第六章 沉积有机质的组成-3
《石油与天然气地质学》复习题1
《石油与天然气地质学》复习题第一章油气藏中的流体——石油、天然气、油田水一、名词解释石油、石油的灰分、组分组成、石油的比重、石油的荧光性；天然气、气顶气、气藏气、凝析气（凝析油）、固态气水合物、煤型气、煤成气、煤层气；油田水、油田水矿化度二、问答题1. 简述石油的元素组成。
2. 简述石油中化合物组成的类型及特征。
3．何谓正构烷烃分布曲线？在油气特征分析中有哪些应用？4. 简述Tissot和Welte 三角图解的石油分类原则及类型。
5. 简述海陆相原油的基本区别。
（如何鉴别海相原油和陆相原油？）6. 描述石油物理性质的主要指标有哪些？7. 简述天然气依其分布特征在地壳中的产出类型及分布特征。
8. 油田水的主要水型及特征。
9. 碳同位素的地质意义。
第二章油气生成与烃源岩一、名词解释沉积有机质、干酪根、成油门限（门限温度、门限深度）、生油窗、烃源岩、有机碳、有机质成熟度、氯仿沥青“A”、CPI值、TTI法（值）；二、问答题1．沉积有机质的生化组成主要有哪些？对成油最有利的生化组成是什么？2．按化学分类，干酪根可分为几种类型？简述其化学组成特征。
3．论述有机质向油气转化的现代模式及其勘探意义。
（试述干酪根成烃演化机制）4．试述有机质成烃的主要控制因素。
（简述时间—温度指数（TTI）的理论依据、方法及其应用。
）5．试述有利于油气生成的大地构造环境和岩相古地理环境（地质条件）。
6．天然气可划分哪些成因类型？有哪些特征？7．试述生油理论的发展。
8．评价生油岩质量的主要指标。
9．油源对比的基本原则是什么？目前常用的油源对比的指标有哪几类？第三章储集层和盖层一、名词解释储集层、绝对孔隙度、有效孔隙度、绝对渗透率、有效（相）渗透率、相对渗透率、孔隙结构、流体饱和度、砂岩体、盖层、排替压力二、问答题1．试述压汞曲线的原理及评价孔隙结构的参数。
2．碎屑岩储集层的孔隙类型有哪些？影响碎屑岩储集层物性的地质条件（因素）。
（简述碎屑岩储集层的主要孔隙类型及影响储油物性的因素。
《沉积岩岩石学》课程笔记
《沉积岩岩石学》课程笔记第一章：沉积岩岩石学概念1.1 沉积岩的定义和特征沉积岩是由母岩经过物理、化学和生物作用破碎、搬运、沉积并经过长时间的压实和胶结作用形成的岩石。
沉积岩具有以下特征：- 成分：主要由石英、长石、云母、粘土矿物等碎屑物质组成，也可含有有机质、碳酸盐等自生矿物。
- 结构：沉积岩具有独特的结构，如层理、波痕、泥裂等，反映了沉积环境和沉积过程。
- 构造：沉积岩的构造多样，包括水平层理、波状层理、交错层理等，是沉积环境和沉积作用的重要标志。
- 成岩作用：沉积岩在形成过程中经历了压实、胶结、重结晶等成岩作用，影响了其物理和化学性质。
1.2 沉积岩的分类根据沉积岩的组成和形成过程，可将其分为以下几类：- 碎屑岩：由母岩破碎、搬运、沉积形成的岩石，如砂岩、砾岩等。
- 泥质岩：由细粒沉积物经长时间沉积、压实形成的岩石，如泥岩、页岩等。
- 化学岩：由化学沉积作用形成的岩石，如石灰岩、白云岩等。
- 生物岩：由生物残骸沉积形成的岩石，如礁灰岩、贝壳灰岩等。
1.3 沉积岩在地质历史中的重要性沉积岩在地质历史中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：- 地层划分：沉积岩具有明显的层理和化石，是地质年代划分和地层对比的重要依据。
- 资源矿产：许多金属矿产、非金属矿产和能源矿产（如煤、石油、天然气）都赋存于沉积岩中。
- 环境记录：沉积岩记录了地球历史上的古气候、古地理、生物演化等信息，对了解地球演变过程具有重要意义。
- 工程地质：沉积岩的物理和化学性质影响工程建设和地基处理，对工程地质研究具有重要意义。
1.4 沉积岩研究方法研究沉积岩的方法主要包括：- 宏观观察：通过野外考察、露头观测等手段，研究沉积岩的宏观特征，如颜色、层理、构造等。
- 显微镜观察：利用光学显微镜、扫描电镜等仪器，观察沉积岩的微观特征，如矿物成分、结构、成岩作用等。
- 地球化学分析：通过对沉积岩样品进行元素和同位素分析，研究其物质来源、沉积环境和成岩过程。
生物体的化学组成
第四章
生物体的化学组成
各种有机质的平均组成及其意义
代表性生物体及其不同部分的生化组分组成
生物体 浮游植物 （藻类） 浮游动物 细菌 松 高等植物 蕨类 草类 木质部 木本植物 的不同部 分 松叶 石松孢子 孢粉质 木栓质 蛋白质 23 脂类 11 糖类 66 木质素 － 资料来源 亨特， 1979
硬脂酸（C18H36O2）
简化式
╲╱╲╱╲╱╲╱ ＝╲╱╲╱╲╱╲╱COOH 油酸（C18H34O2） ＝ ╱╲╱╲╱ ╲╱ ╲╱╲╱╲╱╲╱COOH 亚油酸（C18H32O2） ＝ ＝ ╲╱＝ ╲╱ ╲╱ ╲╱╲╱╲╱╲╱COOH 亚麻酸（C18H30O2） ＝ ＝╲╱ ＝╲╱＝╲╱╲╱COOH 花生四烯酸（C H O ） ╱╲╱╲╱ ╲╱ 18 32 2 图 5-3 生物体中主要的脂肪和油组分
甘油
脂肪酸（钠盐）
O C－OH
软脂酸（C16H32O2）
O H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 C C C C C C C C C－OH H3C C C C C C C C C H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
简化式
O C－OH
第四章
生物体的化学组成
