【正文】 3,000m（ 115℃ ）基本終止了生油過程。 與溫度相比，時間居于次要地位； 生油層的年代越久遠，受熱時間越漫長，門限溫度就越低。 沉積有機質(zhì)經(jīng)細菌作用后，以 氣態(tài)和溶解態(tài) 移走氮、硫、氧和磷等雜原子的有機質(zhì)，使其碳、氫相對富集，從而在整體上成為更接近于石油樣的物質(zhì)。 有機質(zhì) 脂肪酸脫去羧基 類似石油的物質(zhì) 150—250℃ 粘土 蛋白質(zhì) 酵 母 氨基酸 碳水化合物 單糖 催化作用 主要發(fā)生在 中淺層 ，地溫＜ 125℃ 。? 　 短暫的降壓有利于加速有機質(zhì)的成熟。 第四節(jié)、有機質(zhì)演化與油氣生成的階段性 沉積物在埋藏過程中要發(fā)生與介質(zhì)環(huán)境相適應(yīng)的變化 成巖作用 ，伴隨沉積物的成巖作用，有機質(zhì)必然要 發(fā)生相應(yīng)的變化 。 這一階段 溫度作用顯著 ，通常伴有粘土 催化作用 ； 干酪根 在該階段，向較低分子的 地質(zhì)單體物質(zhì) 轉(zhuǎn)化。 四、深部高溫生氣階段 ? 1. 深度 ＞ 6000 7000 m ； 溫度 ＞ 250 ℃ ； 高溫高壓? 2. 變生作用階段 （半無煙煤 無煙煤的高度碳化階段）? 3. 作用因素：熱變質(zhì)? 4. 作用特點及主要產(chǎn)物：2 . 0 %Ro濕氣凝析氣深部高溫高壓下熱變質(zhì) 干氣（C H 4 ）石墨干酪根殘渣 液態(tài)石油烴的主要形成階段 。 ? 源巖有機質(zhì)中存在大量 化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、活化能較低的富氫顯微組分 ，可生成低熟油氣。? 生物標(biāo)志化合物 特征： 明顯姥鮫烷優(yōu)勢 （ Pr/Ph ? 4 ），富 含高等植物來源的各種 萜類 ， 明顯 藿烷類 和 C29規(guī)則 甾烷優(yōu)勢 。 Claypool,1981) 圖中碳酸鹽還原帶是生成甲烷的主要生化帶 隨著有機質(zhì)埋藏 環(huán)境的變化，微生物生態(tài)系統(tǒng)的演替將形成 三種截然不同的生物化學(xué)環(huán)境 ，每一種環(huán)境都以一種占優(yōu)勢的代謝作用為特征。 半咸水湖和咸水湖 ，特別是 堿性咸水湖 、 淺海 （陸緣海和陸架海），可抑制產(chǎn)甲烷菌過早大量繁殖，同時也有利于有機質(zhì)的保存。 熱解成烴過程中，干酪根自身結(jié)構(gòu)也要發(fā)生相應(yīng)變化。 成煤過程中煤系有機質(zhì)的成氣作用大致分為四個階段： 第一階段：泥炭 褐煤早期階段。 煤化晚期 （大致在焦煤階以后）生氣量略有回升，甲烷成分占絕對優(yōu)勢， CO2居次，重?zé)N極少 煤型氣的產(chǎn)率 表示煤型氣生產(chǎn)率的大小時，可用煤氣發(fā)生率或視煤氣發(fā)生率來表示。 煤型氣可含有相對 較高的非烴氣體 N2：通常在 716%； CO2：為 5%左右。 （ 2）烴氣中 δ13C1值變化范圍大，一般以 δ13C1值＞ 20‰ 作為無機成因氣的較可靠證據(jù)。 環(huán)境安靜乏氧，浮游生物和陸源有機膠體能夠伴隨粘土礦物質(zhì)大量堆積、保存并向油氣轉(zhuǎn)化。 有機質(zhì)豐度指標(biāo) ： 有機碳含量（ TOC）、 巖石熱解參數(shù)、 氯仿瀝青“ A”、 總烴（ HC）含量 在有機質(zhì)轉(zhuǎn)化成油氣過程中，只有很少的有機質(zhì)被轉(zhuǎn)化，大部分仍殘留在生油層中，而碳又在有機質(zhì)中占有很大比例，其穩(wěn)定性又好，所以剩余有機質(zhì)碳含量能夠代表生油巖內(nèi)的有機質(zhì)的數(shù)量。