生物标志化合物在有机地球化学研究中的应用
应用生物标志化合物参数判识古沉积环境
０．５４ ０．７０ ０．１４
０．８ ０．２８ １．１ ０．１８ Ｏ． ８ Ｏ．１
１．７０ ０．７２ １．７９
２．０２ ２６．６３ ” ．５４ １５．８３ ５．８４ １ ７．●ｌ ６８．２３ １●．３６
３．１３ １０．２Ｏ ８ ．７１
２．７８ １ ．●９ ７４．６６
４．
８．９ｅ ８３．４０
４．１０ ９．８６ ７．６２
０．００
０．０ｏ ０．００ ０．００ ０．００
０．０３ Ｏ ．Ｏ０
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０．１ ０．Ｏ６ ０．５ Ｏ．１９ Ｏ．０７
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ｌ８— ２２号 样 品 的 生 油 岩形 成 于咸 水 或 高 盐 度 水 湖 泊环 境 ，如 潜 江 盆地 生 油岩 中 就 广 泛 发 育 高 盐 环 境生 成 的 矿 物 ，如 石 膏 和 石盐 等。 泥 岩 中 氯 离 子 含 量 较 高 ，为 ３— ７‰ 。 而 含 盐 泥 岩 中氯 离 子 含量 更高 ，一 般 为 ２Ｏ一 ６０‰ 。 含 盐 泥 岩 因盐 度 很 高 ，化 石 极 为 稀 少 （江 继 纲 ，１９８２）。
０ ．●７ ３２．●９ ３０．３７ ｉ７．１５
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生物标志化合物地球化学
生物标志化合物还可以用于评估污染物的生态影响，例如，通过比较污染区域和非污染区域的生物标志化合物，可以了解污染物对生态系统的影响。
生物标志化合物在生态风险评估中的应用
04
CHAPTER
生物标志化合物地球化学在石油勘探中的应用
生物标志化合物是石油生成过程中有机物质演化的产物，它们在石油生成和演化过程中起着关键作用。
生物标志化合物可以用于识别污染源，通过分析污染物的化学特征和来源，可以追溯污染物的来源和传播途径。
生物标志化合物可以用于区分自然源和人为源的污染物，例如，某些特定的生物标志化合物可以指示特定类型的石油或重金属污染物的来源。
生物标志化合物还可以用于评估污染物的迁移和转化，例如，通过检测不同环境介质中的生物标志化合物，可以了解污染物的迁移和转化过程。
生物标志化合物在环境监测中具有重要作用，可以用于检测和评估环境污染物的存在和浓度。例如，某些特定的生物标志化合物可以指示石油、重金属、农药等污染物的存在。
生物标志化合物可以用于监测环境污染对生态系统的影响，例如，通过检测动物和植物组织中的污染物含量，可以评估环境污染对生物多样性和生态平衡的影响。
生物标志化合物在环境监测中的应用
生物标志化合物地球化学模型
建立生物标志化合物地球化学模型，模拟生物标志化合物的分布、迁移和转化过程，预测其对环境变化的响应。
高灵敏度分析技术
利用质谱、色谱等高灵敏度分析技术，提高生物标志化合物的检测限和准确性。
生物标志化合物地球化学新技术与新方法的发展
通过研究生物标志化合物在生态系统中的作用，为保护和合理利用自然资源提供科学依据。
随着技术的不断进步和研究的深入，生物标志化合物地球化学在石油勘探中的应用将更加广泛和深入，有望为石油勘探提供更加准确和可靠的依据。
地球化学中生物标志物的应用意义——以三环萜烷化合物为例
! ! 摘 ! 要 生 物 标 志 物 存 在 于 地 壳 和 大 气 圈 中 是 分 子 结 构 与 特 定 天 然 产 物 或 与 特 定 生 物 类 别 的 分 子 结构之间具有相关性的天然有机化合物被广泛应 用 于 地 球 化 学 学 科 通 过 对 特 定 生 物 标 志 物 间 的 对 比研究可以有效进行油源对比判识古环境勘探 优 质 烃 源 岩 等 文 章 选 取 三 环 萜 烷 系 列 化 合 物 作 为 主 要 的 研 究 生 标 探 讨 了 其 在 指 示 不 同 沉 积 环 境 成 熟 度 及 母 质 来 源 等 方 面 的 地 化 意 义
另外也可以运用三环萜烷系列的不同构型来判 断成熟度#一般认 为 只 能 在 成 熟 度 偏 低 的 样 品 中 检 测到 !/$"L$#!%$"L$&!/""L$#!%$"L$和 !/" "L$#!%""L$#因为其三 环 萜 烷 系 列 热 稳 定 性 差#而 !/$"L$#!%""L$构型 具 有 最 高 的 热 稳 定 性#可 以 在 成熟样品中检测到% /! 三 环 萜 烷 母 质 来 源 探 讨
. All三R环ig萜h烷ts一 般 Re可se能r来ve自d细 . 菌 和 藻 类 的 低 等 生
物 #也 可 能 随 着 成 熟 度 的 增 加 由 藿 烷 逐 渐 形 成 #而 碳 数大于"* 的 三 环 萜 烷 可 能 与 低 等 水 生 藻 类 有 关% 姜连在大庆石油地质与开发期刊上曾对藿烷参数和 三环萜烷参数之间 的 相 关 性 做 了 散 点 图#图 中 显 示 了藿烷参数与三环 萜 烷 参 数 之 间 良 好 的 相 关 性#因 此 认 为 P/#藿 烷 &P"+@N可 能 与 长 链 三 环 萜 烷 具 有 相 似的母质来 源#都 与 低 等 水 生 藻 类 有 关%(8M<7发 现三环萜烷在高成熟的咸化湖相和海相烃源岩及原 油中分布显著#表 明 一 定 的 咸 化 水 环 境 可 能 是 其 前 驱 体 存 在 的 有 利 条 件 %I8?:S 识 别 出 来 P!+ !P&% 的 三环萜烷#三环萜 烷 的 分 布 特 征 随 沉 积 环 境 的 变 化 而变化#尤其是 在 盐 湖 和 海 相 碳 酸 盐 岩 环 境 中% 因 此#三环萜烷的生 物 前 体 可 能 生 活 在 中 等 盐 度 条 件 下%王启军等认为#长 链 三 环 萜 烷 的 先 体 可 能 是 古 细菌细胞壁的 类 脂 中 的 己 异 戊 二 烯 醇 "P/#$在 还 原 条件下经环化 而 成%!+0/ 年#D[a75f5874?=研 究 发 现 低 碳 三 环 萜 烷 "P!+ 和 P"#$可 能 来 源 于 二 萜 #反 映 了高等植物的生物 成 因 特 征#浅 水 沉 积 环 境 可 能 有 利 于 低 碳 三 环 萜 烷"P!+和 P"#$的 形 成 和 分 布 % %! 结 论
