富含有机质的页岩既是非常规页岩油和气的来源，也是其储库。它们的发育机制和复杂的成岩演化过程已成为非常规油气勘探和开发领域的关注焦点（Liu et al., 2024a, Liu et al., 2024b; Nie et al., 2024）。源储一体化特性加强了烃类生成、储层形成和烃类积累之间的联系，同时也使得演化过程更加复杂（Guo et al., 2024a, Guo et al., 2024b; Guo et al., 2025）。因此，理解无机组分、有机质（OM）和烃类流体之间的协同演化和相互作用过程对于非常规油气资源的勘探和开发至关重要。
矿物和有机质是富含有机质页岩中的两个关键组分，它们的演化行为已成为研究的重点。在宏观沉积过程中，高古生产力（Sajid et al., 2020; Xiao et al., 2024）、缺氧和还原条件（Dean et al., 1997; Rimmer, 2004）以及适宜的古盐度（Meng et al., 2017; Wei and Algeo, 2020）有利于有机质的积累。在这种宏观沉积背景下，研究发现页岩中有机质与粘土矿物之间的相关性可高达90%（Dickens et al., 2006）。扫描电子显微镜观察表明，分散的有机质通常与矿物紧密相关，形成有机质-粘土复合物（Gu et al., 2023）。这种紧密关联不仅限于粘土矿物和有机质，黄铁矿含量、总有机碳（TOC）含量和热解产生的自由烃（S1, free oil）含量之间也存在密切关系（Zeng et al., 2018; Huang et al., 2020a, Huang et al., 2020b）。在有机地球化学领域，先前的研究系统地探讨了控制有机质类型、丰度和热成熟度的机制（Tegelaar et al., 1989; Liu, 2023）。研究人员还建立了干酪根热解动力学模型，并通过热模拟实验定量表征了不同演化阶段的产物特征（Wang and Zhao, 2020; Tan et al., 2021）。在储层地质学中，富含有机质页岩的孔隙结构以纳米级孔隙比例高、孔径小、连通性差和异质性强为特征（Javadpour, 2009; Zou et al., 2010）。沉积埋藏过程中的温度和压力变化引发了一系列物理和化学反应，控制着储层的演化（Ren et al., 2020; Wang et al., 2020）。页岩的孔隙结构特征取决于矿物组成、结构特性和力学行为（Laubach et al., 2009; Cao et al., 2020; Wang et al., 2024）。Shan et al.（2024）研究了四川盆地东南部下志留统Longmaxi组的深部页岩气储层，发现机械压实和胶结是控制原生无机孔隙的主要因素，而有机孔隙主要受有机质热成熟度、溶解作用和后期压实的影响。通过热模拟实验，他们还观察到了页岩中有机孔隙的演化过程：从最初不存在到增加，最终减少（Shan et al., 2024）。
大多数现有研究关注有机质或矿物，对自然界中有机质与矿物之间的相互作用关注较少。目前关于有机质富集因素的研究主要集中在宏观沉积背景上。古生产力、沉积环境和保存条件共同调节了有机质富集的宏观分布模式（Liu et al., 2018; Shao et al., 2024）。随着研究向微观尺度的发展，有机质与矿物形成纳米复合结构的紧密关联和交织引起了广泛关注。同时，矿物-有机质界面处的动态相互作用成为研究热点（Kleber et al., 2021）。各种环境沉积物和页岩中矿物的比表面积与有机碳含量显示出显著的相关性（Xu et al., 2024）。此外，红泥岩和暗泥岩之间矿物转化的差异表明有机质显著影响矿物演化（Cai et al., 2015）。基于这些发现，研究人员逐渐意识到微观尺度研究的不足。特别是在具有整合源储的页岩油和气研究中，传统的“有机质和无机质二元分离”研究模型存在明显局限性。Hu et al.（2014）对含有不同矿物的油页岩干酪根进行了热解实验，发现蒙脱石和石膏由于其强催化活性可以促进烃类生成。黄铁矿通过降低活化能和催化自由基链反应提高烃类生成效率（Song et al., 2019a, Song et al., 2019b, Song et al., 2019c; Bian, 2024）。矿物性质可能影响干酪根的烃类生成行为，有机质形式的差异也会改变其热解行为（Rahman et al., 2017）。有机-无机相互作用不仅显著影响页岩的烃类生成动力学（Jin et al., 2020），还密切调节储层孔隙结构的演化和改变化学（Xiao et al., 2024）。烃类生成过程中产生的过压抑制了孔隙度的降低（Sun et al., 2023），而有机酸的生成会溶解矿物形成溶解孔隙（Chen et al., 2020a, Chen et al., 2020b）。在过成熟阶段，有机质的裂解形成有机孔隙（Wang et al., 2022a, Wang et al., 2022b），而新矿物的沉淀会影响储层的孔隙度、脆性和抗压强度。矿物组合、矿物成岩演化、有机质类型和有机质热演化之间存在耦合效应，这些因素共同影响页岩在微观尺度上的孔隙结构和力学性质（Cao et al., 2024a, Cao et al., 2024b），并为页岩储层中复杂孔隙网络的形成提供了必要的演化条件（Yang, 2022）。
为了推进对页岩中有机-无机相互作用的微观研究，本文全面回顾了这些相互作用及其对页岩整合源储系统演化的影响。具体而言，本文详细阐述了粘土矿物对有机质选择性吸附的机制，并阐明了黄铁矿形成与有机质保存之间的动态相关性。我们研究了矿物、过渡金属和无机氢在热演化过程中对有机质烃类生成的影响，并分析了有机-无机相互作用对不同成熟阶段页岩孔隙发育和异质性的影响。此外，从页岩源储系统的形成和演化角度出发，讨论了有机-无机相互作用过程对整合型源储系统建立的耦合效应，并提出了未来研究的方向。
