Giai đoạn nhiệt xúc tác là giai đoạn tạo thành đá trầm tích khi lún chìm dần. Thực chất của quá trình này là biến đổi thành
phần khóang vật của đá khi tăng nhiệt độ (To) và áp suất (P)
cùng với khoảng thời gian xẩy ra lắng nén (Catagenez). Cuối cùng
nhiệt độ có thể đạt 300-350oC với áp suất 2,5-3kbar. Do đó, biến
đổi vật liệu hữu cơ cũng diễn ra dưới tác động của các yếu tố này
(To và P) cộng với độ dài của thời gian.
Trong quá trình tăng nhiệt xúc tác xảy ra nén ép trầm tích, giảm đáng kể độ rỗng, độ thấm - đặc biệt là sét. Trong quá trình này nước có hoạt tính được giải phóng (phần lớn), vật liệu hữu cơ cũng chuyển hóa mạnh.
Ví dụ, sét montmo chuyển hóa sang illit. Trong giai đoạn này xảy ra phân hủy nhiệt áp với các khí được giải phóng là CO2,
CH4, NH3, N2 , H2S và các sản phẩm hydrocacbon lỏng dẫy dầu.
độ và áp suất. Tuy nhiên, do thành phần khóang vật khác nhau mà chế độ nén ép cũng khác nhau. Sự chuyển hóa vật liệu hữu cơ trong giai đoạn này chủ yếu do yếu tố nhiệt độ, còn áp suất đóng vai trò thứ yếu. Ngoài ra yếu tố thời gian cũng tác động đến sự chuyển hóa này.
Nhiều nhà nghiên cứu đã phân ra các giai đoạn nhiệt xúc tác theo phản xạ vitrinit như sau: (Vassoevich M. B, Neruchev S. G, Lopatin N. V, 1976).
Song trong thực tế ở các bể Cenozoi trẻ ở dải hoạt động tây Thái Bình Dương và đặc biệt ở vùng Đông Nam Á nơi tiếp xúc của ba mảng lớn (đại lục Âu - Á, Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương) lại thấy phân bố các cấp theo bảng 3.3. Vì vậy việc phân tích tiếp theo ứng dụng thang biến chất của các bể Cenozoi ở vùng Đông Nam Á.
Thang phân chia nêu trên phản ánh sự thay đổi thành phần, cấu trúc phân tử, quá trình sinh thành các sản phẩm hydrocacbon khí và lỏng. Tuy nhiên, phân chia như vậy phù hợp với vật liệu hữu cơ, còn phần trầm tích không nhất thiết theo phân chia này. Vì sự biến đổi trầm tích ngoài yếu tố nhiệt độ, còn lệ thuộc nhiều vào áp suất (áp lực nén đẳng tĩnh). Một số khóang vật lại xuất hiện do yếu tố áp suất là chính...
Cần lưu ý rằng yếu tố thời gian cũng quan trọng. Ví dụ, ở
mức độ biến chất thấp song thời gian kéo dài cũng tạo điều kiện sinh dầu khí nhiều tương đương với thời gian ngắn nhưng nhiệt độ tăng lên cao.
Bảng 3.3. Mức độ biến chất của VLHC
Cũng có một số ý kiến (Ammosov I. I, Gorskov V. I, Pric. L) cho rằng dầu khí được sinh ra vào thời điểm lún chìm mạnh nhất của bể (tức là lệ thuộc chủ yếu vào độ sâu lún chìm). Song trong thực tế quá trình sinh dầu khí không những lệ thuộc vào nhiệt độ mà còn lệ thuộc vào sự phân bố và đặc tính của lớp đá, tức là phụ thuộc vào sự tản nhiệt hay khả năng tiếp nhận và phân tán nhiệt của chúng. Vì thế, chế độ nhiệt ở một bể trầm tích là rất quan trọng và được thể hiện bằng gradient địa nhiệt. Nó quyết định sự phân đới sinh thành dầu khí ở mỗi bể nông hay sâu, rộng hay hẹp. Hình 3.7 theo đồ thị này thì ở chế độ nhiệt thấp (gradient địa nhiệt thấp) đới sinh dầu, khí rất rộng và nằm ở độ sâu lớn, ngược lại ở chế độ nhiệt cao (gradient địa nhiệt cao) đới sinh dầu, khí, nông và hẹp hơn nhiều.
Điểm nữa cần lưu ý là chế độ nhiệt cổ mà vật liệu hữu cơ trải qua mới là thước đo đúng đắn. Chế độ nhiệt hiện tại đôi khi mới được hình thành do hoạt động kiến tạo đưa đến (từ dưới sâu theo các đứt gãy sâu) hay do các đai mạch magma mới xuất hiện. Với thời gian quá ngắn vật liệu hữu cơ chưa cảm nhận được chế độ nhiệt mới.
Cấp biến chất Pha biến chất Ký hiệu Phản xạ
vitrinit %Ro Nhiệt độ T0C D <0,3 Diagenez PK1 (Б1) 0,3 ÷ 0,4 PK2 (Б2) 0,4 ÷ 0,5 Protocatagenez
Pha khí sinh hóa
PK3 (Б3) 0,5 ÷ 0,6 80–90 MK1 (Д) 0,6 ÷ 0,8 MK1 (Д) 0,6 ÷ 0,8
Pha sinh dầu
MK2 (Г) 0,8 ÷1,35 1,35 ÷ 1,75 1,35 ÷ 1,75 MK4 (К) 1,75 ÷ 2,2 Mezocatagenez Pha sinh condensat MK5 (ОС) 2,2 ÷ 2,8 200–220 AK1 (Т) 2,8 ÷ 3,8
Pha sinh khí khô
AK2 (ПА) 3,8 ÷ 4,8 Apocatagenez Apocatagenez
+
Matamorphism Thành tạo grafit AK3+ AK4 +M (А) 4,8 ÷ 11
300 >300 >300