古生物学技术在古生物地层对比中的应用
古生物学技术在古生物地层对比中的应用古生物地层对比是地质学中重要的研究方法，它通过对不同地层中的化石进行比较，揭示地球历史上生物的演化过程和地层的时代分布。
在过去的几十年里，古生物学技术的发展对古生物地层对比起到了至关重要的作用。
本文将着重介绍古生物学技术在古生物地层对比中的应用。
一、生物标志物在古生物地层对比中的应用生物标志物是指古生物化石中具有特殊地理或地质意义的生物化合物。
它们可以通过分析化石中保存的有机物质来判断古环境条件、古气候、古地理等信息。
例如，藻类和古菌的化石中保存了许多有机化合物，通过分析这些标志物，可以获得古气候变化的信息。
此外，一些古生物特征的存在与否，如古植物的花粉和古动物的骨骼结构等，也可以作为地层对比的依据。
二、同位素地层学在古生物地层对比中的应用同位素地层学是一种基于同位素组成变化的地层对比方法。
同位素是同一种元素的不同质量的原子，在地质过程中会发生不同的地球化学反应。
通过分析古生物化石中的同位素组成，可以获得关于地层古气候、地球化学和生态系统演化等信息。
例如，碳同位素组成可用于判断古植物的光合作用类型和古环境的水分条件；氧同位素组成则可以用于推测古水体的温度和氧气含量。
同位素地层学的应用，为地层对比提供了更加精确和客观的依据。
三、生物地层学在古生物地层对比中的应用生物地层学是通过对古生物化石的时代分布和演化特征进行研究，建立起地层的时间序列。
根据生物化石的演化特征，可以将地层划分为不同的生物地层带。
通过对生物地层的对比，可以确定地层的对应关系和时代早晚，进而建立地质时间尺度。
例如，在早前寒武纪地层中，三叶虫化石的分布是一种重要的生物地层标志。
不同地区的三叶虫化石可以通过对比其演化特征和分布情况，确定地层的对应关系。
四、地层学与分子生物学在古生物地层对比中的应用近年来，随着分子生物学的发展，它与地层学的结合为古生物地层对比带来了新的方法和数据。
分子生物学通过研究DNA、RNA等生物大分子的序列变化，揭示了生物演化的分子遗传机制。
地球化学中的有机地球化学
地球化学中的有机地球化学地球化学是一门研究地球化学元素的分布、运移、化学特性及其在地球圈层中的变化规律的科学。
有机地球化学则是研究有机物质在地球中的分布、特性、形成与演化的学科。
它是现代地球化学领域中的一个分支，与矿物地球化学、水文地球化学等有机结合，构成了地球化学研究的核心内容。
本文将从有机地球化学的研究对象、有机质的主要成分、有机地球化学古气候学、有机地球化学与环境科学等几个方面结合实例进行阐述。
一、有机地球化学的研究对象有机地球化学的研究对象包括石油、煤炭、天然气、沉积岩石等。
这些物质均含有不同程度的有机质，是现代人类社会生产生活的重要能源与原料资源。
石油、煤炭、天然气是含碳量极高的有机物，其成分除了含碳之外，还含有氢、氮、硫等元素。
石油和天然气是构成地球深部烃类资源的主要成分，而煤炭则是由大量的植物残骸在地质历史长期压缩和化学反应形成的，是地球上储量最丰富的燃料。
沉积岩石则是指岩石中含有可见的、经过生物化学反应后形成的化石和其他有机标志物的沉积物。
有机质最为集中的地方是深度较浅的沉积岩系。
研究沉积岩石中的有机质，有助于了解岩石的沉积环境、沉积旋回、海水温度、海平面变化等。
有机质通常包括一系列的生物标志物，如芳香烃、脂肪烃等，这些标志物具有结构独特、成分多样、稳定性高的特征，可以用来将岩石的沉积环境重建出来。
二、有机质的主要成分有机质的主成分是有机碳、有机氮、有机硫、有机氧等元素的有机物。
为了更好的理解有机质和岩石成因的关系，我们需要掌握有机质的具体特征。
（1）碳同位素组成燃料油、煤中的有机碳含量可以用碳同位素组成进行表征。
碳同位素组成是指不同样品中碳的不同原子量之间的比例，以表征碳源以及化学分馏过程。
同位素测量得到的结果是以δ13C ‰ (PDB) 的形式表示的。
其中δ13C为样品同位素组成相对于标准物质Pee Dee Belemnite（PDB）的偏移值，计算公式如下：δ13C ‰ (PDB) = [(13C/12C)样品/(13C/12C)PDB - 1] × 1000‰（2）生物标志物分析生物标志物分析是有机地球化学中的重要研究手段之一。
地化(自己)
•正构烷烃的峰型及主碳峰
正构烷烃的峰型分为单驼和双驼型。nC22以前和n C23以后 分别代表来源于水生生物和微生物以及陆源生物。
•三环二萜
三环二萜分三种构型：a 带一个长侧链结构的三环二萜烷；b具有 海松酸基本碳骨架的三环二萜烷，如海松烷、降海松烷； c具有松 香酸基本碳骨架的的三环二萜烷，如松香烷，降松香烷。一般认为 后两种来源于高等植物树脂，是高等植物输入的标志。长链的三环 二萜烷分布广泛，表明其可能来源于微生物和藻类。
