能源地质学第二章 沉积有机质的物质组成2
沉积岩简介
电解质的加入、正负胶体的混合及胶体溶液的浓缩等均 可引起胶体物质的凝聚和沉积。
胶体凝聚沉淀而成的沉积物和沉积岩有如下特 点： ➢ 未脱水硬化的凝胶呈胶状，固结成岩后具贝壳
状断口； ➢ 胶体沉积物形成的岩石，颗粒细小，吸收性强；
3）搬运颗粒大小与水流速度的关系 a.颗粒从静止时开始搬动（侵蚀）所需要的起动流 速要大于继续搬运时的流速，因为起动流速不仅要克服颗 粒本身的重力，而且还要克服颗粒间的引力及摩擦力。
b.大于2毫米的颗粒，其起动流速与沉积临界流速相 差最小，而且粒级与两种流速成正相关，因此，砾石很 难做长距离的搬运，多沿河底呈滚动式前进。
第二篇 沉积岩
背景资料
第二篇 沉积岩
沉积岩的形成过程 外力地质作用及其类型 沉积物的形成过程 风化产物的搬运和沉积 成岩作用
沉积岩的一般特征 物质成分 沉积岩的结构特征 沉积岩的构造特征
沉积岩的分类及主要类型 沉积岩的分类 陆源碎屑岩类 内源沉积岩类
Chp.1 沉积岩的形成过程
外力地质作用及其类型 沉积物的形成过程 风化产物的搬运和沉积 成岩作用
按引起风化作用的因素不同可分为：物理风化、 化 学风化、生物风化三种。
化学风化 生物风化
物理风化
物理风化作用
1）物理风化作用： 岩石在风化过程中， 只发生机械破碎， 而化学成分不变。
特点：物质成分没有 发生变化，只是发 生机械的破碎和松 动。
温差效应： 冰劈作用
水的冻胀 含盐溶液的结晶
2）化学风化作用：岩石在水、氧、CO2以 及各种酸类的化学反应影响下引起岩石 和矿物的化学成分发生变化。
在氧化作用下,这类矿物中的低价铁氧化成高价铁， 形成含水的氧化铁矿物而残积在风化地区、故其风化产 物多呈红色、褐色及棕色。
《沉积地质学》复习整理
《沉积地质学》复习整理《沉积地质学》复习整理（⼀）1.压实作⽤压实作⽤或物理成岩作⽤是指沉积物沉积后，在其上覆⽔体或沉积层的重荷下，或在构造形变应⼒的作⽤下，发⽣⽔分排出、孔隙度降低、体积缩⼩的作⽤。
在沉积物内部可发⽣颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进⽽导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。
在沉积物埋藏的早期阶段表现得⽐较明显。
压实作⽤的表现形式：○1颗粒接触⽅式:点接触、线接触、凹凸接触。
○2颗粒破裂：刚性颗粒易发⽣，产⽣微裂隙。
○3颗粒变形：塑性颗粒易发⽣，形成假杂基。
○4软性颗粒弯曲：云母等。
压实(溶)受控因素：颗粒（-孔隙⽔）的成分、填隙物的类型、胶结物的类型和胶结速率、地温梯度、埋藏速度、时间。
（1）内因：颗粒的成分(⽯英难)、粒度、形状、圆度(反，因为填积紧密孔隙度⼩)、分选性(反)、粗糙度(f影响压实作⽤的进程)。
（2）外因：沉积物的埋藏深度、埋藏过程、胶结类型及程度、溶解作⽤、异常⾼压。
早期快速深埋、胶结弱或溶蚀强、不存在异常⾼压时，有利于压实作⽤。
Eg:泥炭(假设厚度为100%)，在上覆沉积物的压实作⽤下变成褐煤(厚度20%)，变成烟煤(厚度10%)。
2.压溶作⽤：⼀种物理化学成岩作⽤。
随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来⾃上覆层的压⼒或来⾃构造作⽤的侧向应⼒超过正常孔隙流体压⼒时(2~2.5倍)，颗粒接触处的溶解度增⾼，将发⽣晶格的变形和溶解作⽤。
随着颗粒所受应⼒的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压处的形态：点接触---线接触---凹凸接触(砾⽯中的砾岩)---缝合接触(砂岩中的⽯英颗粒)。
