第2章_干酪根ppt(改动), 教授级

轻
-10
-15
-20
-25
-30
-35 13C
果胶 蛋白质 半纤维素 总碳水化合物 总有机碳
乙醇抽提类脂物 纤维素 木质素 氯仿抽提类脂物 海相高等植物 湖沼高等植物 陆生生物 浮游生物 淡水浮游生物
重
-20
-25
-30 13C
1000 1500 2000 2500 3000
3500
4型
3型
2型
干酪根是一种高分子聚合物，又不同于一般的 纯有机化合物，因而没有固定统一的元素组成
干酪根的元素 组成测定方法
元素分析仪
元素 分析 仪的 充分氧化，使 各元素定量的转化为其对
应的氧化物
热导池检测器
柱色谱
C转化为CO2 H转化为H2O N转化为N2O、 再还原为N2
3、有机质官能团特征（红外光谱）
基团类型
烷基类型 (H)
芳基类型 (C)
含氧基团 (O)
主要吸收频带(cm-1)
反应的基团振动特征
代表符号
2930 2860 1455
1375 720
1630~1600 870 820 750
3600~3200 1710
1100~1000
脂肪链的甲基(—CH3)、次甲 Ka1
13C
0 00
(13C /12C)样品 (13C /12C)标准 (13C /12C)标准
1000
通用PDP标准是美国卡罗林纳州白垩系Peedee中的 箭石13C/ 12C，其值为1123.72*10-5。
我国石油系统采用的标准为周口店奥陶系灰岩，其值
13C/ 12C，为1123.6*10-5。
重
具形态 部分
有机碎屑 无定型部分 微化石组成
有机碎屑 无定型部分
微化石组成
具形态 部分
无定型 部分
具形态 部分
有机碎屑
镜质体
菌藻类
颗石藻
层状藻
葡萄藻
菌解无定形
结构镜质体
惰质体
条
带
镜 质 体
菌 孢
菌核
菌核
角质体
孢粉体
孢粉体
孢粉体
暗色泥岩－藻类体
暗色泥岩－壳质组
暗色泥岩－镜质组和惰质组
2、干酪根的元素组成
X射线 衍射法
核磁 共振法
物理降解：主要是干热解、水热解和氢解 化学降解：主要是氧化、还原和水解
通过电子显微镜的高倍放大可以研究干酪根的微细 结构，特别是利用正常和衍射光束的干涉并结合高倍
放大的晶格（5~8百万倍）的晶格条纹技术，可以 观察到芳香族片的边缘、延伸度和片间距离。
1型 图例
泌阳凹陷核桃园组干酪根13C值
官能团中的氧数量
（与干酪根有关的WB%）
其它的 酮 羧酸 酯（非羧基）
5
I型
总氧量=4.6%
0
5
II型
总氧量=10.3%
0
15
III型
总氧量=27.5%
10
5
0
浅层未成熟的不同类型干酪根中结合 在各种官能团内的含氧量
三、干酪根的主要研究方法
人工 降解法
电子显 微镜法
生油潜量大的富氢富脂肪链的干酪根在红外光谱上烷基吸收峰高， 而含氧基团峰低；生油潜量小的干酪根则含氧基团吸收峰高和芳基 峰高，而烷基峰低。利用红外光谱特征可以研究干酪根的成熟度和类型。
4、干酪根的碳同位素组成
同位素是指质子数相同，而中子数不同的原子
碳的质子数为6，中子数分别6、7、8
碳的天然同位素为12C、13C、14C 其中碳14C同位素是放射性同位素，不稳定
藻煤、烛煤、地沥青类物质（天然沥青、沥青、焦油砂中的 焦油）、近代沉积物和泥土中的有机质。
J.Hunt的定义：沉积岩中不溶于碱、非氧化 型酸和非极性有机溶剂的分散有机质。
干酪根形成示意图 不饱和化合物
聚合
中间产物
氧化
聚合
干酪根
碳水化合物 蛋白质
碳水化合物
蛋白质
聚合
微生物 作用
聚合
腐殖酸
聚合
腐殖酸
干酪根 干酪根
基(>CH2)官能团的伸缩振动
>CH2 、—CH3的不对称弯曲 振动
>CH3的对称弯曲振动 脂肪链 —(CH2)n— 的C—C骨架振动 芳环中C=C骨架振动
K1455 K1375 K720
K1630
芳环CH的面外变形振动
Karo
OH的伸缩振动
羰基、羧基的C=O的伸缩振 动
芳基烷基中C — O,C — O — C伸缩振动
页岩油 5 1011t
在煤中 1013t
油 41011t
在富含 有机物 页岩中 1014t
沥青”A” 3 1011t
在油页岩中 1012t
通过 热解 生成
干酪根与各种化石燃料最大资源量的比较
二、干酪根的组成
1、干酪根的显微组成 2、干酪根的元素组成 3、干酪根的基团组成 4、干酪根的碳同位素组成
第二章 干酪根
一、干酪根的定义 二、干酪根的组成 三、干酪根的研究方法 四、干酪根的结构特征 五、干酪根的类型划分 六、干酪根的成熟度
一、干酪根定义
干酪根（Kerogen）：一词源于希腊字Keros，意为蜡。
B.Durand的定义：分散在沉积物中不溶于常用有机溶剂的所有 有机质，包括各种牌号的腐殖煤（泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤）
有机组分
粘土物
沉积岩无机组分和有机显微组分
显微组分组
显微组分
藻质体
壳质体
腐泥组
镜质组 惰质组
富氢无定型 结构镜质体 无结构镜质体 碎屑镜质体 贫氢无定型
丝质体 半丝质体 微粒体 粗粒体 菌类体 碎屑惰性体
显微亚组分
化石藻质体 碎屑藻质体 孢粉体 角质体 树脂体 木栓质体 碎屑壳质体
形态完整性
微化石 有机碎屑 微化石组成
干酪根在岩石中的相对含量
总的岩石
矿物
对含有机质的沉积岩通 过盐酸、氢氟酸处理矿 物质后，分离出来的
总的有机质
干酪根
（不溶）
含C、H、O、S、N 重分子，分子量 一般超过500
沥青部分 （溶于有机溶剂）
沥青+树脂
芳香烃 饱和烃
只含C、H 重分子， 分子量一 般小于600
天然气 2 1011t
全部干酪根 1016t
1、干酪根的显微组成
干酪根 的显微 组成鉴 定的主 要方法
透射光
反射光
荧光 高倍电 镜扫描
鉴定干酪根的透光性、形态和结构
鉴定干酪根的反光性、形态、结构和突起 鉴定干酪根在近紫外光激发下发射 较长波长的光——荧光 研究干酪根的显微结构及其晶格成像
碳酸盐
石英
蚀变部分 凝胶化有机质
具结构的 有机碎屑
颗粒状、薄膜状和 亚胶体状的有机物
KOH K1710
K1100
物质分 子中的 基团在 连续红 外光照 射下， 可吸收 振动频 率相同 的红外 光，形 成该分 子特有 的红外 光谱。
K1630
KOH
Ka1
K1710
K
不同类型干酪根的红外光谱典型示例
芳环CH的面 外变形振动
芳环中C=C 骨架振动
OH的伸 缩振动
陆相干酪根的红外光谱图