腐殖型有机质以缩合芳香环结构为主体，仅含少量脂肪族短侧链，其成烃演化总体呈现"生气为主、生油为辅"的特征。然而，以往针对腐殖型有机质来源液态烃生成潜力的研究相对薄弱，缺乏系统的评价参数体系。既有研究表明，液态烃中的重质组分可与残余干酪根发生再缩合反应，形成惰性再缩合结构，后者正是晚期生气的重要母质。同时，芳烃化合物因较多继承干酪根"初始"的特殊芳香结构，其参数既是反映有机质成熟度的重要指标，也是厘清腐殖型有机质生烃潜力的关键依据。此外，不同成熟度阶段腐殖型有机质所生液态烃的同位素地球化学特征鲜有报道，正构烷烃单体烃同位素组成及其分馏机制仍有待深入认识。因此，深入开展腐殖型有机质来源液态烃的生成机理研究，对揭示晚期生气机理具有重要理论意义，可为海陆过渡相页岩气及深层煤岩气的勘探开发提供理论参考。
针对上述科学问题，研究团队以鄂尔多斯盆地山西组碳质页岩为对象，在半开放体系下开展热模拟实验，系统完成热解产物产率分析、饱和烃与芳烃的GC-MS分析及单体烃碳—氢同位素分馏特征研究。结果表明，腐殖型有机质热解遵循"替代途径"机制，液态烃产物与NSOs经由彼此独立的反应控制生成；液态烃产物达产率峰值时间晚于Ⅱ型有机质，裂解产物以气体为主。晚期生气过程中，酚类为特征反应产物：先经芳香化缩聚反应，脂肪族侧链的C—C键断裂生成湿气组分；随后通过加氢等逆向反应生成甲烷与焦炭。液态烃中（饱和烃+芳烃）/（胶质+沥青质）比值升高，表明重质组分形成的再缩合结构发生芳香化反应并参与生气作用。此外，晚期气势指数LGP介于0.51–0.55，指示较低的晚期次生气贡献；晚期生气类型指数LGT>1则反映其沉积环境为海陆过渡相。
图1 研究区地质概况以及热模拟实验样品采集位置
将热解液态烃产物按族组分进一步分离为饱和烃和芳烃（图2）。饱和烃的GC-MS分析与稳定碳—氢同位素测试结果表明：（1）液态烃中正构烷烃以短—中链化合物为主，结合正构烷烃与甾烷的分布模式及族组分碳同位素组成，可判定陆生三碳光合途径植物是本区液态烃生成的主要母质前体；（2）类异戊二烯参数与伽马蜡烷指数共同指示烃源岩形成于弱氧化的淡水沉积环境。在成熟度评价方面，萜烷类成熟度参数在液态烃裂解为湿气之前与热成熟度呈良好正相关，而甾烷类参数对腐殖型有机质的适用性相对有限。同位素响应方面，正构烷烃的平均碳同位素组成随成熟度升高而显著变轻，这主要源于极性化合物与芳烃在热裂解过程中生成的碳同位素组成偏轻低碳数正构烷烃；与之同时，源自有机质裂解的氢同位素交换与自由基反应则共同导致正构烷烃平均氢同位素组成的降低。综上，正构烷烃的碳与氢同位素组成之间所呈现的独特线性相关特征，可作为有效开展油源区分与成熟度评价的指标工具。
图2 排出油和滞留油经族组分分离后的饱和烃和芳烃组分
芳烃GC-MS分析共检测出16系列225种芳烃化合物产物（图3）。液态烃中萘、菲、二苯并噻吩及芘系列芳烃的相对丰度呈先升后降的单峰式演化特征，其中菲系列始终占据主导地位。在特定成熟度区间（Measured Ro≈0.85%-1.42%）内，烷基萘、烷基菲、烷基二苯并噻吩及烷基芘系列参数对原油成熟度具有指示作用；其中，烷基菲系列参数在评价成熟度方面效果最佳，其结果与此前基于腐泥型有机质及煤中芳烃参数的研究结论相吻合。腐殖型有机质富含的芳香结构一方面促进了不溶性固体沥青的形成，另一方面为晚期干气生成提供了重要的甲烷来源。当Measured Ro>1.42%时，萘、菲系列化合物丰度显著降低，表明二者均已参与生气反应。上述结果明确了芳烃参数在腐殖型有机质成熟度评价中的适用性，并进一步揭示了参与晚期生气过程的关键芳烃化合物。
图3 腐殖型有机质来源液态烃中芳烃的色质谱图
研究成果近期发表在地学领域重要期刊International Journal of Coal Geology、Fuel、Organic Geochemistry和Marine Geoscience and Energy Resources上。论文第一作者分别为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院/深层油气全国重点实验室的硕士研究生王浩浩、杨明祥、肖俊杰，通讯作者为冯子齐教授，第一署名单位为中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室。合作者包括邹华耀和卢朝进教授，研究生逄格宇、权晨朝、黎阳明和王维，以及中国石油勘探开发研究院的邱振和张琴。研究得到国家自然科学基金、深地国家科技重大专项以及深层油气全国重点实验室自主探索项目的联合资助。
论文信息：Haohao Wang, Ziqi Feng*, Zhen Qiu, Qin Zhang, Chenzhao Quan, Mingxiang Yang, Huayao Zou, Chaojin Lu, 2026. Geochemical characteristics of liquid hydrocarbons derived from humic organic matter: Insights from semi-open system thermal simulation experiments. International Journal of Coal Geology 324, 105068. https://doi.org/10.1016/j.coal.2026.105068.
Junjie Xiao, Ziqi Feng*, Zhen Qiu, Qin Zhang, Yangming Li, Wei Wang, Mingxiang Yang, 2025. Formation mechanism of liquid hydrocarbon products of type III kerogen: Insights from temperature-based semi-open pyrolysis. Fuel 391, 134642. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.134642.
Mingxiang Yang, Chaojin Lu, Zhen Qiu, Huayao Zou, Haohao Wang, Geyu Pang, Chenzhao Quan, Jiong Ling, Ziqi Feng*, 2026. Maturation of aromatic hydrocarbons derived from humic organic matter and significance in late-stage gas generation. Organic Geochemistry 221, 105276. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2026.105276.
Junjie Xiao, Ziqi Feng*, Zhen Qiu, Qin Zhang*, Yangming Li, Wei Wang, Mingxiang Yang, 2026. Hydrocarbon generation, expulsion processes, and gas occurrence characteristics of humic source rocks: Insights from the eastern margin of the Ordos Basin. Marine Geoscience and Energy Resources 189, 207742. https://doi.org/10.1016/j.marger.2026.207742.
