【正文】 干酪根 （占 A 總量的 70~90% 或更多） 新生沉積有機(jī)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(jī)溶劑 （ CCl4 、 CHCl3 、 苯、酒精） 的分散有機(jī)質(zhì)。在生物體衰老期間已經(jīng)開始了。 沉積有機(jī)質(zhì)中各組分的平均含量（ ppm） 烴 類 瀝 青 干酪根 現(xiàn)代沉積物 65 781 17500 泥 質(zhì) 500 600 20220 碳酸鹽巖 340 400 2100 2 干酪根的成分和結(jié)構(gòu) 根據(jù)化學(xué)分析，干酪根是由 C、 H、 S、 N、 O元素組成，一般含 C量為 6585%，含 H量為 48%，其含量比例平均為 C∶ H∶ O∶ N=87∶ 7∶ 10∶ 2 ? 詳細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，干酪根是由可辨認(rèn)的 植物顆粒 、前期降解的 分散有機(jī)質(zhì) 以及 次生的瀝青質(zhì) （孢粉切片中觀察到的片狀非晶質(zhì)物）組成。 2 ）核由 2~ 4 個(gè)基本砌塊組成。每個(gè)芳香簇片狀體中含＜ 10 個(gè)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。 ， 兩層片狀體層間距為 3. 4 8 A 176。（ 2 ）干酪根結(jié)構(gòu)1 ） 干酪根 由 核 和 鏈橋 交聯(lián)而成。 O S C O C O O O C H 3 OH C O HO醚 硫化物 酮 酯 羧基 羥基 甲氧基醚 硫化物 酮 酯 羧基 羥基 甲氧基 干酪根的結(jié)構(gòu) 綠河頁(yè)巖干酪根結(jié)構(gòu)圖解 干酪根的結(jié)構(gòu)呈 三維網(wǎng)狀系統(tǒng)，由多 個(gè)核被橋鍵和各種官 能團(tuán)聯(lián)接而成。 所謂有機(jī)質(zhì)生油很大程度上就是 干酪根向?yàn)r青和烴類 轉(zhuǎn)化的過(guò)程，巖石中的干酪根是生成油氣的基本源泉。 ?干酪根是地球上有機(jī)質(zhì)分布最廣泛的形式，是煤和液態(tài)石油的 1,000倍和非儲(chǔ)集巖巖石中分散天然瀝青的 50倍（ Hunt， 1972； Tissot ＆ Welte， 1978）。 ? 形成油氣的原始物質(zhì)是沉積有機(jī)質(zhì)，而不僅是干酪根 。 化學(xué)分類 蒂索（ 1974）按 H/C和 O/C原子比用圖解法將干酪根劃分為三個(gè)類型 關(guān)于干酪根的類型 一是按化學(xué)方法，二是用光學(xué)方法劃分。富含脂類化合物，只含少量多環(huán)芳香烴和含氧官能團(tuán)，主要來(lái)源于水生低等浮游生物，生烴潛力大。其生烴潛力視其接近 Ⅰ 型或是接近 Ⅲ 型而異。主要來(lái)源于富含木質(zhì)素和碳水化合物的陸生高等植物，多為異地有機(jī)質(zhì)。 干酪根類型及其演化圖 由圖可見，隨著演化程度的加深，三種干酪根的元素組成都向富碳方向斂合， H、 O含量均不斷降低，所以當(dāng)演化程度很高時(shí)其類型難以明確區(qū)分。 參照孢粉學(xué)研究方法，將經(jīng)過(guò)酸解和浮選分離出來(lái)的干酪根置于顯微鏡透射光下劃分出 無(wú)定形絮質(zhì) 、 藻質(zhì) 、 草質(zhì) 、木質(zhì) 和 煤質(zhì) 五種組分。 腐泥化產(chǎn)物，相對(duì)富 H 腐泥組 反射 率 生油 潛力 原始有機(jī)質(zhì) 顯微組 分 絲 炭化的木質(zhì)纖維 ， 來(lái)源于 森林火災(zāi)、再沉積有機(jī)質(zhì)，相對(duì)富植物的結(jié)構(gòu)和無(wú)結(jié)構(gòu)木質(zhì)纖維 ，來(lái)陸生植物的孢子、花粉、角質(zhì)層、樹脂、蠟和木栓層等 ，相對(duì)富↓反射率增高↓↓生油潛力降低↓藻類和其它 水生生物及細(xì)菌。而海洋湖泊原地有機(jī)質(zhì)豐富的干酪根主要生成 環(huán)烷基石油 。 干酪根的組成不僅關(guān)系到生烴潛力的大小，而且涉及到生成石油的類型 。 復(fù)習(xí) 1生成油氣的沉積有機(jī)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(jī)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(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為石油烴類，其堆積、保存和轉(zhuǎn)化過(guò)程必須處于適宜的地質(zhì)環(huán)境－－沉積盆地 有機(jī)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(jī)質(zhì)， %元素硫氮氧氫碳沉積巖中有機(jī)質(zhì)與石油的元素組成對(duì)比表不同深度沉積物中有機(jī)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(duì)富集。 