其中飽和烴與芳烴之和稱為 總烴量 。 有機質(zhì)的類型 有機質(zhì)類型不同，其性質(zhì)不同；其生烴潛力、產(chǎn)烴類型及門限深度（溫度）都有一定的差異。 隨著成熟度的增加，芳環(huán)束就逐漸結(jié)合成更大的和更規(guī)則的縮合芳香頁片，隨縮合芳香頁片的逐步加大，定位排列增強，就導(dǎo)致反射率的升高；并在縮合過程中析出氫，并形成甲烷。 最初是黃色，然后是桔黃色或褐黃色（成巖作用階段），褐色（深成作用階段），最后是黑色（準變質(zhì)作用階段）。 注意因干酪根類型不同而有所差別，但差別不大 。 有機質(zhì)的成熟度 成熟度 是表示有機質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化的熱演化程度。 （ 3）巖石高溫?zé)峤饪偀N產(chǎn)率（ S1+S2） 熱解 是通過加熱使一種化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N化合物的過程。 因為生油量的大小還取于有機質(zhì)向石油的轉(zhuǎn)化，所以還需結(jié)合氯仿抽提物及總烴含量才能正確評價生油巖的有機質(zhì)數(shù)量。 在 時間上 ， 生油最有利的時間是沉積旋回中的持續(xù)沉降階段。 生油層 —— 由生油（氣）巖組成的地層。它包括 地球深部巖漿活動、變質(zhì)作用、無機礦物分解作用、放射作用以及宇宙空間所產(chǎn)生的氣體。 視煤氣發(fā)生率（ Ra）可視為煤型氣產(chǎn)率。 （形成甲烷為主的煤型干氣） 腐植型有機質(zhì)在成煤過程中成氣階段劃分及生成氣體的一般模式圖 這四個階段中，前兩個階段氣產(chǎn)率較高，但以產(chǎn)二氧化碳為主；后兩個階段則是以產(chǎn)烴氣為主；而后兩個階段恰好是煤型氣的主要產(chǎn)氣階段。 煤層氣 —— 是指以吸附狀態(tài)存在于煤層中的煤成氣。 生物化學(xué)氣 影 響 因 素 有利于生物氣形成的因素可大致歸納為： ①有豐富的有機質(zhì)； ②嚴格的缺氧、缺硫酸鹽環(huán)境； ③ pH值以接近中性為宜； ④溫度在 3542℃ 為最佳。 Sholkovity, 1973) 不同沉積環(huán)境條件下，油氣藏生成情況不同。 生 烴 模 式 煤的不同顯微組分瀝青化作用在時間上是不一致的，其生烴特征和演化模式存在差異，所以煤中液態(tài)烴的生成具多階段性，使不同演化階段各種顯微組分對生烴的貢獻有別。 低熟油的地球化學(xué)特征 （二）煤成油的形成機理及生烴模式 1. 煤成油 （ Oil from co al ； O il de riv ed from co al ）煤和煤系地層中集中和分散的腐殖型有機質(zhì)，在煤化作用的同時所生成的液態(tài)烴類被稱為 煤成油 。 1 低熟油形成理論 二、現(xiàn)代油氣成因理論新進展 2 煤成油的形成機理及生烴模式 低熟油形成理論 ? 低熟油： 所有非干酪根晚期熱降解成因的各種低溫早熟的非常規(guī)石油，稱低熟油 。 該階段的中期是干酪根生油的高峰期；此階段的晚期隨著溫度進一步升高，熱催化優(yōu)勢逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃呀鈨?yōu)勢，主要形成凝析油和濕氣 —— 生油窗 有機質(zhì)成熟的早晚跟有機質(zhì)的類型有關(guān)，相同條件下，樹脂體和高含硫的海相有機質(zhì)成熟早，腐殖質(zhì)成熟晚，且以生氣為主。