔隙能为有机质提供物理保护，减少其氧化分解。

图3 矿物吸附机制及示意图（据 Keil and Mayer, 2014; Kögel-Knabner and Amelung, 2014修改）

在热演化阶段，矿物与过渡金属通过降低反应活化能、提供质子供体或促进自由基反应等方式，显著加速干酪根裂解。值得注意的是，在高温条件下，无机来源的氢和氧驱动着广泛的有机 - 无机相互作用，这对深层油气生成潜力、天然气同位素组成以及次生孔隙形成上限均产生深远影响。有机酸的生成也推动着页岩储层的孔隙演化（图4）；通过矿物溶蚀形成的次生孔隙改变了页岩的孔隙特征与非均质性。结合外源氢的参与，深层储层中烃类热解产生的持续生酸作用很可能使这种造孔效应得以延续。在成熟至高成熟阶段，有机 - 无机相互作用对孔隙形成与非均质性的影响尤为显著。即使在更高热成熟度条件下，由于无机氢和氧的参与，这些相互作用可能仍持续存在，有机 - 无机相互作用的深度极限仍需深入研究。

图4 长石溶蚀形成次生孔隙的传统形成模式与连续形成模式对比（据Cao et al., 2022修改）

页岩源储一体化体系的形成是一个复杂的动态演化过程，涉及多组分、多阶段与多机制的动态耦合（图5）。本文聚焦有机 - 无机相互作用在源储一体化体系中的调控机制，整合了矿物及过渡金属化合物催化生烃、多源氢参与的烃类演化、不同成熟度条件下相互作用影响的孔隙发育等科学问题，旨在深入认识页岩源储系统中的有机-无机相互作用及其影响，希望为非常规油气资源的勘探开发提供理论价值。

图5 富有机质页岩源储系统中有机 - 无机相互作用示意简图

论文连接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825226000334