随着成熟度越高，基数碳优势比逐渐消失，因而OEP值越接近 于1则说明其成熟度越高，反之，其越大则说明成熟度越低。
•霍烷参数
Ts/Tm; C30βα/αβ ；C31 C32-αβ-22S/22(S+R)
•甾烷参数 C29αα-20S/20(S+R)及C29-ββ/（ββ+αα）； 重排甾烷/规则甾烷
古沉积环境参数
•类异戊二烯性烷烃中的Pr/Ph
由于姥鲛烷是植醇在氧化环以反映成烃古环境的氧化还原程度。一般情况 下Pr/Ph越小，反映还原性越强，反之，则反映氧化环境。
•二环倍半萜
二环倍半萜与甾、萜烷综合应用具有一定的指相意义。
古盐度参数
•三环二萜烷
通常在淡水环境中形成的三环二萜烷丰度较低，一般∑三 环/ ∑霍烷值很小，在咸化环境中∑三环/ ∑霍烷值很高。 在咸化环境中生成的三环二萜烷碳数分布宽，一般可检测 到C30， C25以后成对出现的三环萜烷相对丰度较高，呈倒 “V”字型分布。
•γ蜡烷
γ蜡烷/0.5C31αβ（22S+SSR）和∑三环/ ∑五烷是指示水体 咸度的参数，其二者随水体咸度的增大而增大。 霍烷中C35αβ> C34αβ> C33αβ除了指示水体咸度较大 外，还指示水体较深。
生物标志化合物-油田讲课
②碳 数 分 布
在原始有机质中，正构烷烃液态烃碳数分布非常宽，可达C6－ C70，由于采用的抽提方法及分析仪器的限制，正构烷烃的碳数 分布的差异较大。以索氏抽提法和GC/MS仪器分析为例： 索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿（也有加入部分强极性溶剂） 或石油醚，其回流温度在80℃左右，在抽提过程和溶剂挥发定 量过程中，轻组分损失较大。一般可从n C10检测出。
①生物标志化合物是生物自身合成的 ②这些化合物具有稳定的基本碳骨架
③这些化合物能够提供一些重要信息
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用下， 经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
第一节 基本概念
姥鲛烷（pristane）、植烷(phtane)、降姥鲛烷（norpristane）和法呢烷（farnesane）等系列类异戊二稀烷
烃（isoprenoids）等的前身物是叶绿素的α侧链植醇；
高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的 产物；
桉叶油烷（eudesmane）来自高等植物β-桉叶油醇； 8β（H）补身烷（drimane）。是由锥满醇合成的，主要
0
柴达木盆地咸水湖相烃源岩(E)饱和烃GC-MS总离子流图
A b u n d a n c e T IC : M 5 .5 e + 0 7 5 e + 0 7 4 .5 e + 0 7 4 e + 0 7 3 .5 e + 0 7 3 e + 0 7 2 .5 e + 0 7 2 e + 0 7 1 .5 e + 0 7 1 e + 0 7 5 0 0 0 0 0 0 1 0 .0 0 T i e --> m 2 0 .0 0 3 0 .0 0 4 0 .0 0 5 0 .0 0 6 0 .0 0 C 3 9 7 0 .0 0 C 1 1 P r P h C 1 8 C 1 7 S 1 0 0 6 9 .D
第十四届有机地球化学学术会议 专题6 生物有机地球化学
Powers, L., Werne, J.P., Vanderwoude, A.J., Hopmans, E.C., Sinninghe Damsté , J.S., Schouten, S., 2010. Applicability and calibration of the TEX86 paleothermometer in lakes. Organic Geochemistry, 41: 403–414. Weijers, J.W.H., Schouten, S., van den Donker, J.C., Hopmans, E.C., Sinninghe Damsté , J.S., 2007. Environmental controls on bacterial tetraether membrane lipid distribution in soils. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71: 703–713. Woltering, M., Johnson, T.C., Werne, J.P., Schouten, S., Sinninghe Damsté , J.S., 2011. Late Pleistocene temperature history of Southeast Africa: a TEX86 temperaturer ecord from Lake Malawi. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 303:93–102. Schouten, S., Hopmans E.C., Sinninghe Damsté , J.S, 2013. The organic geochemistry of glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids: A review. Organic Geochemistry, 54:19-61.
