第六章 沉积有机质的组成-2

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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
第三节 干酪根
干酪根的显微组分组成(涂建琪, 干酪根的显微组分组成(涂建琪,1998) )
大类 水 生 生 物 动物有机组 动物有机残体 树脂体 孢粉体 木栓质体 壳质组 陆 源 生 物 镜质组 荧光镜质体 惰性组 丝质体 角质体 壳质碎屑体 菌孢体 腐殖无定形体 正常镜质体 来自低等生物菌类的生殖器官 高等植物经强烈生物降解形成 高等植物木质纤维素经凝胶化 作用形成 母源富氢或受微生物作用或被 烃类浸染而形成 高等植物木质纤维素经丝炭化 作用形成 来自高等植物的表皮组织、 分泌 物及孢子花粉等 显微组分组 腐泥组 显微组分 藻类体 腐泥无定形体 藻类 藻类为主的低等水生生物 有孔虫、 介形虫等的软体组织及 笔石等的硬壳体 母质来源
干酪根( 干酪根(Ⅱ型)的典型红外图谱
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第六章 沉积有机质的组成
基团类型 烷基类型 (反映类脂化 合物的丰度, 是形成油气的 主要组成)
第三节 干酪根
有机官能团的红外光谱特征
主要吸收频带(cm-1) 反映的基团振动特征 代表符号 2930 脂肪链的甲基(-CH3) 、次甲基(CH2) Kal 2860 官能团的伸缩振动 1455 K1455 -CH2、-CH3 的不对称弯曲振动 1375 K1375 -CH3 的对称弯曲振动 720 K720 脂肪链-(CH2)n-(n>4)的 C-C 骨架振动 K1630 1630~1600 芳核中 C=C 伸缩振动 芳基类型(反 870 映芳烃含量及 810 Karo 芳环 CH 的面外变形振动 缩聚程度) 750 KOH 3600~3200 -OH 的伸缩振动 3500~3100 -NH2、-NH 伸缩振动 2600~2500 -SH 伸缩振动 含氧、氮、硫杂 1710 K1710 羰基、羧基的 C=O 的伸缩振动 原子基团类型 1650~1560 -NH2 的变形振动 (反映杂原子 1600~1500 -NO2 的不对称伸缩振动 含量) 1300~1250 -NO2 的对称伸缩振动 1220~1040 S=O 的对称伸缩振动 K1100 16 1100~1000 芳基、烷基中醚 C-O、-C-O-C-伸缩振动
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第一节 腐殖质
• 腐殖质的分离 • 腐殖酸的组成 • 腐殖酸的结构 • 腐殖酸的主要物理化学性质 • 腐殖质的形成及演化
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第二节 可溶有机质
• 可溶有机质的定义 • 可溶有机质的分类 • 氯仿沥青“A”的族组分 氯仿沥青“ 的族组分
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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
等(1978)认为,在古代非储集岩中,例如页岩或 1978)认为,在古代非储集岩中, 细粒的石灰岩,干酪根占有机质的80~99% 细粒的石灰岩,干酪根占有机质的80~99%。我们 80 认为, 对生烃能力高 ( 如氢指数 >600mgHC/gC , 氢指数 mgHC/gC, 认为 , 对生烃能力高( 如氢指数>600mgHC/gC 的概念将在后面介绍)的有机质, 的概念将在后面介绍)的有机质,这一估计比例可能偏 高。沉积岩中分散状态的干酪根,比富集状态的煤和储 沉积岩中分散状态的干酪根, 集层中的石油含量丰富1000倍 集层中的石油含量丰富1000倍,比非储集层中沥青和其 1000 它分散的石油丰富50倍 它分散的石油丰富50倍。 50
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第六章 沉积有机质的组成
第三节 干酪根 •脂族结构 脂族结构 •芳香结构 芳香结构 •杂原子(主要是 ) 杂原子( 杂原子 主要是O) •脂族基团含量高的 脂族基团含量高的 干酪根产烃能力较高。 干酪根产烃能力较高。 •这三类基团相对含 这三类基团相对含 量的多少既受干酪根 来源和成因的影响, 来源和成因的影响, 的影响 也受干酪根演化程度 也受干酪根演化程度 的影响 判别干酪根 类型和演化程度