由于在不同深度范圍內(nèi)，各種能源顯示不同的作用效果，致使有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)性質(zhì)及主要產(chǎn)物都有明顯區(qū)別，表明有機質(zhì)向油氣的轉(zhuǎn)化具明顯的階段性。 對有機質(zhì)演化成烴最主要的因素是溫度和時間，次為催化劑，細菌只在有機質(zhì)演化的早期階段起重要作用 . 在有機質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的過程中，不同物化條件的作用強度不同。 —— 非主要因素 放射性作用可能是促使有機質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的能源之一。 ① 有機酵母 ：催化作用強，不耐高溫。 有機質(zhì)類型不同，其有機質(zhì)成熟度的溫度也不同。 對應(yīng)的深度叫做 門限深度 溫度與深度的關(guān)系取決于地溫梯度 。 其中促使有機質(zhì)轉(zhuǎn)化成烴的因素主要有 細菌 、 溫度 、 時間 和 催化劑 ， 在不同的演化階段起主導(dǎo)作用的因素不盡相同。特別是近海地帶深水湖盆，更是最有利的生油坳陷，因為那兒地勢低洼、沉降較快，能長期保持深水湖泊環(huán)境，保持安靜的還原環(huán)境。 長期、持續(xù)穩(wěn)定下降的沉積盆地 沉積速度＞＞沉降速度 水體迅速變淺，盆地上升為陸地沉積物暴露于地表不利于有機質(zhì)堆積、保存 沉積速度＜＜沉降速度 水體急劇變深，有機質(zhì)容易遭巨 厚水體所含氧的破壞不利于有機質(zhì)保存 沉積速度 ≈ 沉降速度 豐富的沉積有機質(zhì)、埋藏深度大、地溫梯度大、生儲廣泛接觸迅速向油氣轉(zhuǎn)化的地質(zhì)環(huán)境 巖相古地理條件 具有足夠數(shù)量和適當(dāng)質(zhì)量的有機質(zhì)是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。 復(fù)習(xí) 1生成油氣的沉積有機質(zhì)有那些類型 2干酪根的概念 3以反射光下的煤或干酪根的顯微組分分類 第三節(jié)、油氣生成的地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件 生物有機質(zhì)的存在及數(shù)量的多少 ，是油氣生成的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)； 要生成大量的油氣還要靠外部條件 有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為石油烴類，其堆積、保存和轉(zhuǎn)化過程必須處于適宜的地質(zhì)環(huán)境－－沉積盆地 有機質(zhì) 烴類去O 、加H 、富集C還原條件地質(zhì)+ 理化條件★痕量 4——硫痕量 44 6氮痕量 415 35氧11 157 10氫83 8752 71碳石油， %沉積巖中的有機質(zhì)， %元素硫氮氧氫碳沉積巖中有機質(zhì)與石油的元素組成對比表不同深度沉積物中有機質(zhì)與石油的元素組成（據(jù) C .E . ZoBe ll ）0 .10 .10 .40 .40 .50 .513138585石油石油0 .30 .314973古代沉積0 .6924758近代沉積0 .81130652海洋腐殖泥淺↓深硫 ， %氮， %氧， %氫， %碳， %物質(zhì)類型深度淺↓深硫 ，★ —— 隨埋深加大，氧、氮、硫逐漸減少，而碳、氫相對富集。 