Một trong những tiêu chí để đánh giá bản chất của vật chất hữu cơ chính là loại Kerogen trong đá mẹ. Kerogen là phần của vật chất hữu cơ có mặt trong đá trầm tích, không tan trong dung môi hữu cơ. Kerogen được tạo thành bởi sự polymer hóa phân tử hữu cơ được tách ra từ xác sinh vật. Dầu và khí được tạo thành từ Kerogen trong quá trình Catagenese và giai đoạn đầu của Metagenese. Theo nghiên cứu của Douglas W. Waples 1980 và nhiều tác giả khác, có sự tồn tại của bốn loại Kerogen như sau:
Kerogen loại I: Gồm các sinh vật đơn bào, chủ yếu là rong tảo sống trong môi trường đầm hồ, rất giầu lipit, có khả năng sinh dầu cực tốt. Thành phần Maceral chủ yếu là Lipite, Vitrinit và Inertinite rất ít. Hàm lượng lưu huỳnh rất thấp (<1%). Tỷ số phân tử H/C >1.5, O/C <1. Kerogen loại này rất hiếm gặp trong tự nhiên.
Kerogen loại II: Được tách ra từ một số nguồn khác nhau như Algae biển, phấn hoa và bào tử (pollen & spore), lá cây có sáp, nhựa của thực vật bậc cao và quá trình phân hủy lipit ở cây. Hoặc là hỗn hợp của Kerogen loại I và loại III. Hàm lượng lưu huỳnh trong chúng cao hơn ở những Kerogen loại khác (thường >1%), tỷ số nguyên tử H/C cao (1.2-1.5), tỷ số O/C thấp hơn ở Kerogen loại III và IV. Kerogen loại II có trong đá mẹ chứa hoàn toàn vật chất hữu cơ biển thường liên quan tới đá Carbonat, có hàm lượng lưu huỳnh rất cao (>2%) và thường sinh dầu ở độ trưởng thành thấp hơn những Kerogen loại khác. Kerogen loại II có khả năng sinh dầu rất tốt
Kerogen loại III: Có nguồn gốc từ các loại thực vật thượng đẳng giàu Celluois và lignin, hàm lượng liptinit và lưu huỳnh thấp, tỷ số nguyên tử H/C <1, O/C gần bằng 3. Kerogen loại III có khả năng sinh khí và condensat là chủ yếu, sinh dầu rất ít. Tuy nhiên, nếu tầng đá mẹ được lắng đọng trong môi trường delta với thể tích lớn cũng có thể cho những tích tụ dầu
Kerogen loại IV: Gồm inertinite và kerogen loại I, II, III bị oxy hóa, không có khả năng sinh khí
Năm 1977, Conford đã đưa ra bảng phân loại Kerogen theo nguồn gốc vật chất hữu cơ:
. Hình 3.4. Bảng phân loại kerogen
(Theo Cornford, 1977)
3.3.1.3. Môi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ
Đánh giá môi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ, cần phải áp dụng các phương pháp đánh giá địa hóa khác nhau. Mỗi môi trường có độ Oxy hóa – khử nhất định thường được các nhà địa chất địa hóa dầu khí thể hiện bằng các giá trị chỉ tiêu địa hóa như tỷ số Pristan/Phytan, Pristan /nC17, Phytan/nC18
Bảng 3.5. Xác định môi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ theo các chỉ tiêu địa hóa
(Theo Hoàng Đình Tiến)
Môi trường
lắng đọng Dạng Kerogen
Môi trường
phân huỷ CPI Pr/Ph Pr/nC17 Ph/nC18 Lục địa Humic Oxy hoá >4 >4.0 >4.5 >1.5 Chuyển tiếp
(đầm,hồ, biển ven bờ)
Humic - Sapropel Khử yếu
1 - 4
2.0 – 4.0 2.0 – 4.5 1.25 – 1.5 Sapropel - Humic Khử 1.0 – 2.0 1.0 – 2.0 1.0 – 1.25 Biển sapropel Khử mạnh <1 <1.0 <1.0 <1.0
Xác định môi trường lắng đọng và phân hủy vật chất hữu cơ giúp ta định hướng được dạng vật chất hữu cơ xem nó có được hình thành trong môi trường lục
địa hay biển hay chuyển tiếp từ đó ta sẽ suy luận ra được loại Kerogen và phán đoán được khả năng sinh của tầng đá mẹ nghiên cứu. Nếu là rong tảo trong đầm hồ sẽ cho Kerogen loại I, thực vật bậc cao phát triển mạnh trên lục địa nên môi trường lục địa sẽ cho ta Kerogen loại III. Còn trong môi trường biển phần nhiều là Kerogen loại II, có phần nào đó là Kerogen loại III được dòng nước của sông mang từ lục địa ra.