3.⽩云岩化作⽤⽩云岩的成因问题多年来⼀直是沉积学争论的重⼤问题之⼀。
古代地层中所见的⽩云岩⼤多具有交代的证据，它们是经⽩云⽯化作⽤所形成的。
⽩云⽯化作⽤的机制很复杂，并不是⼀种机理所能概括，学者们提出了许多⽩云岩化作⽤的机理来解释⽩云岩的成因。
亚当斯等(1960)在研究美国⼆叠纪⽩云岩的成因时，提出了蒸发泻湖渗透回流作⽤形成交代⽩云岩的假说。
地质学基础(第二章地质作用)
3
4
5
6
7
8 8.5～8.9
12
震中烈度 1～2 3 4～5 6～7 7～8 9～10 11
一般说，小于2.5级的地震，人无感觉，叫无感 地震；大于2.5级的地震，人就有感觉，叫有感地震； 5级以上的地震，会造成不同程度的破坏，叫破坏性 地震。1976年河北唐山发生7.8级的地震，是我国近 代造成损失最大的地震。 七级以上的大地震，每年多则二十几次，少则 三、五次；八级以上的大地震，每年约一次。
￭力地质作用所引起的地壳岩石发生变 形、变位的一种机械运动，又常称构造运动。
第 二 章 地 质 作 用
从空间上看，地壳的任何一个区域都在发生着运动。这种 运动表现为上升，或是下降；或是挤压，或是拉张等，不会处 在静止不动状态，只是这种运动十分缓慢，不易被人感觉。
￭第二节 内动力地质作用
新构造运动的证据： 新构造运动发生的时间距今不太久，许多地 第 二 貌和地物方面的证据保存得较好、故可通过： 章 1. 对地貌标志： 例如远离现今海岸线的海蚀凹槽和海蚀崖、河 地 质 成阶地、深切河曲、干溶洞等的出现为新构造运动 作 上升的标志； 用
埋藏阶地及水下森林等的存在则是新构造运动 下降的标志。
一直露在水面上未被淹没过， 但遭受风化，不甚光滑 在地壳下降时淹没在海水 中，被海生动物(瓣腮类)蛀 蚀了许多小孔 1538年努渥火山喷发时被 火山灰掩埋，柱面光滑
￭第二节 内动力地质作用
第 二 章 地 质 作 用
3、大地测量：大地测量对于研究现代的新构造运动是一种有 效方法，它不仅可以定量地确定运动速度和幅度，也可以准 确地定出运动方向。
￭第一节 概述
1.内能：是指来自地球内部自身的能量。
第 二 章 地 质 作 用
能源化工-能源地质学2 精品
化合物组成（干燥基%） 有机质来源
纤维素 木质素 蛋白质 沥青A 腐殖酸
植 莎 草 50.00 20~30 5~10 5~10
0
物 木本植物 50.60 20~30 1~7
1~3
0
泥 草本泥炭 19.69 0.75
0
3.56 43.58
炭 木本泥炭 0.89 0.39
0
10 52.88
（二）沉积有机质的形成作用
2、沉积有机质的分类
沉积物中有机质 按成岩状态
沉积岩中有机质 聚集有机质 按聚集状态 分散有机质
（二）自然界中有机碳的循环
1、自然界中碳的分类
类型 有机碳
无机碳 （氧化
碳）
形式 沉积体 生物体 沉积岩中碳酸盐 非沉积岩中碳酸盐 海水中碳酸盐 火成岩和变质岩（元素碳） 溶解于海水中的碳 大气二氧化碳中碳
1、作用类型
腐
对象：菌藻类低等植物
泥
环境：水体较深的滞流贫氧环境
化 作
反应：还原、合成等化学作用
用
产物：腐泥、软泥、残体、原生沥青质
泥
对象：高等植物遗体
炭
环境：沼泽、泥炭沼泽
化 作
反应：氧化、还原、合成
用
产物：植物残体＋腐植酸
2、泥炭化作用方式
① 凝胶化作用：强覆水、缺氧、厌氧微生物 方式 ② 丝炭化作用：氧化（暴露、流水、火灾）
③ 残植化作用：覆水（流动）、富氧
① 透明残体：腐植酸＋沥青质＋水分 结果 ② 不透明残体：化学结构高度缩聚的惰性物质
