第一章沉积有机质的物质的形成与聚集ppt课件名师编辑PPT课件

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
5×1013
1×1016 1×1012 1×1012
碳
还原碳：有机碳，如生物质 氧化碳：无机碳，如碳酸盐岩 元素碳：如石墨，金刚石 沉积有机碳 （还原碳）
类型
形式
数量（t）
粘土岩和页岩 不溶有机碳
碳酸盐岩 砂岩 煤层(厚度>0.6m) 储集岩中沥青 可溶有机碳 储集岩中石油 非储集岩中沥青 非储集岩中石油
表1-1 植物及其化合物的元素组成 元素 /% 浮游 陆生 纤维 木质 蛋白 菌类 脂肪 蜡质 植物 植物 素 素 质 C 45.0 H O
N
植物
化 合 物
48.0 7.5 32.5 12.0
54.0 6.0 37.0 2.8
44.4 6.2 49.4 －
62.0 53.0 6.1 7.0
77.5 12.0
1、作用过程
死亡 生物质 再循环 分配 生物作用 降解产物 物理化学作用 埋葬作用 吸收 大气、水体 沉积有机质
气态分子和水 生物遗体 其它小分子化合物 质 生物残体 氧化－降解阶段
分解产物：氨基酸，糖类等 合成产物：腐殖酸，沥青质 沉积有机
有机碎屑：生物残体 还原－合成阶段 沉积－埋藏阶
段
2、作用方式
表1-2 有机质来源
（二）沉积有机质的形成作用
1、作用类型
腐 泥 化 作 用 泥 炭 化 作 用 对象：菌藻类低等植物 环境：水体较深的滞流贫氧环境 反应：还原、合成等化学作用
产物：腐泥、软泥、残体、原生沥青质
对象：高等植物遗体
环境：沼泽、泥炭沼泽
反应：氧化、还原、合成 产物：植物残体＋腐植酸
2、泥炭化作用方式
细碎作用（机械作用）：物理作用，生物碎片 腐败作用（腐朽作用）：喜氧性细菌、真茵
消化作用（代谢作用）：粪粒、团块有机质
发酵作用（缩合作用）：厌氧性细菌、酶 碳水化合物 糖
蛋白质
脂肪 木质素
氨基酸
脂肪酸 腐殖酸ຫໍສະໝຸດ Baidu腐殖质
吸附作用（无机矿物）：沉淀、凝聚、转化作用
化学作用（水解作用）：水合作用、重排作用 压实作用：重力作用
① 凝胶化作用：强覆水、缺氧、还原、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
结果
① 透明残体：腐植酸＋沥青质＋水分 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？
图2-1
有机碳及沉积有机碳的循环
初次循环 几天~几十年 水、生物、大气圈 岩石圈表层 沉积有机质
二次循环 几百万年~数亿年 岩石圈表层 岩石圈浅层 化石能源矿产
思考题：
1.有机碳循环的不完整性会造成什么样的结果？ 2.有机碳循环研究对化石能源矿产的地质意义？
（三）沉积有机质的来源
图1-2
生物进化与沉积有机质地史分布示意图 （据钟宁宁、秦勇等，1995）
8.9×1015
1.8×1015 1.3×1015 1.5×1013 2.8×1014 2.7×1014 5×1011 1.1 ×1011
2、自然界中碳的循环
不同成熟度分散有机质 二氧化碳 光合作用 : 植物 年轻沉积物 动物 石油与天然气
聚集
高成熟度分散有机质
聚集
生物遗体
循环 1 循环 2 元素碳
第一章 沉积 有机质的形成与聚集
第一节 沉积有机质的成因
第二节 近现代沉积有机质 的物质组成 第三节 沉积有机质的聚集
第一节 沉积有机质的成因
一、沉积有机质的来源
二、生物解剖结构与化学组成
三、生物质向沉积有机质的转化
一、沉积有机质的来源
（一）概述
1、有机质的定义
包括一切生物体及其分解或合成的各种产物 。
81.0 13.5
7.0
45.0
3.0
31.9 23.0 － 16.0
10.5
－
5.5
－
思考题
1. 2. 3. 生物质化合物的稳定序列及其原因？
在沉积有机质研究中的意义？
化合物在生物质中的分布？ 生物体的不同生物组成中有机元素的 相对丰度及其地质意义？
三、生物质向沉积有机质的转化
（一）沉积有机质形成过程
纤维素
碳水化合物 化合物 木质素 蛋白质 类脂化合物
半纤维素 果胶质 芳香族高分子聚合物 含氮化合物 混合物（脂肪、蜡质）
2、化合物稳定性序列（抗降解能力）
蛋白质<色素<脂肪<半纤维素<纤维素<木质素 <木栓质<种子皮壳<角质<孢粉素<蜡质和树脂
3、 化合物的化学结构
4、化合物元素组成
生物体 化合物不同 有机元素不同 有机质的元素和生烃能力不同
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 分散有机质
按聚集状态
（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
形
式
数量（t）
1.3×1016 (0.3~1.3) × 1012 6×1016 1×1016
沉积体 生物体 沉积岩中碳酸盐 非沉积岩中碳酸盐
无机碳 （氧化 碳）
图1-4
沟鞭藻与世界特大型油田分布的关系 （据何承全，1984）
思考题：为什么到元古界末期才有煤层形成？
二、生物解剖结构与化学组成
（一）生物解剖结构
动物（细胞膜） 低等植物 植物 高等植物 根 茎
周皮：木栓层 皮层：通气、吸收 维管束：木质部
管胞
缘孔
表皮：角质层、腊质
木射线
图1-5 高等植物茎干的解剖结构 （据高信曾等， 1978）
3、影响因素
影响因素 生物体本身的化学组成 水体的动力状态 水介质性质（氧化还原、酸碱度、温度）
植物与泥炭有机质化学组成的比较 化合物组成（干燥基%） 纤维素 植 莎 草 物 木本植物 泥 草本泥炭 炭 木本泥炭 50.00 50.60 19.69 0.89 木质素 20~30 20~30 0.75 0.39 蛋白质 5~10 1~7 0 0 沥青A 5~10 1~3 3.56 10 腐殖酸 0 0 43.58 52.88
叶：表皮、叶肉、叶脉
动物来源的有机碎屑往往是海相或湖相沉积有机质的一种 重要赋存形式，古生界沉积岩中常见的动物有机碎屑来源于笔 石、几丁虫、虫颚以及某些来源不明的动物有机体，均为现代 已灭绝了的动物。
图1-8
笔石体形态及表皮解剖结构（据Goodarzi，1984）
（二）生物质的化学组成
1、化合物组成