天然产生的生物主要包括浮游植物、细菌、 高等植物和浮游动物。但如果从元素组成上 来考察，它们均主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、 氮(N)、硫(S)等元素组成，如果从生物化学 组分来考察，它们主要由糖类、脂类、蛋白 质、核酸及（高等植物的）木质素所组成， 此外，还有少量维生素、激素和无机的矿物 质（无机盐）。沉积有机质来源于生物体， 它应该在一定程度上继承了原始生物体的元 素组成和化学组成特征，这正是我们研究生 物的化学组成的原因。
第四章
2011 第六章 有机质的沉积分布特征
一、海洋环境有机质的沉积特征
海洋是最大的生物生活空间，也是有机质得以沉 积和保存的最大空间。
海洋环境的差异性和分带性十分明显。在水平方 向上，随着离岸远近和水深分为：滨海（潮间）带； 浅海带；半深海带；深海带。
在垂直方向上按光亮度分： 强光带，海面至80m水深 弱光带，80－200m水深 无光带，200m以下
4．有机质的数量和性质随沉积环境（相）而 变（第三节详述）
在介绍与此有关的细节之前，有必要先讨论有机 质的沉积环境及其对有机质沉积的影响。
第二节 沉积环境及其对有机质沉积的影响
沉积环境是指发生沉积作用的地貌单元，是物 理上、化学上、生物学上有别于相邻地区的地球表面。 而沉积相是沉积环境的物质表现。
因此要认识沉积环境及其对有机质沉积的影响， 首先需要剖析环境的物理、化学及生物学参数及其对 有机质沉积的影响。 沉积作用绝大部分发生在覆水盆地中。因此主要 讨论水体环境。
一、环境的物理参数及其对有机质沉积 的影响
物理环境是指沉积物和有机质从中降落的沉积 介质的动态和静态的物理性质。
对有机质沉积有重要影响的物理参数是：水流流 速；水体深度与浪基面的深度；沉积速度与沉降速度。
水生生物
3．有机质的数量和性质随岩性而变
数量
Hunt（1961）的统计显示：
沉积岩 泥页岩 碳酸盐岩 砂岩 有机碳的平均含量 2.1％ 0.29％ 0.05％
其他学者的统计显示 ：总体的趋势完全一致
性质
粒度越细 有机质性质越好 页岩优于粉砂岩、砂岩 碳酸盐岩
来源于水生生物
海相宏观藻除外
有机质性质一般较好
由于以水生生物的贡献为主，有机质性质较好， 倾向于产油。
3．大陆斜坡及其邻近的深海盆地是有机质沉 积较为丰富的地区，仅次于浅海带
工程地质(六章完整版) 第六章 土的工程性质
工程特性：
1. 高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。
2. 孔隙比大、低密度、孔隙饱水。
3. 压缩性低、强度高、地基承载力高。 4. 浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。
黄土(loessal soil)：
是干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
分布: 我国西北及华北地区,面积约63万km2。
特征：以粉粒为主，富含碳酸钙，肉眼 可见大孔隙，垂直节理发育，常呈现 直立的天然边坡。
第二节 土的野外鉴别 一、土的工程分类 1、按堆积年代分 2、按地质成因分 3、按有机质含量分 4、按颗粒级配和塑性指数分 二、野外鉴别 1、碎、卵石土 2、砂土 3、粘性土、粉土 4、新近堆积土 5、土的主要成因类型鉴定
残积土(residual soil)：
岩石经风化后未被搬运而 残留于原地的碎屑物质所 组成的土体，它处于岩石 风化壳的上部。 其粒度成分和矿物成分受 气候和母岩岩性的控制。 其发育情况还和地形有关。
湿陷起始压力:开始出现明显湿陷的压力。
盐渍土(saline soil): 土中易溶盐含量>0.5% . 分布: 滨海型、冲积平原型、内陆型
盐渍土类型：
1. 氯盐型：具强烈的吸湿性导致土有 很大的塑性和压缩性。 2. 硫酸盐型：结晶时体积膨胀，失水 干燥时体积缩小，周期性松胀变化 使土的结构破坏。
湖积土( limnetic soil )：
湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质 在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗 颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗 粒的砂土和粘性土。
湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到 达湖心后沉积形成，主要是粘土和淤泥，常 夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度 低。 沼泽土主要由半腐烂的植物残体－泥炭组成， 含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。
海洋沉积学
一 海洋沉积学的发展
• （1）沉积物调查初期 • （2）独立学科确立时期 • （3）蓬勃发展时期
研究简史
• （1）沉积物调查初期 1872～1876年英国“挑战者”号考察，揭开了海洋沉 积物调查研究的序幕，特别是有关深海沉积物的分类至今 仍有重要意义。1899～1900年，荷兰船“西博加”号进行 的调查在沉积物的分布及组成等方面也取得重要成果。 • 第二次世界大战后，随着军事的需求和海底石油等矿 产资源的勘探开发，海洋沉积物的研究获得长足进展。人 们开始对特定海域和重大理论课题开展专题调查研究。40 年代末期，F.P.谢泼德和M.B.克列诺娃的海洋地质学专著 相继问世，系统地总结了当时对海洋沉积的认识。
石 油 地 质
海相组的相带划分及沉积特征
1．滨岸相
SHORES AND COASTAL PROCESSES Very dynamic settings. Affected by tides, waves and nearshore currents. Change can be rapid and dramatic.
