油气地球化学复习题

第三章生物的类型与化学组成

名词解释：

1.浮游植物：指在水中营浮游生活的微小植物。

2.浮游动物：指没有运动器官或具极不发达运动器官，对水流等不发生作用，而只能随波

逐流的一类水生生物，浮游动物大多骨骼不发育体积小。

3.碳水化合物：是多烃基的醛类或酮类化合物，有C、H、O3种元素组成，其中H、O原

子比例数为2：1，与水分子中H、O比例相同。

4.蛋白质：是由氨基酸单体通过肽键组成的生物大分子多聚体。

5.脂类：指所有生物组成的不溶于水而溶于乙醚氯仿苯等非极性溶剂中的生物体组分。

6.蜡：是不溶于水德固体，是由高级脂肪酸与高级一元醇和甾醇形成的酯。

7.高等植物：苔藓植物，蕨类植物，种子植物的合体。

一．概述油气成因理论的四种学说

无机成因说：油气是由无机化合物经化学反应形成的。它们或是由地球深部高温条件下原始碳或其氧化态经还原作用形成；或是在宇宙形成初期已存在，后随地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，有这些碳氢化合物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。按照这一学说，无机成因油气不仅存在而且远景巨大，将有可能比有机成因的油气潜力大的多，其蕴藏量几乎是取之不尽的。

油气的早期有机成因说：石油是由沉积物（岩）中的分散有机质在早期的成岩作用阶段经生物化学和化学作用形成的。这一学说认为石油是在近现代形成的，是许多海相生物中遗留下来的天然烃的混合物，即它仅仅是生物体中烃类物质的简单分离和聚集。由于此时的有机质还埋藏较浅故也被称为浅成熟。

油气的晚期成因说：认为并入沉积物中的生物聚合体首先在生物化学和化学的作用下，经分解，聚合，缩聚，不溶等作用，在埋深较大的成岩作用晚期成为地质大分子——干酪根。之后，随着埋深的继续增大在不断升高的热应力作用下，干酪根才逐步发生催化裂解和热裂解形成大量的原石油（或称为沥青，包括烃类和非烃类）。在一定条件下，这些原石油从生成它的细粒岩中运移出来，在储层中聚集成为油气藏。与早期成因说相同的是，它也认为油气源于有机质。但不同的是，它认为石油不是生物烃类的简单分离和聚集，而是先形成干酪根，之后在较大的埋深和较高的低温条件下才在热力的作用下转化形成。它也被称为深成说（此时有机质的埋深已经较大）和干酪根成烃说（有机质先形成干酪根，干酪根再生油气）。

现代油气成因说：无机成因说+油气的早期有机成因说+油气的晚期成因说

二．脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素的结构和元素组成有何异同？

脂类（C，H，O）：包罗广，结构差异大，但有共性，既不溶于水而溶于低极性的有机溶剂，如氯仿，乙醚。

蛋白质（C，H，O，N）：蛋白质构成了生物机体中大部分含氮化合物，结构复杂，种类繁多，功能各异，是细胞最重要的结构成分。

碳水化合物（C，H，O）：是一切生物体的重要组成之一，是光合作用的产物，包括单糖，多糖（淀粉，纤维素，壳质）。

木质素（C，H，O，N）：是植物细胞壁的主要成分，其性质十分稳定，不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸,含侧链很少，故生油难，但含-OCH3，可生气。

三．与油气关系密切的有哪几类生物，其化学组成有何异同，能否解释这几类生物为什么会与油气关系密切？

浮游植物：糖类富集，蛋白质含量较低，含木质素，脂类含量仅高于高等植物。浮游植物可能始终是世界上有机碳的主要来源。

浮游动物：糖类含量较低，蛋白质含量较高，脂类含量较高。其数量受浮游植物产率的控制，

浮游动物的产率及其对有机质沉积的贡献远远低于浮游植物，而且越是高等动物产率和贡献越小。

细菌：糖类，蛋白质含量较高，脂类含量仅次于浮游动物。据称是有机质的第二大来源，也是生物界的先驱，在世界上分布最广，繁殖最快，可与其他生物共生，但其对成油贡献不详。高等植物：糖类富集，蛋白质含量较低，木质素含量高，脂类含量较低。

总之，浮游植物，浮游动物和细菌含蛋白质，主要组成元素为C，H，O，N，有利于形成成油母质；与高等植物相比，其类脂化合物含量较高，相反高等植物以碳水化合物和木质素为主，主要元素为C，H，O，是成煤的主要先质。

四．解释图5-6的地球化学意义

1.作为有机质的演化产物，石油相对富氢贫氧，煤化作用早期的泥炭相对贫氧富氢，而高阶煤相对富碳贫氢。与此相比各类生化组分中，脂类在元素组成上相对富氢贫氧，与石油最为相近，而碳水化合物（纤维素），尤其是木质素，与泥炭最为接近，蛋白质则介于两者之间。由此不难理解，脂类只需要经过少许变化即可成为石油，因而应该是最为有力的成油先质，而碳水化合物和木质素可能主要倾向于成煤，但它可以成为重要的生气先质。蛋白质则可能因为易于分解，丹宁等则可能因为数量较少而成烃意义有限。

2.就各类生物体与石油的元素组成的比较来说，浮游植物，浮游动物和细菌易于成油，而高等植物更易成煤。

第四章沉积有机质

名词解释：

1.沉积有机质：来源于生物的沉积岩(物)中的有机质

2.陆源有机质：由水盆外搬运而来的通称，主要是高等植物

3.分散有机质：将有机质按分散程度划分的一种，是分散在沉积岩或沉积物中未聚集的有机

质，如烃原岩中的有机质。

4.可溶有机质：凡是被中性有机溶剂从沉积岩（物）中溶解（抽提）出来的有机质称为可容

有机质，或可抽提有机质，也称为沥青。

1.说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？

1）海洋是最大的生物生活空间，从古至今接受了地球上最大量的有机质沉积。滨海带由于位于波浪作用、潮汐进退的高能氧化环境不利于有机质的沉积和保存。浅海陆棚浪基面以上由于具适宜的温度、阳光、丰富的养分使其生物出产率高，而下部水体则为静水、低能还原环境，同时，沉积速率适中，可使有机质得到较为迅速的埋藏，保存条件良好。沉积特征为：富含有机质的细粒沉积物分布广、厚度广，有机有机质总量大；由于以水生生物的贡献为主，有机质性质较好，倾向于产油，在路表海由于陆源有机质的贡献，可能有混合型的有机质。大陆斜坡及其临近的深海盆地，其有机质主要来自上部的浮游生物和浊流、重力流沉积从大陆架和三角洲地区带来的有机质。浊流不仅搬运来大量的沙体，同时也有富含有机质的泥质物，使大陆斜坡沉积物中具有较丰富的有机质。远洋盆地，虽然环境特征为静水、低能的还原环境，但远洋盆地由于营养物质缺乏、关照度极低、生物不发育、沉积速率缓慢，有限的有机质在下沉过程中，被水中的溶解氧或某些深海生物所消耗，形成有机质沉积的贫瘠区。2）过渡环境既受海洋的潮汐、波浪作用，也可受河流的影响，营养物质一般较海洋和淡水更为丰富，因此，生物比较发育。因此，陆源、水生生物、高等植物、浮游植物、细菌、浮游动物皆有发育。

3）湖泊环境滨湖相由于受河流注入的影响陆源和

浅湖相

2．以湖泊为例说明影响生物类型及沉积有机质发育的因素。

湖泊是大陆上地形相对低洼和流水汇集的地区，也是沉积物和有机质堆积的重要场所。