③ 残积类脂物质：孢子＋花粉＋角质层＋树脂 ＋木栓层
思考题：
1. 三种泥炭化作用方式的条件及其产物？ 2. 沉积有机质被埋藏后凝胶化作用是否还能进行？
普通地质学复习整理版
普通地质学复习绪论：1 地质学研究的对象地质学研究的对象是地球，主要是固体地球的上层，即岩石圈〔包括地壳和地幔的上部〕。
2 地质学研究容有哪些主要方面●研究地壳的物质组成的分科●研究地壳运动、地质作用、地质构造及成因的分科●研究地壳的开展历史、古代生物及古地理演化规律的分科●研究地质学的应用分科●地质学的边缘学科、综合学科及新兴学科●3 何谓地质作用？、外动力地质作用的概念及类型地质作用的动力是地球上的能，根据来源可分为能和外能，由此可将地质作用分为：1〕、动力地质作用〔指以地球部能为能源而产生的地质作用，主要在地球部进展，也可涉及地表。
主要类型包括：地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用。
〕2〕、外动力地质作用〔指以外能为主要能源，并在地表及其附近进展的地质作用。
其中重力是最主要的参与者，起着非常重要的作用。
外动力作用的实质是以各种形式的水、大气和生物为动力，塑造和改造地壳表层的过程。
根据作用过程和结果可将外动力地质作用的类型划分为：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用。
〕4 "将今论古〞的根本思想是什么？"现在是认识过去的钥匙〞这一将今论古原则。
这一原则为研究地壳开展史、古代地质作用的特点，恢复古地理环境，提出了分析、推理的地质思维方法，对现代地质学的开展起到了推动作用。
第二章矿物1、矿物和晶体的根本概念矿物是由天然产出并具有一定的化学成分和有序的原子排列的均匀固体。
通常由无机作用所形成。
晶体是部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。
简单地说，晶体是具有格子构造的固体。
2、何谓类质同像和同质多像，举例说明一样化学成分的物质在不同的热力学条件〔如，T、P〕下可形成不同的晶体构造，而成为不同的矿物，这种现象称同质多像。
如，金刚石和石墨就是碳的同质二像。
矿物晶体构造中的*种原子或离子可局部地被化学性质相似的它种原子或离子替代，而不破坏其晶体构造的现象，称为类质同像。
沉积成矿作用及其矿床
狗头金
天然产出的块金，形态一般不规则，质地不纯， 常由金及石英及其它矿物集合而成。 19世纪中叶，一位木匠在美国西海岸路旁拣到 一块狗头金，重32kg，此事传播开来，持续了 50年的淘金热之后，一座新兴的旧金山市出现 了。澳大利亚一辆大篷车路过金矿区时被石头 颠翻，下车检查竞是一巨大的狗头金，重 77.6kg。 根据统计资料，迄今世界上已发现大于10kg的 狗头金约有8000—l0000块。数量最多首推澳 大利亚，占狗头金总量的80％。其中最大的一 块重达235.87kg的狗头金也产于澳大利亚。
机械沉积砂矿床分类
机械沉积砂矿床分类
冲积砂矿床
概念：是指含重矿物的岩石或矿床的风化碎屑物经河水搬运到适
合地方，通过机械沉积分异逐渐富集而形成的矿床。
特点 金、金刚石、锡石、稀有金属的重要矿床类型。 分布与河流相一致，较稳定的层状、似层状。 砾石磨圆度较好，分选性亦好； 矿床具有明显层序，从上至下依次为： 土壤层：富含腐殖质和植物残骸 泥炭层：砂、粘土和有机质沉积物
碎屑颗粒的搬运与沉积
影响因素：
流速/河流大小
碎屑的大小、比重、形状、成分
搬运介质的比重、粘度及流动状态
形状 由球状——→片状 成分 由耐磨——→易磨