另一方面，有機(jī)質(zhì)在陸地表面易被氧化，不易保存，需要有保存條件。 這種有利于有機(jī)質(zhì)大量堆積、保存和轉(zhuǎn)化的地質(zhì)環(huán)境受區(qū)域大地構(gòu)造和巖相古地理?xiàng)l件的控制。 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 大地構(gòu)造條件 巖相古地理?xiàng)l件 古氣候條件 大地構(gòu)造條件 為確保水體有利生物繁盛的古地理環(huán)境的長(zhǎng)期存在和沉積物長(zhǎng)期處于還原環(huán)境，地殼必須有一個(gè) 持續(xù)下沉的大地構(gòu)造環(huán)境 ；同時(shí)長(zhǎng)期持續(xù)下沉的大地構(gòu)造背景，又需要得到 沉積物的相應(yīng)補(bǔ)償 。 長(zhǎng)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(jī)質(zhì)堆積、保存 沉積速度＜＜沉降速度 水體急劇變深，有機(jī)質(zhì)容易遭巨 厚水體所含氧的破壞不利于有機(jī)質(zhì)保存 沉積速度 ≈ 沉降速度 豐富的沉積有機(jī)質(zhì)、埋藏深度大、地溫梯度大、生儲(chǔ)廣泛接觸迅速向油氣轉(zhuǎn)化的地質(zhì)環(huán)境 巖相古地理?xiàng)l件 具有足夠數(shù)量和適當(dāng)質(zhì)量的有機(jī)質(zhì)是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。一般說(shuō)來(lái)， 淺海盆地 和具有一定深度的 內(nèi)陸湖泊 ，是上述條件可能得以兼?zhèn)涞妮^為理想的古地理環(huán)境。 水體營(yíng)養(yǎng)豐富，陽(yáng) 光充足、水體較安 靜，最有利于生物 大量繁殖。 ? ? ? ? ? 能還原環(huán)境 有利于有機(jī)質(zhì)保存的低 有機(jī)物豐富的水體 深度適當(dāng)、面積較大、 有利的巖相、古地理環(huán)境 ： 海相： → 淺海、三角洲相 （波斯灣、墨西哥灣含油氣盆地） 陸相： → 深湖、半深湖相 （松遼、渤海灣） 深度適當(dāng)、面積較大、有機(jī)質(zhì)豐富的水體、低等還原環(huán)境 大陸環(huán)境的深水、半深水湖泊是陸相生油巖發(fā)育區(qū)域。特別是近海地帶深水湖盆，更是最有利的生油坳陷，因?yàn)槟莾旱貏?shì)低洼、沉降較快，能長(zhǎng)期保持深水湖泊環(huán)境，保持安靜的還原環(huán)境。此外近些年來(lái)有人發(fā)現(xiàn)，某些 陸坡部分也有相當(dāng)豐富的有機(jī)質(zhì)沉積，這是值得注意的新情況。一般認(rèn)為只有在溫暖潮濕的氣候條件下，湖盆才能保持一定深度的水體及生物發(fā)育的繁盛。 潮濕氣候下可以造成有利的生烴環(huán)境，干燥或半干燥氣候條件在一定時(shí)期內(nèi)仍具有生成油氣的可能性。 其中促使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成烴的因素主要有 細(xì)菌 、 溫度 、 時(shí)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。根據(jù) 化學(xué)動(dòng)力學(xué)的一級(jí)反應(yīng) ： 反應(yīng)速度只與反應(yīng)物反應(yīng)速度只與反應(yīng)物濃度的一次方成正比濃度的一次方成正比 。 烴類顯著地增長(zhǎng)出現(xiàn)在1,370m深（ 65℃ ）處， 于 2, 200m（ 90℃ ）達(dá)到最大值，爾后反而下降， 至 3,000m（ 115℃ ）基本終止了生油過(guò)程。 生油門限溫度為 72℃ ， 生油高峰約為 90℃ ， 生油結(jié)束約為 150℃ 。 對(duì)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 。 門限溫度意味著有機(jī)質(zhì)開始走向成熟，進(jìn)入主要生油階段。 與溫度相比，時(shí)間居于次要地位； 生油層的年代越久遠(yuǎn)，受熱時(shí)間越漫長(zhǎng)，門限溫度就越低。 地溫梯度高的地區(qū)，有機(jī)質(zhì)不用埋藏太深就可以轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。 有機(jī)質(zhì)類型不同，其有機(jī)質(zhì)成熟度的溫度也不同。 有利于油氣生成并保存的盆地應(yīng)為年輕的熱盆地和古老的冷盆地。 