參照孢粉學(xué)研究方法，將經(jīng)過酸解和浮選分離出來的干酪根置于顯微鏡透射光下劃分出 無定形絮質(zhì) 、 藻質(zhì) 、 草質(zhì) 、木質(zhì) 和 煤質(zhì) 五種組分。富含脂類化合物，只含少量多環(huán)芳香烴和含氧官能團，主要來源于水生低等浮游生物，生烴潛力大。 所謂有機質(zhì)生油很大程度上就是 干酪根向瀝青和烴類 轉(zhuǎn)化的過程，巖石中的干酪根是生成油氣的基本源泉。每個芳香簇片狀體中含＜ 10 個的縮合芳香簇的環(huán)狀化合物和少量的含 N 、 S 、 O 雜環(huán)化合物。2 、 影響沉積有機質(zhì)豐度的因素沉積物中富含有機質(zhì)的地質(zhì)條件：①長期穩(wěn)定下沉大地構(gòu)造背景；②較快的沉積（堆積）速度；③足夠數(shù)量和一定質(zhì)量的原始有機質(zhì)；④溫暖濕潤、低能還原性巖相古地理環(huán)境—— 淺海封閉環(huán)境，半深－深湖、前三角洲干 酪 根 1 干酪根的定義及形成過程 ? 于成巖過程中 埋藏，并經(jīng)一系列改造 可溶性有機質(zhì) （可溶性瀝青）： 烴，含 化合物 原始 不溶性有機質(zhì) ： 干酪根 （占 A 總量的 70~90% 或更多） 新生沉積有機質(zhì)（ A ） A ： ? 干酪根： 是指沉積巖中不溶于堿、非氧化性酸（ HF 、 HCI ）、 非 極性有機溶劑 （ CCl4 、 CHCl3 、 苯、酒精） 的分散有機質(zhì)。高等植物富于木質(zhì)素和纖維素， 對成煤意義更為重大 。 各生化組分與石油的平均元素組成 元素組成（ %） C H S N O 碳水化合物 44 6 50 木質(zhì)素 63 5 蛋白質(zhì) 53 7 1 17 22 脂 類 76 12 12 石 油 85 13 1 上述生物體中各生化組分的平均元素組成如表所示。 蛋 白 質(zhì) 蛋白質(zhì)是組成細胞的基礎(chǔ)物質(zhì)，只要經(jīng)過去羧基和去氨基后就可以形成烴類。 飽和脂肪酸可能主要是正烷烴的母體，而不飽和脂肪酸除可生成正烷烴外還可生成環(huán)烷烴乃至苯?！?易水解難保存，非主成油物質(zhì)。 煤系地層不僅是天然氣的主要來源，而且也能形成相當(dāng)數(shù)量的石油聚集和大油田。2. 二十世紀 二十年代初期， 維爾納茨《地球化學(xué)概論》和《生物圈》—— 詳細論述了 石油的有機組成 和 石油有機成因的主要依據(jù) ，提出了碳循環(huán)的模式。 2．石油在地層時代的分布上與煤、油頁巖及有機質(zhì)的分布狀況相吻合的，表明它們在成因上是有聯(lián)系的。無機物（ C 、 H 、 O 、 Fe ）→ 油氣一、石油的無機起源學(xué)說 無機成油學(xué)說認為，石油是在地殼深處形成的，后來沿著深大斷裂滲透到地殼上部，或者在天體形成時形成，當(dāng)?shù)貧だ淠龝r以“烴雨”的形式降落下來，后聚集成油氣藏。 基本觀點是石油是在地下高溫、高壓條件下形成的而非生物成因 （ 1）在實驗室，用無機 C、 H元素合成了烴類； （ 2）在巖漿巖內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)過石油、瀝青； （ 3）在宇宙其它星球大氣層中也發(fā)現(xiàn)有碳氫化合物存在； （ 4）在隕石中也發(fā)現(xiàn)有碳氫化合物及氨基酸等多達 100多種； （ 5）認為用有機觀點對世界上有些大的瀝青礦（如加拿大的阿薩巴斯卡瀝青礦，儲量達 856億噸以上）不能作出令人滿意的解釋。 3．雖然世界上的石油沒有成份完全相同的，但所有石油的元素組成和化合物組成是相近的或相似的，說明它們