粒径 由粗——→细 形状 由球状——→片状
比重 由大——→小 成分 由耐磨——→易磨
化学沉积分异作用
指能溶解于水中的物质，在沉积过程中，由于 受其化学特性的制约，发生的分异作用。 这些物质包括：真溶液中的物质、胶体化学物 质和生物化学物质。 影响化学分异的主要因素包括：
沉积矿床分类——成矿作用
机械沉积矿床：砂金、砂锡、金刚石 蒸发沉积矿床：石膏、岩盐、钾盐 胶体化学沉积矿床：铁、锰、铝矿床 生物化学沉积矿床：自然硫、磷、硅藻土 可燃有机矿床：煤、石油、天然气 喷流沉积矿床（火山沉积矿床）：铜铅锌矿床
《地球化学》课程笔记
《地球化学》课程笔记第一章：地球化学概述一、地球化学的定义与范畴1. 定义地球化学是研究地球及其组成部分的化学组成、化学作用、化学演化规律以及这些过程与地球其他物理、生物过程的相互关系的学科。
2. 范畴地球化学的研究范畴包括但不限于以下几个方面：- 地球的物质组成和结构- 元素在地球各圈层中的分布、迁移和循环- 岩石和矿物的形成、演化和分类- 生物与地球化学过程的相互作用- 地球表面环境的化学演化- 自然资源和能源的地球化学特征- 环境污染和生态破坏的地球化学机制二、地球化学的研究内容1. 地球的物质组成- 地壳：研究地壳的化学成分、岩石类型、矿物组成及其变化规律。
- 地幔：探讨地幔的化学结构、岩石类型、矿物组成和地球化学动力学过程。
- 地核：分析地核的物质组成、物理状态和地球化学性质。
- 地球表面流体：研究大气、水圈和生物圈的化学组成和演化。
2. 元素地球化学- 元素的丰度：研究元素在地壳、地幔、地核中的丰度分布。
- 元素的分布：分析元素在地球各圈层中的分布规律和影响因素。
- 元素的迁移与富集：探讨元素在地质过程中的迁移机制和富集条件。
- 元素循环：研究元素在地球系统中的循环路径和循环速率。
3. 岩石地球化学- 岩石成因分类：根据岩石的化学成分、矿物组成和形成环境对岩石进行分类。
- 岩浆岩地球化学：研究岩浆的起源、演化、结晶过程和岩浆岩的地球化学特征。
- 沉积岩地球化学：分析沉积物的来源、沉积环境和沉积岩的地球化学特点。
- 变质岩地球化学：探讨变质作用过程中岩石的化学变化和变质岩的地球化学特征。
4. 矿物地球化学- 矿物的化学成分：研究矿物的化学组成、晶体结构和化学键合。
- 矿物的形成与变化：探讨矿物的形成条件、变化过程和稳定性。
- 矿物物理性质与地球化学：分析矿物的物理性质与地球化学环境的关系。
- 矿物化学分类：根据矿物的化学成分和结构特点进行分类。
5. 生物地球化学- 生物地球化学循环：研究元素在生物体内的循环过程和生物地球化学循环的模式。
能源地质学
能源地质学图书名称：能源地质学出版单位：中国矿业大学出版社作者：陈家良责任编辑：宋党育出版时间：2004年3月装订：平装开本：16页数：324商品ISBN：ISBN 7-81070-860-0/P.39市场价:33.80元会员价:33.80元折扣: 100.00%节省:.00元前言能源是可以直接或通过转换为人类提供所需有用能的资源。
地球的能源分为可再生能源和非再生能源，可再生能源包括太阳能、地热能、水力能、风能、海洋能、生物质能、氢能等；非再生能源包括煤、石油、天然气、油页岩、核能等能源。
目前，人类利用的能源90%是非再生能源，即煤、石油和天然气，而可再生能源仅占10%.煤、石油、天然气和水力能很早就已大规模地用于人类的生产和生活中，故称为常规能源或传统能源，而太阳能、地热能、核能、海洋能等应用较晚，并需要在新的技术基础上加以系统开发和利用，称为新能源。
煤、石油、天然气、水力能从自然界得到后便可直接利用，称为一次能源，而经过加工或转换得到的能源，如电力、煤气、热能、氢能等称为二次能源。