• 海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变 化历史的信息。
• 近年来的研究表明，占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的 变化与长期气候演变存在一定的关系，粘土周期性沉积响应与地球轨道 驱动因子作用有关，陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及 环流强度的控制，同时又受源区物理、化学风化程度的影响。 • 因此，粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷、暖周期性旋回， 记录了搬运、再沉积和环境演化的重要信息，为古环境再造、古季风变 迁以及海陆对比提供了有力证据，同时也为洋盆及其边缘海形成、地球 演化及重建中生代以来古海洋演变模式的研究提供了新思路。
环境化学总复习题(附答案但不完全)解析
《环境化学》总复习题第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80%-90%。
2、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学性质和在环境中的迁移。
3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理化学和生物三种方式。
4、人为污染源可分为工业、农业、交通运输和生活。
二、选择题1、属于环境化学效应的是CA热岛效应 B温室效应 C土壤的盐碱化 D噪声2、五十年代日本出现的痛痛病是由A污染水体后引起的。
A CdB HgC PbD As3、五十年代日本出现的水俣病是由B污染水体后引起的。
A CdB HgC PbD As三、问答题1、环境中主要的化学污染物有哪些？2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
第二章大气环境化学一、填空1、写出下列物质的光离解反应方程式（1）NO2 + hνNO + O·（2）HNO2 + hνHO·+ NO 或HNO2 + hνH·+ NO2（3）HNO3 + hνHO·+ NO2（4）H2CO + hνH· + HCO·或H2CO + hνH2+ CO2、大气中的NO2可以转化为HNO3、N2O5和N2O3。
3、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。
4、乙烯在大气中与O3的的反应机理如下：O3 + CH2 == CH2H2CO+H2COOCH2(O3)CH25、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和_化学性质_有关，去除方式有干沉降和湿沉降。
6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是：CFmCln + hv CFmCln-1 + Cl·Cl·+ O3O2 + ClO·ClO·+O O2 + Cl7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题_温室效应_、_臭氧层破坏_、_光化学烟雾_等是由大气污染所引起的。
8、许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为_辐射逆温_、_平流逆温_、_融雪逆温和地形逆温_。
沉积有机质芳烃分子碳同位素组成及其意义
沉积有机质芳烃分子碳同位素组成及其意义沉积有机质芳烃分子碳同位素组成是指沉积有机质中的芳烃分子中，不同碳同位素的含量比例。
通常来说，沉积有机质中的芳烃分子碳同位素组成主要包括δ13C值和13C/12C比值。
其中，δ13C值是指沉积有机质芳烃分子中13C/12C比值与国际标准VPDB（Vienna Pee Dee Belemnite）的差值，以‰（千分之一）为单位表示。
13C/12C比值是指沉积有机质芳烃分子中13C和12C的数量比例。
沉积有机质芳烃分子碳同位素组成在地质学、环境科学和能源领域有着重要的应用意义。
具体来说，它可以用于：
1. 识别古环境和古气候：不同类型的有机质来源和生长环境对碳同位素组成有不同的影响，因此通过分析沉积有机质芳烃分子碳同位素组成，可以判断沉积物的古环境和古气候条件，为古地理学和古气候学提供重要依据。
2. 探测烃类资源：沉积有机质芳烃分子碳同位素组成可以指示烃类化合物的来源和成因，因此可以用于烃类资源的勘探和开发。
比如，含油气盆地中的芳烃分子δ13C值通常较高，而含煤盆地中的芳烃分子δ13C值通常较低。
3. 研究环境污染和生物演化：沉积有机质芳烃分子碳同位素组成还可以用于研究环境污染和生物演化。
例如，石油和煤的燃烧会释放大量的二氧化碳，导致大气中的13C/12C比值降低，进而影响沉积物中芳烃分子碳同位素组成；同时，生物演化也会对沉积物中有机质的碳同位素组成产生影响。
总之，沉积有机质芳烃分子碳同位素组成是一种重要的地球化学指标，可以用于研究地质、环境和能源等方面的问题，有助于推动相关领域的发展。
第六章 搬运作用与沉积作用
推移 流体在运动过程中，对碎屑物质有一个向前的 推力。当P≥f·(G－F－R)时（f为摩擦系数），碎屑颗 粒就会沿着介质底面滑动和滚动，这种搬运方式叫推移 。被推移的物质一般为粗碎屑物质，如粗砂和砾石。
浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）、垂直上举力（R）
跃移 在搬运过程中，碎屑物质沿地面呈跳跃方式前 进的过程叫跃移。一般来说，细砂、粉砂的搬运方式以 跃移为主。当R≥G－F时，碎屑颗粒就会从地面上跃起 ，并在推力作用下向前移动。上举力减小，在重力作用 下，颗粒再次落到地面上。
跃移是风搬运砂粒的主要形式，一个飞扬的颗粒如 果撞击在基岩上，其跳跃几乎像弹性体，很少失去动能 。如果飞扬的颗粒落在松散砂质沉积物上，被撞击的颗 粒就会被抛向空中，这样就发生了“连锁反应”。 在正常的地面风条件下，粒径小于 0.1～0.2mm的 颗粒，可呈悬浮搬运；粒径小于0.005 mm的粉砂与粘土 ，可以像尘埃一样弥散在空气中被长距离搬运。当发生 风暴时，这种搬运作用就更为强烈。
浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）、垂直上举力（R）
悬移 细小的碎屑颗粒在流体中，由于R+F＞＞G，故 不易沉到底部，总是呈悬浮状态被搬运，这种搬运方式 称悬移。
载移 被冰川搬运的物质，有的堆积在冰川表面，有 的冻结在冰体内，随冰川一起运移。恰似一条传送带载 运物质，称为载移。
冰川的搬运作用－－载移
图6－9 三角洲构造及层序
1－顶积层；2－破坏期沉积；3－前积层；4－底积层
河流的沉积物统称为冲积物。 冲积物的主要鉴别标志是： ①砾石成分复杂, 往往具叠瓦状排列； 砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多。 ②碎屑物质的分选性较好。 ③碎屑颗粒的 磨圆度较高。。④冲积物层理发育，类型 丰富(如水平层理、交错层理等)，其中，倾 斜的交错层理一般倾向河流下游。⑤冲积 物在剖面上常呈透镜状或豆荚状展布，少 数呈平行板状延伸。⑥冲积物往往具有二 元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩 沉积。
第六章 地壳的有机组成
概述
地壳中的有机物：自然作用形成的，多与生
物体有关的物质，主要指的是有机矿产和化 石生物。 意义： 地壳的重要组成部分； 生物化石，阐明地壳演化、环境变迁(古生物 学、地史学)； 有机矿产，煤、石油、天然气等，与人类的 生存和发展息息相关(生物化石能源)。
概述 地壳有机地球化学特征
66.1 8 21.7 3.1 1.1
1.地壳有机物的元素组成
地壳中C的平均克拉克值～0.04%，有机碳仅占～ 18％，大部分固定在沉积物中，如碳酸盐类。 化石能源：煤约占地壳的1/500；石油约占地壳的 1/1600。
有机碳
有机碳 无机碳
无机碳
18 82
2. 地壳中的主要有机化合物
根据广义有机地球化学的观点，自然界中组 成植物和动物的有机质主要划分为6类：
石油(Oil)
(1) 石油的元素的组成
碳(83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%)，其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%) 及微量金属元素(镍、钒、铁等)。 由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部 分，约占95% ~ 99%，表明石油的形成有一个 “脱氧、加氢、富集碳”的过程。
含硫化合物，有机硫化合物约250中，主要出现在 <200℃的分馏中，是石油的有害杂质。
石油(Oil)
(3) 石油物理性质 颜色，一般为黑褐色，淡黄、墨绿、褐红等； 比重，一般0.75-1.0。>0.9为重质原油，<0.9为轻质原油； 粘度，因产地而异，范围很宽，与化学成分、温度和压力有关； 密度，0.8 ~ 1.0 g/cm3，凝固点差别很大30 ~ -60℃，沸点范围为 常温到500℃以上； 荧光性，在紫外线照射下产生荧光，发光强度与物质浓度有关， 是找油的重要标志之一； 旋光性，当偏振光通过石油时，偏光面会旋转一定角度，(0.1~几 度)，由于有机化合物分子存在不对称结构分子； 导电性，具极高的电阻率，可视为非导体，是电法找油的理论依 据。
第六章 大洋沉积解读
第六章 大洋沉积
第四节 钙质生物沉积 CaO3>30%，陆源粘土、粉砂<30%的远洋沉积 物。 一、类型 1、有孔虫软泥 2、钙质超微化石软泥（颗石软泥） 3、翼足虫软泥：文石 图6-12-13-14
第六章 大洋沉积
二、沉积构造 韵律性水平层理。 三、溶跃面及方解石补偿深度 1、溶跃面：碳酸盐在大洋中溶解速度随深度 增大，当到达一溶解速度梯度急剧变化的界面 称为溶跃面。 控制溶跃面的主要因素是深层和底层水的性质； 图6-15-16 2、方解石补偿深度 方解石沉降速率等于溶解速率的深度界面。
第六章 大洋沉积
骨屑溶解速度与海水CaCO3饱和度有关：
Q ([Ca ][CO3 ]) 特定海水 ([Ca ][CO3 ]饱和CaCO3海水
2 2 2 2
由于Ca2+浓度随温盐压的变化不大，CaCO3平 衡的海水中Ca2+含量与实际海水中的含量相同， 简化式为： 2
Q [CO3 ]) 特定海水
第六章 大洋沉积