有机地球化学试卷
2009─2010学年 第2学期《有机地球化学》课程考试试卷( A 卷)专业：地球化学 年级：07级 考试方式：闭卷 学分：3.5 考试时间： 120分钟是： 和 ，其次是 、和 。
2．影响烃源岩生烃潜力的主要因素是： 、 和 。
3．氯仿沥青“A”的族组成包括： 、 、 和 。
4．在Tissot 和Welte 的石油分类中，饱和烃含量大于50%的原油有 、、 ；饱和烃含量≤50%的原油有： 、和 。
5．重油是指难于开采的具有较大粘度和密度的原油。
根据其成因特征，可将其区分为：型和 型。
4分，共20分）．有机质成熟度2．质量色谱图A 卷 第 1 页共 4 页3．热蚀变作用4．生烃门限与液态窗5．生物标志化合物4分，共16分）姥/植比（Ｐr/Ph）的分布常与沉积环境有关。
盐湖相原油Ｐr/Ph值常低于1，而煤成油常具有明显较高的Pr/Ph值，说明盐湖相烃源岩形成于强还原环境，而煤系烃源岩形成于弱氧化环境。
2. 烃源岩的生烃门限是有机质开始大量生烃的起始深度。
生烃门限的差异不仅与烃源岩的有机质类型有关，而且与烃源岩所在沉积盆地的地温梯度有关。
3．CPI是正构烷的碳优势指数。
当CPI<1时，说明正构烷烃存在偶碳优势，这种分布常出现在强还原环境形成的烃源岩中。
当CPI接近１时，说明烃烃源岩形成环境的还原性相对较弱。
4.陆相原油与海相原油的化学组成常存在较明显的差异，其主要特征是高蜡、低硫、高钒低镍，高环烷烃、低芳烃。
A卷第 2 页共 4 页8分，共24分）．什么是运移分馏效应？运移分馏过程造成的原油物理性质和2．有机质的生烃演化过程可划分几个阶段？各阶段生成的主要产物是什么？3．简述Tissot干酪根元素分类法中四种类型的划分方法及主要特征A卷第 3 页共 4 页20分）A卷第4 页共4页2009─2010学年第2学期《有机地球化学》课程考试试卷( B卷)专业：地球化学年级：07级考试方式：闭卷学分：3.5 考试时间： 120分钟的生物是：、、和。
古生物学中的地球化学技术探索古代生态系统
古生物学中的地球化学技术探索古代生态系统古生物学是研究古代生命演化及其生态系统的科学领域，通过对古生物化石的研究和分析，我们可以揭示地球上生命的演化历史以及古代生态系统的变迁。
然而，光靠古生物化石本身的信息是远远不够的，地球化学技术的应用在古生物学中起着举足轻重的作用。
本文将介绍一些地球化学技术在古生物学研究中的应用，并探讨其对古代生态系统理解的贡献。
一、同位素地球化学同位素是元素在自然界中存在的不同形式，具有相同原子序数但质量数不同的同一元素谓其同位素。
同位素地球化学是通过研究元素不同同位素比例的变化，探索古代生态系统的方法之一。
同位素地球化学主要应用于古代生物群落结构和食物链的研究。
通过分析化石中的同位素比例，可以确定古代生物的饮食结构和相对位置。
例如，碳同位素分析可以判断生物所处的生态位，不同植物或动物的同位素比例差异较大，通过分析其碳同位素组成可以揭示古代生态系统中不同种群之间的相互作用关系。
氧同位素分析则可以反映水体的温度和气候变化情况，从而帮助我们重建古代气候与环境条件。
二、生物标志物地球化学生物标志物是生物合成的特定化合物，在地球化学技术中被广泛应用于研究古代生态系统。
脂质标志物是生物标志物中的一类，通过分析化石中的脂质标志物，可以了解古代生物的生活习性和环境适应能力。
例如，鳞状脂质标志物n-alkanes的组成可以反映古代植物群落的结构和类型，通过分析烯醇和脂肪酸标志物，可以推断古代植物的水分利用策略和生长环境。
此外，胆固醇和叶绿素等脂质标志物也可以提供关于古代生态系统的重要信息。
三、微量元素地球化学微量元素是指在地壳中含量较低的元素，但它们对古代生态系统的研究具有重要意义。
微量元素地球化学主要应用于研究古代生物的生存环境和生活习性。
通过分析化石中微量元素的含量和组成，我们可以了解古代生物对其所处环境的适应能力和响应机制。
如硅、锶、钙等微量元素可以揭示古代生物在水质、水温和骨骼有机质合成等方面的适应情况。
生物标志化合物在油气地球化学中的应用
３结语
前言
生 物标 志化 合物 在有 机 质的演 化过 程 中 基 本保 持 了原始 生化 组分 的碳 骨架 ，记 录 ｒ 原 始生 物 母质 的特殊 分子 结构 信息 的有 机化 合物 ，囚此 具 有特殊 的 “ 标志 作用 ” 。生物 标 志化 合物 的讲 究和 应 用标志 着油 气地 球化 学 研 究 进入 ＿ ｒ 分＿ 『 ． 级 水 平… 。在 石 油地 质研 究 巾 ，多川 于判断 有机 质的 类型 、来 源及 其 热 演化 等 方 面。