地球上的能源，主要来自太阳时刻进行着的热核反应所释放出来的极其巨大的能量，这种热能使地球上产生大气和海水的对流和循环，造成风能、波浪能、洋流能，造成蒸发、降雨等水的循环，植物利用太阳光进行光合作用而得以生长和繁衍，动物依靠植物而生存，由于动植物的死亡、堆积、埋藏和变化而生成了煤、石油、天然气、油页岩等化石能源。
地热能则是地球自身产生的能源，而潮汐能是太阳系行星运行对海水、湖水等引力转换的结果。
核能是人类利用人工的方法，使原子发生核裂变或核聚变而产生出的巨大能量。
目前人类利用的能源主要是化石能源，即煤、石油和天然气，其次是水力能和核能。
据统计资料，世界上煤炭资源量约为15万亿t，目前每年的产量50多亿t；石油资源量约为3 000亿t，年产量50亿t；天然气的资源量约为400万亿m 3，年产量5万亿m3（相当于50亿t石油的发热量）。
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H/C为1.0-1.5
（3）粒状稳定体A：包括沟鞭藻、疑源类、几丁虫、
鱼、有孔虫等碎屑(＞10μm)，一 般为ห้องสมุดไป่ตู้脂类物质，有形态，黄至 褐色荧光。
（4）粒状稳定体B：指高等植物的稳定组分，包括孢子体、
国内石油与煤元素组成的差异/%
元素 石油
C 83~87
H 11~14
S 0.05~2.20
N
0.2
O 0.3~0.9
H/C 1.76
汽油 86 14
2.0
褐煤 71.0 5.4 0.6~1.0 1.4 21.0 0.87
烟煤 80.8~88.4
5.4~5.5 0.6~1.2 1.7~1.9 4.1~11.1 0.67~0.82
能源地质学第二章 沉积有机质的物质组成2
一、分散有机质 的分类和有机质的类型
（一）国际上分散有机质的分类
1、全岩法（煤岩学法）
岩石中的有机组分分为五类，即腐植类、惰质类、 类脂类、动物类和有机—矿物基质。 动物类中的动物遗体，包括几丁虫类、笔石、牙 形石、沟鞭藻囊、鱼和螯虾的残体和骨骼等；矿物— 沥青基质是矿物吸收或结合了亚、微有机物质的部分， 这些有机物含油气更多，具强荧光，尤以粘土矿物更 为典型。
（二）中国烃源岩与干酪根的划分
1 原石油工业部部颁标准（1986年）
有机组分分为4组，即腐泥组、壳质组、镜质组、惰 质组。干酪根类型的划分按各组分的百分含量进行加权
计算，求出类型指数TI值，即可确定出干酪根的类型。
TI a 100 b 50 c (75) d (100) 100
a、b、c、d分别代表腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组百分含
2、干酪根法（孢粉学法）
以干酪根为基础的显微组分划分比较简单。影响最大 的是Burgess（1974）提出的分类，他将沉积岩中的干酪根类
型划分为五类：腐植型：木质的（V）、煤质的（I） 腐泥型：草质的、藻质的及无定形有机质。
干酪根方法最大的优点是富集了存在于矿物沥青基质 中的那部分有机质，使其能直接研究，但它同时破坏了有 机组分原始产状和结构，难以准确鉴别某些显微组分的成 因，使研究结果的可靠性和代表性受到影响。因此合理的 做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起来，
碳用美国南卡州皮狄组美洲拟箭石（PDB）。
（二）石油的烃类组成
1、烷烃（脂肪烃）
属饱和烃，通式为CnH2n+2，石油中含量一般为5~55%。
常温常压下：n=1~4 气态；n=5~16 液态；n>17 固态 密度＜1g/cm3，几乎不溶于水。随分子量的增加， 密度、熔点、沸点均上升。