各大洋的东南、东北信风带都形成由东向西的 东南、东北信风流（亦称南、北赤道流）图6-6 南北半球的西风带各形成一支向东流的西风漂 流，北半球称为北太平洋流、北大西洋流；赤 道流、西风漂流、和其间的西边界流（黑潮、 湾流、巴西海流、东澳大利亚海流、厄加勒斯 海流等）、东边界流（加利福尼亚海流、加那 利海流、秘鲁海流、本各拉海流等）构成了反 气旋（逆时针）及气旋式（顺时针）环流；各 大洋的反气旋式环流都存在纬向不对称性。
第六章 大洋沉积
3、古气候意义：反映干燥区分布、信风位置 和强度变化，风成沉积与寒冷、干燥的冰期相 对应。 第八节 火山成因沉积 1、陆地搬运到海洋的火山物质叫海洋火山碎 屑沉积； 2、火山碎屑经改造形成的沉积物叫海洋外力 碎屑沉积物； 3、海底火山喷发或海底热液活动沉积物叫海 洋自生沉积物。 4、火山灰：致密或多孔微粒组成，如浮岩火 山玻璃等。
第六章 沉积有机质的组成
第六章 沉积有机质的组成
第一节
腐殖质
四、腐殖酸的主要物理化学性质 3、热解性质
腐殖酸对热不稳定。在逐步升温下，腐殖酸结构破 坏，释放出中间产物，从而可提供有关其结构的定性 或定量信息。方法主要有热重法（TG）、微商热重法 （DTG）、差热分析法（DTA）和等温加热法等。在受 热过程中碳含量增加，氧减少。先是侧链官能团热解 （250～400℃之间），500℃以上引起“核”分解， 540℃不再含氧。对中间产物可用红外（IR）光谱、 气相色谱（GC）、质谱（MS）及色谱－质谱（GC－MS） 等方法鉴定。
第六章 沉积有机质的组成
第一节
腐殖质
四、腐殖酸的主要物理化学性质 4、分子量
腐殖酸是高分子量的物质，用不同方法测得的腐殖 物质的相对分子质量相差极大，一般为400～200 000，有的可高达几百万。研究发现，在腐殖酸不同 的成因类型和它的馏分中，分子量变化是有规律的， 同时，分子量的变化还与其本身的缩合程度有关。 湖泊腐殖酸分子量约6400，沼泽泥炭约7600。从富 啡酸到胡敏酸分子量逐渐增大。一般富啡酸约626～ 2000，胡敏酸2000～2 000 000，富啡酸与胡敏酸 之间是一个连续变化的序列。
第一节
腐殖质
腐殖质分离流程简图
第六章 沉积有机质的组成 二、腐殖酸的组成
第一节
腐殖质
腐殖酸为暗色到黑色胶状体，无定形， 结构复杂，用一般化学方法难以进行分析。 采用先进的分析技术，如电子显微镜、X衍 射、核磁共振等，研究表明腐殖酸不是单一 的纯有机化合物，而是大分子非均一缩聚物。 从对多种不同腐殖酸的元素及官能团组成进 行的常规分析结果看，腐殖酸主要由C、H、 O、N、S元素组成，但不同的腐殖酸的元素 组成有明显差别。
沉积有机质的形成作用对沉积有机质物质组成的影响
墨化 作用 。煤 主 要 是高 等植 物通 过 复杂 的物 理 化学 以及 生 物 作用形 成 ，泥
炭可 经过 褐煤 、亚烟 煤 、烟 煤 到无 烟煤 和超 无烟 煤 的 各阶 段 的发展 泥炭 化 作用 是 高等 植 物 向沉积 有 机质 转变 的 一个 主要 作 用之 一 ，具 体通 过凝 胶 化 作 用 、丝炭 化 作用 和残 植 化作 用 得 以实现 。煤 的有机 显 微组 成可 分 为三 大 组 ， 即镜质 组 、壳 质组 和 惰质 组 。镜质 组 是植 物 的根 、茎 、叶在 强覆 水 的还 原条 件下 ，经过 凝胶 化 作用 形 成 。细胞 壁称 为 结构 镜质 体 ，结 构镜 质 体 的细 胞 结构 保存 完 好 ，表 明当 时 的沉积 特 点是 快速 沉 积 、凝 胶化 作用 时 间比较 短 ，空 气 或者 水 中的 氧无 限量 的进 入 ，会 发 生腐 朽作 用 ，很 难有 产 物 无得 以保存 。镜 煤往 往 是植 物 的根 、茎 、 叶在 强覆 水 还原 条 件下 形成 ， 以结构 镜 质体 和均 质 镜质 体 为主 ， 是优质 的煤岩 成 分 ；彻底 的 凝胶 化作 用
高等 植物 演化 过程 与 工业 性煤 层 的聚 集地 地质 进程 关 系密 切 。在 成煤 过程 中 ，有相 当数 量 的菌 类等 微生 物参 与 ；据 研 究 ，微 生 物 至少提 供 了美 国 佛 罗里 达州 泥炭 有机 物 质 的５一 ０ 以上 。微 生物 对于 煤层 中同生 矿 物的 形成 ％ １％ 有 重要 作 用 ，黄 铁 矿 是 富钙 煤 是 一 种 常 见 的 同生 矿物 ，在 富 钙 水 的 作用 下，泥 沼偏碱 性 ，大量 微生物 繁 殖，通 过 生物化 学作 用产 生ＨＳ ２ ，与随 水流 进 入泥 沼 的铁 离 子作用 可 以最 终形 成黄 铁矿 。低等 生 物在 元古 代 和早 古 生 代 的某 些特 定 的环 境下 聚集 形 成 了最早 的煤 —— 石 煤 。沉积 有 机质 中含 有 大 量 的生物 有机 碎 屑 ，对这 些 生物 碎屑 的 生物 学分 析 ，是研 究 沉积 有机 质 成 因 、评价 煤用 途 等 的重要 途径 。就煤 而言 ，泥 炭 沼泽 是 决定 煤相 的重 要 因素 。在北 半球 的 某些 石炭 纪 的泥 炭沼 泽里 ，泥炭 的形 成往 往 以森 林 沼泽
沉积学参考资料
沉积学参考资料：干酪根分类及镜质组反射率（沉积有机地球化学）一、干酪根的显微组分1、类脂组：主要来自藻类，由类脂体组成，具有较高生烃潜力，分为：①藻质体：主要由蓝藻、绿藻、甲藻、疑源类形成。
②无定形体：多是水生生物和藻类彻底分解的产物。
2、壳质组：来源为高等植物的壳质组织，含有高级脂肪酸、高级醇、酯，水解或还原可生烃。
