頁巖氣是綠色清潔能源，是一種主要存在于頁巖地層中的非常規(guī)天然氣，在我國重慶、四川等地已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。那么，如此大規(guī)模的頁巖氣在自然界是怎么形成的呢？

頁巖氣主要是自生自儲(chǔ)式的天然氣聚集，頁巖里賦存的有機(jī)質(zhì)是頁巖氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，頁巖地層是頁巖氣聚集的主要載體，這就意味著頁巖氣在地層中沒有經(jīng)過油氣運(yùn)移或只有很短距離的油氣運(yùn)移。相對(duì)于頁巖氣的有效保存，頁巖氣的生成是頁巖氣藏形成的基本保障。

頁巖氣的生成包括了物質(zhì)來源、成因機(jī)制及生成產(chǎn)物等。和常規(guī)天然氣不同，頁巖氣生成的物質(zhì)來源主要是頁巖里賦存的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)中有機(jī)碳含量達(dá)到0.1%即可成為頁巖氣的物質(zhì)來源，有機(jī)質(zhì)類型多樣，Ⅰ型、Ⅱ型或Ⅲ型干酪根均可。在成因機(jī)制方面，頁巖氣包括了熱成因氣、生物成因氣及其混合。

熱成因氣是頁巖氣藏最為常見的類型，我國已發(fā)現(xiàn)的頁巖氣富集地區(qū)多為這種類型，如重慶涪陵志留系頁巖氣、四川威遠(yuǎn)志留系頁巖氣、湖北宜昌寒武系、震旦系頁巖氣。頁巖中的有機(jī)質(zhì)在達(dá)到一定的熱成熟度時(shí)形成頁巖氣，Ⅰ型、Ⅱ型干酪根首先形成石油、瀝青等產(chǎn)物，當(dāng)熱演化程度加深達(dá)到Ro大于1.2%時(shí)，原油進(jìn)一步發(fā)生熱裂解而形成天然氣；Ⅲ型干酪根在熱成熟度大于0.5%時(shí)即可發(fā)生有機(jī)質(zhì)熱降解作用，可直接生成頁巖氣。一般而言，埋藏越大（壓力越大）、時(shí)代越老（時(shí)間越久），頁巖有機(jī)質(zhì)成熟度會(huì)越高，壓力和時(shí)間具有很強(qiáng)的相互補(bǔ)償作用。這和生米做成熟飯的過程類似：如使用壓力大的高壓鍋，米飯成熟的時(shí)間可縮短；如使用壓力小的普通鍋，做熟米飯則需要更長(zhǎng)的時(shí)間；而長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)給高壓鍋加溫，則米飯過成熟而燒焦，如同頁巖有機(jī)質(zhì)的碳化而不能生成頁巖氣。

生物成因氣指在微生物作用下生成的所有的天然氣，甲烷含量一般在99%以上，來源較為廣泛，頁巖中腐殖型和腐泥型有機(jī)質(zhì)均可以被微生物降解而生成生物氣。生物成因氣和酵母發(fā)面的機(jī)制類似：面團(tuán)隔絕空氣創(chuàng)造厭氧條件，在酵母這種微生物的作用下，面團(tuán)有機(jī)物分解而釋放氣體（不同的是發(fā)面釋放的是二氧化碳而不是甲烷）。在頁巖成巖作用時(shí)，地層處于低溫、厭氧條件下，微生物大量繁殖，頁巖中的有機(jī)質(zhì)在微生物的生物化學(xué)作用下，形成大量的甲烷氣體。

當(dāng)然，規(guī)�；�的頁巖氣聚集受很多因素的影響和制約，如頁巖分布規(guī)模、有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)成熟度、頁巖儲(chǔ)集條件、頁巖構(gòu)造保存條件。其中，頁巖氣的生成是不可或缺的必要和基礎(chǔ)條件。□

（作者：林 拓 單位：中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心）