有机质富集机理一直是沉积学和石油地质学研究的热点。从20世纪上半叶开始，黑色页岩广泛用来研究特殊的古海洋和古气候环境，然而关于有机质富集机制仍存在生产力主导和氧化还原条件主导的争议。近年来，通过研究总有机碳含量(TOC)与地球化学指标的关系，发现构造运动、古气候、沉积环境等因素共同控制着有机质的富集。然而，这些因素多考虑宏观沉积背景，对微观尺度无机矿物与有机质相互作用的研究较少。在高分辨率显微镜下，粘土矿物与有机质紧密结合，沉积物中总有机碳(TOC)与比表面积(SSA)正相关，都表明粘土矿物在有机质富集过程中可能发挥了直接作用。
物源和气候对沉积物中粘土矿物组成的影响
因此，研究团队对沉积物中粘土矿物的来源、分布、吸附机理和有机质富集效应等方面进行了系统的文献综述，得出以下几点认识：(1)物源和气候对沉积物中粘土矿物组成具有显著的影响；(2)蒙脱石因其较大的比表面积和阳离子交换能力而具有最强的吸附能力；(3)高分子量、芳香族和脂肪族化合物在矿物表面优先吸附；(4)水体的离子浓度和酸碱性可以显著影响粘土矿物吸附有机质的能力；(5)粘土矿物同沉积期营养元素供给强度会影响有机质生产力；(6)粘土矿物吸附作用保存有机质受水体氧化还原条件影响。基于此，从区域尺度物源和气候条件、盆地尺度水介质环境、微观尺度有机无机相互作用等方面，阐明了粘土矿物对有机质的选择性吸附机理及高效保存效应，为揭示有机质富集机理提供了新的视角。
相关成果Differential adsorption of clay minerals: Implications for organic matter enrichment在地球科学领域国际著名期刊Earth-Science Reviews发表。博士生赵同旭为论文第一作者，徐尚教授为通讯作者，深层油气全国重点实验室为唯一署名单位。本项研究得到国家自然科学基金、山东省重点研发计划和中国石油大学(华东)自主创新研究计划联合资助。
论文信息：Tongxu Zhao, Shang Xu, Fang Hao. Differential adsorption of clay minerals: Implications for organic matter enrichment. Earth-Science Reviews, 2023, 246: 104598. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104598