①角质体：植物的叶、枝、芽的最外层，由角质物质组成，角质层内储藏有脂肪酸。
②树脂体：植物的树脂形成。
③孢粉体：孢粉形成，脂类和蛋白质丰富。
3、镜质组：干酪根中的主要显微组分之一，含量平均4~30%，来自高等植物的木质纤维部分。
①结构镜质体：木质结构较清晰，可见植物的导管、纤维、纹孔结构。
②无结构镜质体：植物组织被水浸泡吸水膨胀，组织结构变形、破坏、消失，分解后产生的腐植酸溶液凝聚，经过生物化学作用形成无结构镜质体。
4、惰质组：高等植物的木质纤维组织，经丝碳化作用形成，仅极少量生成天然气。
反射率最高，无荧光。
生烃潜力：①藻质体和以藻类、细菌为主形成的富氢无定形体生油潜力最大。
②壳质体和部分富氢无定形体次之。
③镜质组和贫氢无定形体不利于生油，一定埋深经过温压作用有利于生气。
④惰质组基本没有生油潜力。
水生烃源岩的主要干酪根类型和生烃潜力和沉积速率的关系干酪根显微组分鉴定特征二、干酪根的类型划分三、陆相烃源岩成熟阶段划分标准注解：参数一：αααC29甾烷20S/（20S+20R）；参数2：C29甾烷ββ/（ββ+αα）；TTI：时间-温度指数，公式为：TTI=Σ2n×（△tn）,表示时间与温度两种因素同时对沉积物有机质成熟度的影响，用来预测一个沉积盆地中烃类生成的时间、液态烃裂解为气态烃的深度的，成藏史图上可确定生油窗.四、干酪根类型综合分类五、有机质演化过程中镜质组反射率的变化[镜质组反射率是古地温史（有机质热演化程度）的指标，镜质组反射率随埋深（温度）增加呈指数增长。
根据镜质组反射率划分有机质的演化阶段]镜质体反射率：指镜质体——煤、有机碎屑、干酪根等对垂直入射于其抛光面上光线的反射能力，公式为：RO（油浸介质反射率）=Ir（反射光强度）/Ii（入射光强度）×100测定位置样品的反射率的样品需要用未知样品的反射光强与已知标本的反射光强度作比较，公式为：RC=RS=IC/IS镜质体反射率反映石油成熟度的原因：干酪根属于吸收性物质，干酪根演化成分加深，各种组分之间的反射色及突起差别逐渐消失，整个变化过程中，镜质体反射率增大的变化趋势平稳均一，和其他化学成熟作用参数之间基本上为连续函数关系，演化程度加深镜质体反射率增加，这些都与镜质体向石墨型晶体演化有关，向石墨演化的过程中，干酪根的芳香核缩聚程度越来越大，含氢量越来越少，形成更致密的结构单元，透射率（吸收光线的能力）降低，反射率增高，镜质体的反射率测定不受干酪根类型变化的影响，与有机质成熟度之间具有良好的相关性，能够良好地反映出生油岩的时间-古地温史、有机质热演化的指标。
第六章沉积相的概念和分类、陆相组(教案).docx
课程名称石汕地质授课班级授课日期本次课题沉积相的概念和分类、陆相纟fl教学目的和技能耍求通过本次课程的讲授，使学牛理解和掌握沉积相的实质以及分类，真正从根本上掌握沉积相是什么，还有了解不同的沉积环境对于沉积物特征侑什么决定作用。
重点：沉积相的概念（所谓沉积相就是指沉积环境以及在这个沉积环境下所形成的沉积物特征的总和）难点：沉积相的亚相沉积特征以及成因德育：要学会肯定别人，这样也能得到别人的肯定教学方法：讲授法、幻灯片教学内容摘要：沉积相的概念、沉积相的分类（陆相、海相、海陆过渡相）陆相组（山麓■洪积相、河流相、湖泊相）课后安排：复习本次课程所讲内容，认真领会沉积相的实质意义授课教案第八章沉积相第一节沉积相的概念及分类一、沉积相的概念沉积相是指沉积环境及在该环境屮形成的沉积岩（物）特征的综合。
沉积环境包括岩石在沉积和成岩过程小所处的H然地理条件、气候状况、生物发育等。
沉积岩（物）的综合是指岩石的成分、颜色、结构、构造以及各种岩石的相互关系和分布情况。
二、沉积相的分类沉积相的概念要求学生理解并熟记。
石汕、天然气的生成和分布与沉积相的关系非常密切。
不同沉积相类型的沉积岩，形成于不同的沉积坏境，在沉积坏境屮起 决定作用的是口然地理条件。
沉积相可划分为三类和组即陆相组、海相纟R 和海陆过渡和纟R 。
每一类 又可划分为几个亚相。
是一系列有序排列的岩石组合一一相，形成一个有成因联系的相，即沉积 体系。
第二节陆相组一、山麓一洪积相1.岩性a. 大多数冲积扇以砾石为主，砾石间充填砂、粉砂和粘土级碎屑。
近端扇以砾岩、砂岩为主，至远端扇砂、粉砂和粘土含量增加。
b. 多处于（半）干旱的氧化环境，岩石一般具红色调，很少有机 质和还原性沉积。
c. 因扇积物倾向于蒸发作用，常含有盐类沉积物一如石膏、方解石等呈结核或薄层状J ：扇端。
碳酸盐常堆积在扇体下游的斜坡边缘带（J 这是地下水的排泄区，或附近干盐湖沉积物中的咸水流动区）。
生物的化学组成及沉积有机质
04
生物体内重要化学组成——核酸
核酸结构与功能关系
核酸由核苷酸组成，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核 糖核酸（RNA）两类。
DNA双螺旋结构中的碱基互补配对原则保证了遗传 信息的稳定传递。
RNA单链结构具有多样性，可参与蛋白质合成等多 种生物过程。
核酸在生物体内作用
储存和传递遗传信息
01
DNA是生物体遗传信息的携带者，通过复制将遗传信息传递给
感谢聆听
核苷酸是核酸的基本组成单位， 携带遗传信息，参与生物体的遗 传和变异过程。
维生素与辅酶作用
维生素在生物体内常作为辅酶或 辅基，参与酶的催化过程，促进 生物化学反应的进行。
06
沉积有机质对环境和人类影响
沉积有机质对地球环境影响
碳循环