生物 标志 化 合物在 解决 实际地 质和地球 化 学等 问题 中有 着不可 替代 的重 要作 用 ，凭 借 其特 征 、稳 定 的结构 和独 到 的溯源 意 义 ， 被 广泛 地应 于指示 母 质来源 及类 型 、沉 积 环 境 ， 并作 为油 气源 对 比 、运 移 、生 物 降 解 、描 述油 减流 体非 均值性 等 方面 的评价 和 研 究指 标 。但需 要注 意的 是烃 源岩 常常 具有 多元 化 的有机 质输 入 ，许 多生物标 志化 合 物 的 来源也 并非 唯 ・ 。成 熟演 化 、运 移 、 菌解 ２生物标志化合物在油气地球化学中的应 等 有时也 会使 问题 复杂 化 ，所以 在应 用生 物 标 志化 合物 的时候 还需 要重 视指标 多解性 的 用 问题 。 ２ ． １有机 质 的来源 及类 型 判断 不 同生物 标 忐化 合物 的特 定来源 可用来 尔踪 生物 输 入 。如可指 示高 等植 物生 源输 入 的 ：具奇 偶 优势 的高相 对 分子 质鼍正 构 （ 或 异构 、反 构 ）烷 烃 ；Ｃ ， 甾烷 。 可指 示 水 参 考 文献 １ 】 陈建渝 ． 生物 标志物地 球 化学 的新进 展【 Ｊ 】 ． 生 牛物 输 入的 ：Ｃ 甾类 ；存在 Ｃ 或ｃ ． 的优 【 ９ ９ ５ ，１ ４ （ １ ） ：５ ５ － ４ ４ 势 、但 无 明显奇 偶优 势的 中 等相埘 分 子质量 地 质 科技 情报 ，１ 【 ２ ］ 卢双舫 ，张敏 ． 油 气地球 化学【 Ｍ Ｊ ． 北京 ：石油 构烷 烃等 。可 指示 菌类输 入 的 ：无奇 偶优 工 业 出版 社 ，２ ０ ０ ８ ，１ ７ １ —１ ９ ９ 势的 ｃ ～Ｃ 范 围 内的正 构烷烃 等 。 Ｉ ５ ｌ Ｓ ｅ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ Ｗ Ｋ Ｍ ｏ ｌ ｄ ｏ ｗ ａ ｎ Ｊ Ｍ． Ｐ ａ Ｉ ｅ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ 】 ｏ ｎ ２ ． ２作 为油 气源 对 比指标 ｂ ｙ ｂ １ ０ ｌ ０ ｃ ａ Ｉ ｍ ａ ｒ ｋ Ｂ ｒ ｓ ＿ Ｊ Ｊ Ｇ ｅ ｏ ｅ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｅ ｔ Ｃ ｏ ｓ ｍ ｏ ｃ ｈ ｉ ｍ ｉ ｃ ａ 油气 源对 比是 油气 有机 地球化 学 的 个 Ａｃ ｔ ＆ ， １ ９ ８１ 、４ ５： ７ ８ ５ —７ ９ ４ 重要 内容 ，主要 应 用 ｒ油 气勘 探 及油藏 地球 【 ４ 】 彼 得斯Ｋ Ｅ 莫 尔 多万Ｊ Ｍ． 生物 标记 化合物 化学描 述 中 。当－ － 一 个含油 气 盆地 中有 若干 个 指 南一 ——古 代 沉 积物 和 石 油 中分 子 化 石 的 解 释 Ｍ１ ． 姜 乃 煌 ， 张 永 昌 ，林 永汉 等译 ． 北京 ： 石 油气 藏 、油气 层组 或油 气源 岩层 时 ，油气 源 【 ０ ０１ ，１ ０ ６ 对 比可以 明确 各 自的来 源或 去 向 ，确 定 主 力 油工 业 出版 社 ，２ ［ ５ ］ Ｓ ｕ ｍ ｍ ｏ ｎ ｓ Ｂ Ｅ， ｅ ｔ ａ ｉ ．Ｄ ｉ ｎ ｏ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ 源岩 层及 油 气运移 、充沣的 方 向 途 径等 。 ｓ ｔ ｅ ｒ ０ ｉ ｄ ａ ｉ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｎ ｏ ｆ ｉ ａ ｇ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｅ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ｉ ｎ 油气 源对 比任 认 识油 气的成 因类 型 、预测 资 ｓ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ 【 Ｊ １ ．Ｇ ｅ ｏ ｃ ｈ ｉ ｍ ｉ ｃ ａ ｅ ｔ Ｃ ｏ ｓ ｍ ｏ ｃ ｈ ｉ ｍ ｉ ｃ ａ 源潜 力和 勘探 方 面具有 重 要意 义 。由于生 物 Ａ ｃ ｔ ａ １ ９ ８ ７ ． ５１ ： ５ ０７ ５～５ ０ ８ ２ 来源 、沉 积环 境 、岩性 和时 代 的不 同 ，导 敛 【 ６ ］ Ｖ ｏ ｌ ｋ ｍ ａ ｎ Ｊ Ｋ ．Ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｍ ｌ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ａ ｓ 生物 标 志化 合物具 有 不同 的特征 。所 以在 油 ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ 气源 的关 系研 究 中 ，生 物标 志化 合物 是应 用 ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｒ ｏ ｃ ｋ ｓ ［ Ｍ 】 Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ Ｉ Ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ，Ｌ ｏ ｎ ｄ ｏ ｎ ，Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｐ ｕ ｂ ｉ ｉ ｃ ａ ％ ｉ ｏ ｎ ， １ ９ ８ ｇ ４ ０： １ ０ ５ １ ２ ２ 最 广 、最有效 和 成功 的对 比指标 。
油气地球化学课后思考题
1.Tmax：是由Rock-Eval热解仪分析所得到的S2峰的峰顶温度，对应着实验室恒速升温度的条件下热解产烃速率最高的温度。