（1）正烷烃（或正构烷烃） 碳与碳原子都以单键C—C直链相连，无支链
量
TI≥ 80
为干酪根类型I
40≤ TI≥ 80 0≤ TI< 40
TI< 0
为干酪根类型Ⅱ1 为干酪根类型Ⅱ2 为干酪根类型Ⅲ
2 石油勘探院的油气源岩有机组分分类
1989年提出了以煤岩显微组分分类为基础的油气源岩 显微组分分类 镜质组：结构镜质体、无结构镜质体、碎屑镜质体 惰质组：粗粒体、半丝质体、丝质体、菌类体、碎屑惰性体 壳质组：孢粉体、树脂体、角质体、本栓体、荧光质体、壳屑 体 腐泥组：无定形腐泥体、藻类体 动物有机碎屑组：笔石、几丁虫、牙形刺等 次生有机质：渗出沥青体、微粒体、各向异性体
无烟煤 93.7 2.4
0.6~1.0 0.9 2.4 0.31
▲同位素
原油中常见的稳定同位素有C（C12、C13）、H（H1、 H2）、Ar（Ar40、Ar36）。衡量其大小通常用比值和 δ值（千分数）表示。
δ值（‰）=（Rs/Rr - 1）×1000 式中Rs和Rr分别代表样品和相应标准的同位素比值 （重/轻）。可看出，Rs越小，δ值越小。 关于稳定同位素的标准值，国际上通用氢为SMOW，
木栓质体、角质体等。
（5）树脂体B：指类脂树脂体。 （6）粒状镜质体：反射光下呈多孔粒状、类似基质镜质
体，有时有暗褐色荧光。
（7）变质惰质体或变质碎屑惰质体：具高反射率，有
时为孢子体，藻类体或其它粒状壳质 体的煤化破碎的惰质产物。
（8）群集微粒体：是粒状微粒体聚结而成。 （9）固体沥青：见于油源岩中，或以脉状见于沉积岩中。 （10）液态沥青和油滴：具绿-褐色荧光，滴状。
4、有机质的类型
有机质类型—干酪根类型 TeiChmüller（1982）根据Tissot 、Durand （1980） 等人资料划分为三种类型： I 型干酪根主要由藻类生成，生油量高， Ⅲ 型干酪根主要由高等植物生成，生油量很少， Ⅱ 型 干酪根生油量也较高，含部分壳质组分。
I、Ⅱ型干酪根可称为腐泥型 Ⅲ型干酪根可称为 腐植型。 德国核研究中心地球化学研究所等1985年在干酪根类 型划分中加入了地球化学参数（H/C），干酪根分为：I型、 （ >1.5 ） ⅡA 型 （ 1.1~1.5 ） 、 ⅡB 型 （ 0.9~1.1 ） 、 Ⅲ 型 （0.5~0.8）和Ⅳ型（<0.5） 。
二、石油的化学组成
石油: 地下岩石空隙中天然生成的以液态烃为主的
可燃有机矿产。
（一）石油的元素组成
石油的元素组成主要是C、H、S、N、O。其中碳约占 84~87%，氢占11~14%，碳和氢的含量约为97~99%，而硫、氮、 氧和微量元素约占1~4%。
微量元素：Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni、Cu、Sb、Mn、 Sr、Ba、B、Co、Zn、 Mo、Pb、Sn、Na、K、P、Li、Cl、 Bi、Be、Ge、Ag、As、At、Au、Ti、Cr、Cd、U、Nd、Ce、 Sc、Y、La Lu、Rb、Tl等
3、统一分类法
Mukhopadhyay等的分类（1985）。考虑了显微组分在成 熟过程中的演变规律，提出了富氢显微组分所形成的次 生产物，该分类中的一些特殊组分特征如下：
（1）腐泥质体I：是藻、细菌的混合不定形产物，产烃
潜力大于700mg HC/gCorg，H/C＞1.5。
（2）腐泥质体Ⅱ：是动物、植物、浮游生物、陆生壳
（2）异烷烃（或异构烷烃） 碳与碳原子都以单键C—C直链相连，有支链。
不同碳原子数的正烷烃相对含量呈一条连续的曲 线，称为正烷烃分布曲线。