沉积有机质是地球上碳循环的重要组成部分，通过生物地球化学过程将大气中的CO2转化为有机 碳并储存在沉积物中，对全球气候变化具有重要影响。
02
沉积有机质来源及类型
沉积有机质来源
生物残骸
包括动植物遗骸、浮游生物、微生物等。
排泄物和分泌物
生物体代谢过程中产生的废物和分泌物。
生物化学过程产物
如腐殖质，是植物残体在微生物作用下分解形成的 复杂有机物。
沉积有机质类型划分
80%
腐殖质
主要由植物残体分解形成，含有 大量芳香族化合物和含氮化合物 。
100%
石油和天然气
由古代生物遗骸在地下高温高压 条件下转化而成。
80%
煤
主要由古代植物遗体在地下经过 复杂的生物化学和地质作用形成 。
不同类型沉积有机பைடு நூலகம்特征
腐殖质特征
颜色较深，呈褐色或黑色；富 含芳香族化合物和含氮化合物 ；具有较高的阳离子交换能力 。
有机质组成
有机质组成1. 什么是有机质有机质是指来自于生物的残留物和产物，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，且不易挥发的有机物质。
有机质在自然界中普遍存在于土壤、水体、沉积物以及生物体内，是维持生态系统健康和生物多样性的重要组成部分。
2. 有机质在土壤中的作用土壤是有机质的主要积累场所，在土壤中，有机质起到了很多重要作用。
首先，有机质可以提高土壤的肥力和物理性质。
土壤中的有机质能促进微生物和其他生物的繁殖和发展，从而促进土壤中养分的释放和循环。
其次，有机质可以增加土壤的保水性和通透性，有利于植物的生长和根系的扩展。
此外，有机质还能吸附有害物质、降解有机污染物，对环境保护和生态修复也有重要意义。
3. 有机质来源与组成在土壤中，有机质来源于植物、动物、微生物等生物体的遗体和排泄物、分泌物，以及这些有机物质的降解产物。
不同来源的有机质具有不同的组成，包括有机酸、蛋白质、碳水化合物、脂肪等。
此外，土壤中的有机质还和土壤中的矿物物质相互作用，形成复杂的土壤有机质。
4. 有机质的含量和分布有机质是土壤的重要组成部分之一，其含量通常为土壤干重的2%~10%左右，但在一些特殊的土壤中，如沼泽、湿地等，有机质含量可能会达到很高的水平。
有机质的分布也是不均匀的，通常在表层土壤中含量较高，在深层土壤中则逐渐减少。
此外，不同地区、不同土地利用方式、不同的土壤类型，有机质的含量和分布也会有所差异。
5. 有机质的变化和管理土壤中的有机质具有一定的稳定性和可变性。
在稳定期，有机质会停留在土壤中长期保持其化学性质和数量；而在可变期，有机质的数量和化学性质会发生变化。
由于有机质的重要作用，因此土地管理者需要采取措施来稳定或增加土壤中的有机质含量，如合理改良土壤、施用有机肥、减少化肥使用以及保护耕作制度等。
这些管理措施不仅能提高土壤质量，还能提高农作物的产量和品质，保护环境和增加经济效益。
6. 总结有机质是生物体残留物和产物的重要组成部分，是土壤质量和生态系统健康的关键因素。
沉积物中有机质的来源及其对古环境重建的意义
沉积物中有机质的来源及其对古环境重建的意义沉积物是地球表面的重要组成部分。
它记录着地球历史上的种种变化，如气候变迁、地质事件等。
在沉积物中，有机质是一项关键指标，它来源于各种生物和非生物因素，对古环境重建具有重要意义。
一、有机质的主要来源有机质是由生物残留物和非生物因素的分解产物组成的。
生物残留物主要包括植物、动物和微生物的碎屑、腐殖质等。
非生物因素主要是岩石和土壤的矿物物质，如石英、长石等。
这些物质通过物理、化学和生物地球化学过程，被转化为有机质。
1. 生物残留物的贡献植物在沉积物中的有机质来源非常重要。
植物残留物通过死亡、腐烂和分解等过程进入沉积物。
不同类型的植物残留物具有不同的特征，如木材含有纤维素和木质素，而叶子则富含脯氨酸和叶蜡。
动物残留物也是沉积物中有机质的来源之一。
动物残留物主要包括骨骼、壳体、羽毛等。
它们在沉积物中的存在可以提供关于古生态系统的重要信息，如动物种类和数量等。
微生物在沉积物中的贡献也不容忽视。
微生物通过代谢活动释放有机质，如腐殖质和叶脂。
此外，微生物还具有促进有机质降解和转化的功能，对沉积物有机质的形成和变质起着重要的作用。
2. 非生物因素的转化过程生物残留物和非生物因素在沉积物中通过物理、化学和生物地球化学过程进行转化。
物理过程包括机械破碎、搬运和沉积等，可以将有机质分散到沉积物中的不同位置。
化学过程主要包括氧化还原、酸碱中和等。
氧化还原反应可以改变有机质的性质和组成，从而影响沉积物中的有机质分布。
酸碱中和反应可以改变有机质的酸碱性质，进而影响沉积物中有机质的稳定性。
生物地球化学过程包括微生物的代谢和酶促反应等。
微生物通过代谢有机质释放产物并转化有机质的组成，从而改变沉积物中的有机质特征。
二、有机质在古环境重建中的意义沉积物中的有机质对古环境重建具有重要意义。
它可以提供关于古生态系统、气候和地质事件等方面的信息。
1. 古生态系统重建沉积物中的有机质可以提供关于古生态系统的重要信息，如古植被类型、动物群落结构和生态位变化等。
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的物质。
• 代表油页岩和藻煤中有机物质
•1960，代表不溶于有机溶剂的沉积有机质。
• Tissot 和Welte (1978)：沉积岩中既不溶于含水的碱性 溶剂，也不溶于普通有机溶剂的有机组分.