2)氢指数：IH=S2/TOC*100 (S2干酪根，TOC总有机碳) 反映有机质生烃能力的高低。
3）氧指数：IO=S3/TOC*100 (S3有机氧)4）庚烷值：庚烷值=正庚烷/（环己烷-甲基环己烷之间的馏分和）*100%5）异庚烷值：异庚烷值=（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/1顺3+1反3+1反2）-2甲基戊烷6）甲基菲参数：MPI1=[1.5(2-甲基菲+3-甲基菲)]/（菲+1-甲基菲+9-甲基菲）MPI2=3（2-甲基菲）/（菲+1-甲基菲+9-甲基菲）1.说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？1）海洋环境分为滨海、浅海、海湾和深海。
滨海水体动荡，含氧量高，由于水体能量过高，陆源，水生生物、高等植物、细菌、浮游动物均发育较少。
浅海环境由于阳光充足，温度适宜，江河、波浪、潮汐带来陆岸大量营养，故水生生物、浮游动植物、细菌均发育良好，陆源生物、高等植物发育良好。
海湾水生生物、细菌，浮游动植物十分发育。
深海区由于远离大陆缺乏营养来源，温跃层、盐跃层的存在又使深层含营养物的水不易升到表层，生物极少产量最低。
2）海陆过渡相：潮汐、河流、波浪作用强，营养物质丰富，盐度、温度、阳光适宜，各种生物都发育。
3）湖泊分为滨湖、深湖、浅湖、半深湖相。
滨湖水体能量高，各种生物均不发育，浅湖区由于河流的注入，同时带来营养物质的陆源生物、水生生物、浮游动物发育中等，深湖、半深湖区由于比海洋浅的多，阳光充足，河流注入带来大量的营养物质，各种生物均十分发育。
4）沼泽：沼泽是土壤充分湿润，季节性或长期积水、丛生着多年生喜湿性植物的低洼地段。
湿度变化大、含氧多、透光性好，水生生物、高等植物十分发育，而陆源、浮游动植物、细菌发育很少。
二. 影响有机质沉积和保存的因素有哪些。
1.水体能量：能量过高则含氧量增加氧化作用强，有机易被氧化，又加之有机质难以埋藏，如滨海、滨湖、河流显然有十分充足的光照也不行。
地球化学-第四章生物标志物1.
生
正构烷烃
物
无环类异戊二烯烷烃
标
二环－四环异芳香烃
别
含氮化合物、卟啉
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
二、生物标志化合物的研究意义
生物标志化合物在有机质热演化过程中：
一方面在各种作用下，发生一定的结构变化， 以达到热力学上的稳定性。这些变化包括失去不 稳定的官能团，不饱和的链加氢变为饱和的结构， 发生芳构化以及异构化和分子的重排等。
生物标志化合物从何而来？
沉积有机质在成岩作用 阶段演化的产物
不溶于有机溶剂的干酪根
生物体中原生烃及其它类 脂化合物的游离分子（生
物标志化合物）
一般具有明显的结构特征和较高的分子量。它们可 以是直接来自于继承的生物类脂组分，也可以是结合于 或吸附于干酪根中的类脂化合物，在生油早期阶段从干 酪根主结构中完整脱落下来的有机分子。
油气运移提供证据：烃源岩和疏导层对油气 运移起到色层效应，利用这种效应可以追溯 油气运移路径和方向。
研究原油生物降解程度：成藏以后油藏进入 细菌活动带，细菌会选择性地破坏一些生物 标志物，通过检测生物标志物被细菌降解的 情况，可以确定油藏形成以后演化的历史。
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
结构上的“变异性”使其能够用于追溯有 机质的演化历程。
另一方面仍然保留其母体基本碳骨架
正是这种结构上的继承性使其具有标志 有机质来源及沉积环境的作用。
油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油-油、 气-油、气-岩成因联系提供一系列参数 和指标。
油气地球化学
油⽓地球化学《油⽓地球化学》考试试卷（第⼀套）⼀、名词解释（每题2分，共16分）1、⽴体异构⽴体异构是指具有相同的分⼦式和相同的原⼦连接顺序，但是由于分⼦内的原⼦在空间排布的位置不同⽽产⽣的异构2、稳定同位素根据⽬前的测试⽔平和技术条件，凡未发现有放射性衰变或裂变的同位素称为稳定同位素3、⼲酪根⼲酪根是指不溶于⾮氧化的⽆机酸、碱和有机溶剂的⼀切有机质4、镜质体反射率指在油浸介质中测定的镜质体⼊射光强度与反射光强度的百分⽐。
（指在油浸介质中测定的镜质体反射率）。
5、有机成因天然⽓指沉积岩中分散状或集中状的有机质通过细菌作⽤、物理化学作⽤等形成的天然⽓6、地质⾊层作⽤油⽓在运移过程中，岩⽯矿物对⽯油中不同组分的吸附能⼒不同以及油⽓运移路径的差异等所引起的油⽓化学组成的变化称为地质⾊层作⽤。
7、⽣物标志化合物沉积物或岩⽯中来源于活体⽣物，并基本保存原始⽣化组分碳⾻架的、记载原始⽣物母质特殊分⼦结构信息的有机化合物。
8、潜在烃源岩能够⽣成但尚未⽣成具有⼯业价值油⽓流的岩⽯。
1、构造异构构造异构是指具有相同的分⼦式，但由于分⼦中原⼦结合的顺序不同⽽产⽣的异构2、放射性同位素根据⽬前的测试⽔平和技术条件，凡发现有放射性衰变或裂变的同位素称为放射性同位素。
可利⽤放射性同位素测定古代沉积物的地质年龄。
4、⽣油门限在烃源岩热演化过程中油⽓开始⼤量⽣成时所对应的地层温度或地层埋藏深度称为⽣油门限。
5、⽆机成因天然⽓泛指在任何环境下由⽆机物质形成的天然⽓。