沉積有機(jī)質(zhì)經(jīng)細(xì)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(jī)質(zhì)，使其碳、氫相對(duì)富集，從而在整體上成為更接近于石油樣的物質(zhì)。 ???????通性：兩者兼有等、生成有機(jī)物與、富集，、有機(jī)質(zhì)，分離還原條件下，部分分解厭氧等、生成喜氧：徹底分解有機(jī)質(zhì)細(xì)菌SHCOCHHC ONS :OHCO22422按照生活習(xí)性，可分為三類 呼吸作用 發(fā)酵作用 溶解物柱狀圖水 沉 積 物 柱 狀 剖 面 生 物 化 學(xué) 帶空氣光合作用帶水O 2沉積物喜氧帶O硫酸鹽還原帶碳酸鹽還原帶 交 代 作 用 柱 狀 圖S0 42HSHCO 3C H 4H 2光合作用喜氧呼吸喜氧的厭氧呼吸厭氧的發(fā)酵作用生物成因氣成氣機(jī)理 催化劑 催化劑可使不飽和烴發(fā)生聚合及使石蠟烴芳構(gòu)化。 ① 有機(jī)酵母 ：催化作用強(qiáng)，不耐高溫。 成巖中晚期　　蒙脫石型的粘土催化活力最強(qiáng)。 有機(jī)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℃ 。 放射性 ? 　 放射性元素所造成的局部地溫增高將有利于有機(jī)質(zhì)的熱演化。 —— 非主要因素 放射性作用可能是促使有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的能源之一。在砂巖和礫巖中的重礦物組份中，這些放射性元素含量高；鉀 K40在化學(xué)鹽類含量高；鈾和釷在頁(yè)巖、粘土巖、泥灰?guī)r及其它含大量膠體團(tuán)塊的巖石中含量最大。? 　 短暫的降壓有利于加速有機(jī)質(zhì)的成熟。 如華盛頓油田、巴爾湖油田地層溫度均超過(guò) 200℃ ，仍為油藏。 對(duì)有機(jī)質(zhì)演化成烴最主要的因素是溫度和時(shí)間，次為催化劑，細(xì)菌只在有機(jī)質(zhì)演化的早期階段起重要作用 . 在有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，不同物化條件的作用強(qiáng)度不同。 所以，有機(jī)質(zhì)向油氣的轉(zhuǎn)化，是在適宜的地質(zhì)環(huán)境里，多種因素綜合作用的結(jié)果。 第四節(jié)、有機(jī)質(zhì)演化與油氣生成的階段性 沉積物在埋藏過(guò)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(jī)質(zhì)必然要 發(fā)生相應(yīng)的變化 。 有機(jī)質(zhì)演化的進(jìn)程不同 ， 所得到的烴類產(chǎn)物也不同 ，其成巖演化與油氣生成具有階段性。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(jī)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(jī)質(zhì)向油氣的轉(zhuǎn)化具明顯的階段性。； 2. 溫度 ： 1 0 ~ 6 0 ℃? 3. 演化階段： Ro ＜ 0 .5 %沉積物的成巖作用階段 ；碳化作用中的泥炭 褐煤階段；? 4. 作用因素： 淺層以 細(xì)菌 生物化學(xué)作用為主；較深層以化學(xué)作用為主一、生物化學(xué)生氣階段 ? 5. 演化過(guò)程及產(chǎn)物：? 部分作為微生物養(yǎng)料 被菌解、氧化、消耗掉 → CO H2O ；? 大多數(shù) 經(jīng) 地質(zhì)聚合 和 縮合 → K er og en （ ~ 黃－淺褐色 ）可溶單體有機(jī)質(zhì)：? 部分經(jīng) 細(xì)菌生化作用 → CO H2O 、 CH4（ 生物成因氣）、 NH3? 少量未成熟油 ， 明顯奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)類脂化合物蛋白質(zhì)碳水化合物木質(zhì)素水解微生物酶作用可溶生物單體有機(jī)質(zhì)脂肪酸氨基酸單糖酚( A )? 主要產(chǎn)物： 生物成因氣、干酪根、少量油? 6. 烴類組成的特征 ——在有機(jī)質(zhì)中所占的比重很小 高分子量化合物為主，顯示萘和四芳烴雙峰四環(huán)分子顯畸峰正烷烴 環(huán)烷烴 芳烴13 20 30 330 2 4 6原始沉積有機(jī)質(zhì)含量百分?jǐn)?shù)0 100ABCD43215687埋深C O 、H O 、C H 、N 等2 2 4 2碳質(zhì)殘?jiān)叻肿恿空闊NC22～ C34范圍內(nèi)有明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、木質(zhì)素以及核酸等生物化學(xué)聚合物 脂肪酸、氨基酸、糖、酚 細(xì)菌作用、水解作用 酶催化作用 有機(jī)質(zhì) 生物化學(xué)單體物質(zhì)