2
第六章 沉积有机质的组成 二、干酪根的组成及研究方法 １、干酪根的显微组分组成
组分 腐 泥 组 (a) 壳 质 组 (b) 孢 粉 体 b2 藻质体 无定形体 角 质 体 b2 树 脂 体 b1 木 栓 质 体 b2 表皮体
微生物发酵 部分生物标记化合物
4
热成熟
沥青＋天然气
运移 成藏
石油
各种形式的沉积有机质之间的关系
6
第六章 沉积有机质的组成
小结
1、按在常用有机溶剂中的溶解性，沉积岩中 的有机质可分为可溶有机质和不溶有机质（干 酪根）。而沉积物中的有机质参照土壤学的定 义称为腐殖质（水体环境中水生生物来源为主 沉积物中的有机质也可称为腐泥质）。根据抽 提过程和方法不同，可溶有机质可被分为沥青 “A”、沥青“B”及沥青“C”三种类型。最常使 用的是氯仿沥青“A”。
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第六章 沉积有机质的组成
思考题
1、什么是干酪根？有哪种主要类型的干酪根？ 造成干酪根类型差异的主要原因是什么？
2、我国湖相烃源岩的干酪根类型有哪些主要 特征？
3、地质体中各种有机质有何成因关联？
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第六章 沉积有机质的组成
小结
2、三种沉积有机质都没有固定的组成，但它 们均主要由C、H、O、N、S元素组成。从腐殖 质到干酪根到可溶有机质，H、C的含量逐渐升 高，杂原子的含量明显减少。8来自六章 沉积有机质的组成小结
3、腐殖质和干酪根均没有固定的结构，而且 不同来源、不同环境的有机质会有较大的差别。 但总体上看，它们基本的结构单元可能都包括 核、桥键、官能团（侧链）和包裹于大分子结 构中的游离分子。只不过核的性质、官能团的 类型、桥键、链的长短及各部分的比例不同。 从腐殖质（富啡酸→胡敏酸→胡敏素）到干酪 根，分子的缩合程度增大，分子量加大，水溶 性下降，含碳量、含氢量升高，而杂原子含量 9 下降。
第六章 沉积有机质的组成
天然有机质
沉积有机质
沉积有机质相对于天然 有机质已经发生了分解、 聚合等一系列变化，已 经不能、或者难以分离 出这些生化组分。
1
第六章 沉积有机质的组成 一、干酪根的定义
第三节
干酪根
干酪根(Kerogen，曾译为油母)一词来源于希腊语Keros，指能生 成油或蜡状物的有机质。 • 1912，Brown：这些有机物质干馏时可产生类似石油
第三节
干酪根
镜 质 组 (c)
惰 质 组 (d)
亚组分
结构镜质体 无结构镜质体
丝质体
2、干酪根的元素组成
C 70～85％；H 3～11％；O 3～24％， N <2% ；S少量
3、干酪根的基团组成 脂族结构、芳香结构、杂原子（主要是O）
3
第六章 沉积有机质的组成
第三节
干酪根
三、干酪根的类型
1、据生物来源的分类法 腐泥型干酪根、腐殖型干酪根、腐泥－腐殖混合型干酪根 2、据干酪根显微组分的分类法 腐泥型干酪根、腐殖型干酪根、腐泥－腐殖混合型干酪根
5
第六章 沉积有机质的组成 第四节
天然有机质
各种有机质之间的关系－干酪根的形成
部分稳定组（如孢子、花粉、树脂等）抗降解能 力较强，不经过明显变化直接成为干酪根组分 分解、聚合 缩聚、不溶
新的沉积有机质 （生物聚合体）
微生物作用
腐殖质
干酪根
+CH
部分生物标记化合物 4 微生物发酵
（地质聚合体）
+CH
4
第六章 沉积有机质的组成
第三节
干酪根
（藻类体）
三、干酪根的类型
3、元素组成的分类法
Tissot等（1978）利用干酪 根元素组成将干酪根划分 为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，这 些类型可清晰地表示在Van Krevelen图(范氏图)上。
（孢子体）
（镜质体）
干酪根主要类型和演化途径 （据Tissot and Welte, 1984）
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第六章 沉积有机质的组成
小结
5、腐殖质可视为生物聚合物向干酪根转化时 的重要中间产物。但部分抵抗降解能力较强的 组分不经过腐殖质而直接成为干酪根中的组分。 同时，还有少部分生物标记化合物在生物聚合 物或腐殖质的演变过程中，可能不经过干酪根 而直接以可溶有机质（沥青）的形式存在于沉 积物（岩）中。在微生物参与生物聚合体和腐 殖质向干酪根转化的过程中，厌氧的产甲烷菌 可将相当部分的有机质转化为生物甲烷气。
第六章 沉积有机质的组成
小结
4、不溶有机质（干酪根）是沉积岩中有机质 存在的主要形式，是主要的成烃母质。据来源 干酪根可分为主要来源于水生生物的腐泥型和 主要来自陆生高等植物的腐殖型和介于其间的 混合型。据干酪根的元素组成可将干酪根分为 I、II、III、IV型，其富氢程度逐渐降低，产 烃能力也逐渐降低。实际应用中I、II、III型 干酪根的分类大致与腐泥型、混合型、腐殖型 的分类相对应。