6、分⼦离⼦峰分⼦受到电⼦轰击后失去⼀个外层电⼦形成的正离⼦为分⼦离⼦或母体离⼦，质谱图中对应于分⼦离⼦的峰为母峰或分⼦离⼦峰。
7、脱沥青作⽤在油⽓藏过程中或多期次成藏时，当⼤量⽓态烃（特别是湿⽓或凝析⽓）注⼊时，使原油中沥青质、胶质分离出来的作⽤，称为脱沥青作⽤。
稳定同位素分馏：稳定同位素分馏是指稳定同位素在两种同位素⽐值不同的物质之间的分配，包括同位素的动⼒分馏效应和同位素的交换分馏效应。
孙吴-嘉荫盆地太平林场组烃源岩生物标志化合物地球化学特征
ｔｏ ｆｓ ｕｒｅ ｒ ｃ ｓ Ｔｈｅｏ ｇ ｎ ｃｍ ａｅ ａ ｆｓ ｕ ｃ ｏ ｋ ｏ ｓ ｓｅ ｈａ ａ ｔ ｒｏ ｈｅｍ ｉｅ ｒ ｎ ｔｒａ ，ｗｉｈ ｔｅ ｒｃｈ ｃ ｎ— ｉｎ ｏ ｏ ｃ ｏ ｋ ． ｒ ａ ｉ ｔｒ ｌｏ ｏ ｒ ｅ ｒ ｃ ｐ ｓ ｅ ｓ ｓ ｃ ｒ ｃｅ ｆｔ ｘ ｄ ｐａｅ ｔｍａｅ ｌ ｉ ｉ ｔ ｈ ｉ ｏ ｔｎｔｏ ｈ ｌｏ ｈ ｔ ｎ ｔｅ ｏ ｇ ｎｃ ｓ ｕｒｅ ． Ｔｈ ｏ ｒ ｅｒ ｃ ｅ ｏ ｉ ｄ ａ ｒ ｓ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒｄｕ ｔｖ — ａ ｌ ｅ ｕｃｉ ｅｃｒ ｕｍ— ｅ ｆｔ ａｌ ｐ ｙ ｅｉ ｈ ｒ ａ ｉ ｏ ｃ ｓ ｅ ｓ ｕ ｃ ｏ ｋｓｄ ｐ ｓｔ ｎｄ ｐ ｅ ｅ ｖ ｄ ｉ ｈ ｅ ｃ ｉｅ ｗｅ ｋ ｙｒ ｄ ｔｖ ｉｃ ｅ
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中国科学院地质与地球物理研究所地球化学专业考博真题2006-2010年
2006年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.元素丰度2.半衰期3.相容元素4.稳定同位素5.类质同象6.同位素计时体系的封闭温度7.微量元素8.U-Pb同位素体系的普通Pb9.温度效应气体10.晶格能11.分配系数12.地幔交代作用二、简答1.等时线定年法的原理。
2.目前锆石U-Pb体系定年的主要方法和各自的优缺点。
3.简述埃达克岩的特征和形成环境。
4.简述识别地幔岩浆遭受地壳混染的地球化学手段。
5.简述氧同位素测试方法和其应用。
6.简述大气圈和水圈的形成和演化。
三、论述1.概述同位素分馏、分馏系数及其影响因素。
并举例说明稳定同位素分馏程度在地球科学其一领域中的应用。
2.论述岩浆作用过程中（部分熔融和分离结晶）相容元素和不相容元素的变化规律。
3.概述研究高级变质岩热演化（T-t曲线）的原理和方法（以某一岩石类型为例，如榴辉岩、麻粒岩）。
4.论述地球化学方法在花岗岩成因研究中的应用（可结合实例说明）。
2007年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.球粒陨石2.相容元素3.吉布斯相率4.部分熔融作用5.稀土元素标准化6.稳定同位素分馏系数7.等时线8.封闭温度9.分配系数10.放射性衰变常熟11.地幔楔12.类质同象二、简答和论述1．列出你所了解和阅读的国际重要的地球化学杂志名称（>4）2.说明太阳、行星和陨石对元素丰度研究的贡献。
3.简述戈尔施密特元素地球化学分类的依据，结果和意义。
每类列举三种以上的代表元素。
4.简述类质同象法则。
举例说明它对微量元素集中和分散的影响。
5.论述微量元素地质温度计的原理和应用。
6.举例说明稀土元素在地球化学研究中的作用。
7.造成地幔不均一性的可能因素有哪些？简述大陆陨石的同位素组成变化大于大洋岩石同位素组成变化的原因。
8.举例说明H、C同位素在矿床地球化学示踪的应用。
9.选取某一同位素体系（Rb-Sr，Sm-Nd）及以岩类或者矿床为例，叙述其视年龄、内部矿物等时线和全岩等时线年龄方法的原理、前提、差异及应用。
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细菌或甲藻的色素。
第一节 基本概念
豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中，它是24-乙基-胆甾 烷[C29] 的前身;
胆甾醇（cholestanol）主要存在于水生生物和甲壳动物体内， 它是胆甾烷[C27]的前身；
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息
正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰 碳 位 置 、 ΣC22-/ΣC23+ 值 、 OEP 值 变 化等可提供有机质的母质类型、演 化程度及是否遭受过细菌微生物的 降解等重要信息
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
第一节 基本概念
这些化合物具有稳定的基本碳骨架
在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用 时，也仅发生失去某些官能团、碳碳双键的 氢化或芳构化过程，但会保留可辨认的、从 先驱物继承下来的基本碳骨架特征。
HO
O H3C CH3
Abietanoic acid
CH3 CH3
脱氢 H3C CH3
Abietine
植物叶、茎表层的保护膜（也称植物蜡）及类脂物的降 解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源；
动、植物体中的激素是孕（雄）甾烷的先驱物； 动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身； 松香烷（abietane）、松香亭（abietine）、西蒙内利
稀(simonellite)、惹稀(retene)这一系列三环二萜类化 合物来自高等植物树脂中的松香酸（醇）的降解产物；
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用 下，经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的（例）
生物标志化合物 在有机地球化学研究中的应用
目录
第一节 基本概念 第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息 2.气相色谱图或GC/MS TIC中类异戊二稀烷烃信息 3.两环倍半萜烷信息 4.藿烷系列和甾族系列信息
■ 第三节 细菌微生物作用的生物标志物特征
②碳 数 分 布
在原始有机质中，正构烷烃液态烃碳数分布非常宽，可达C6－ C70，由于采用的抽提方法及分析仪器的限制，正构烷烃的碳数 分布的差异较大。以索氏抽提法和GC/MS仪器分析为例：
索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿（也有加入部分强极性溶剂） 或石油醚，其回流温度在80℃左右，在抽提过程和溶剂挥发定 量过程中，轻组分损失较大。一般可从n C10检测出。
CH3 CH3
脱氢
H3C
CH3
Simonaline
CH3 CH3
脱氢
CH3 CH3
CH3
Retene
CH3 HO
OCholesterine
H3C
CH3
CH3 OH
CH3 CH3
脱氢
H3C CH3
CH3 CH3
OH CH3
脱氢
H3C
CH3 CH3
CH3
OH CH3
脱氢
H3C
CH3 CH3
OH CH3
Ring-A-aromatic sterane
第一节 基本概念
姥鲛烷（pristane）、植烷(phtane)、降姥鲛烷（norpristane）和法呢烷（farnesane）等系列类异戊二稀烷 烃（isoprenoids）等的前身物是叶绿素的α侧链植醇；
高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的 产物；
桉叶油烷（eudesmane）来自高等植物β-桉叶油醇； 8β（H）补身烷（drimane）。是由锥满醇合成的，主要
真菌中主要是麦角甾醇，绝大多数藻类主要含胆甾醇（C27）和麦 角甾醇（C28）；
在m/z191质量色谱图三环萜后段检测出的C24、C26、C27、C28-四环萜 烷，Ts与Tm之间的芒柄花根烷，C29αβ与βα之间的γ-羽扇烷 （lupane）,C30αβ前的18α（H）-奥利烷（oleanane）是典型 的高等植物输入的特征生物标志化合物。
①正构烷烃的母质来源
●正构烷烃主要来自于陆源生物或水生生物的蜡质及生物体 中类脂物的降解产物。
●C23以后高碳数正构烷烃一般来源于陆源生物，而C22以 前的低碳数正构烷烃一般来自于水生生物和微生物，且 在生物体的原生质中呈强烈的奇碳优势，因此ΣC22/ΣC23+值反映母质类型特征。
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
Ring-C-aromatic sterane
A,B,C-Tricyclo-aromatic sterane
H3C
Octadecanoic acid C18:0
O
பைடு நூலகம்
OH
脱羧
H3C
Heptadecane nC17
CH3
H3C CH3 CH3 CH3 CH3 β-Carotene
H3C
加氢还原
CH3 CH3H3C CH3
H3C CH3 CH3 CH3 CH3 β-Carotane
生物标志化合物碳骨架示意图
H3C CH3 CH3H3C CH3
第一节 基本概念
这些化合物能够提供重要信息
有关母质来源、母质类型信息； 样品有机质的氧化还原程度及成熟度； 古环境水质的咸淡程度及水体深浅； 样品有机质的热演化程度（热历史）； 成烃古环境中是否细菌微生物发育等信息。
由于GC/MS仪器的限制正构烷烃高碳数一般检测到C40左右，更高 碳数的烷烃只有用高温色谱或液相色谱才可检测到。
若采取超临界萃取，或常温超声萃取，且不做柱色层分离前的 全烃分析，可得到轻烃组分。
Abundance
2.6e+07
TIC: MS06041.D
第一节 基本概念
什么是生物标志化合物（Biomarkers） 生物标志化合物（Biomarkers）是指现代和古代沉积
物、原油、天然气中，现代生物体——动物、高等植物、 水生生物、细菌微生物，以及它们的降解产物中，乃至宇 宙物质中所发现的具有以下明显特征的有机化合物。
①生物标志化合物是生物自身合成的 ②这些化合物具有稳定的基本碳骨架 ③这些化合物能够提供一些重要信息