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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
第三节 干酪根
从岩石中分离出来的干酪根一般是很细的粉末, 从岩石中分离出来的干酪根一般是很细的粉末,颜色 从灰褐到黑色,肉眼看不出形状、结构和组成。 从灰褐到黑色,肉眼看不出形状、结构和组成。 •显微镜下 显微镜下
•小部分, 具有一定的形态和结构特点的、 能识别出其原始组 小部分,具有一定的形态和结构特点的、 小部分 分和来源的有机碎屑,如藻类、孢子、花粉和植物组织等, 分和来源的有机碎屑,如藻类、孢子、花粉和植物组织等,() •大部分: 多孔状、 非晶质、 无结构、 无定形的基质 , 多呈云 大部分:多孔状、非晶质、无结构、无定形的基质, 大部分 雾状、无清晰的轮廓,是有机质经受较明显的改造后的产物。 雾状、无清晰的轮廓,是有机质经受较明显的改造后的产物。
透明,轮廓清晰、 藻质体 黄色、淡绿黄色、 黄褐色, 透明,轮廓清楚, 壳质体 黄、绿黄、橙黄、 褐黄色 透明-半透明, 基 无 富氢 色黄, 从鲜黄、 褐 定 黄到棕灰色 形 贫氢 色更暗, 到近黑色 透明-半透明, 棕 镜质组 红、 桔红、 褐红色, 棱角状、棒状 惰质组 不透明, 黑色, 棱 角状
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第六章 沉积有机质的组成 3、干酪根的基团组成
第三节 干酪根
物质分子中的基团在连续红外光照射下, 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。 同的红外光,形成该分子特有的红外光谱。 用红外光谱仪测定的干酪根红外光谱可用来研究其基团组成 及含量。 及含量。 用红外光谱参数(谱带强度或吸光度比) 用红外光谱参数(谱带强度或吸光度比)可方便地用以确定 不同干酪根的性质和类型。 不同干酪根的性质和类型。 各基团的红外光谱主要吸收频率及所反映的振动特征是不同 的。 红外吸收带的位置和相对强度,是干酪根中化学基团组成、 红外吸收带的位置和相对强度,是干酪根中化学基团组成、 相对丰度和键合性质的反映。 相对丰度和键合性质的反映。
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第六章 沉积有机质的组成
第三节 干酪根
古代沉积岩中分散有机质的组成 Welte,1978、 (据Tissot 和Welte,1978 1984) 积有机质中分布最广泛、数量最多的一类。 、1984 积有机干酪根是地球上有机碳的最重要形式, 干酪根是地球上有机碳的最重要形式,是沉
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第六章 沉积有机质的组成
第三节 干酪根
干酪根显微组分的光学特征
显微组 分 透射光 反射光 深灰色, 油浸下近 黑色、微突起、有 内反射 深灰色, 油浸下灰 黑至黑灰色, 具突 起 油浸下不均匀深 灰色, 表面粗糙不 显突起 灰、白色,微突起 灰色, 油浸下深灰 色,无突起,中等 反射率 白色, 油浸下白色 至亮黄白色, 高突 起,高反射率 荧光 强,鲜黄色、 黄 褐 、绿 黄 色 中等,黄绿、 橙 黄 、褐 黄 色 电镜扫描
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、 有机质已经发生了分解、 聚合等一系列变化,已 聚合等一系列变化, 经不能、 经不能、或者难以分离 出这些生化组分。 出这些生化组分。
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第六章 沉积有机质的组成
沉积有机质的分类( 沉积有机质的分类(据Brooks,1981,修改) , ,修改)
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• Hunt(1979):为不溶于非氧化的酸、碱溶剂和有机 溶剂的沉积岩中的分散有机质。 • Durand(1980):一切不溶于常用有机溶剂的沉积有 机质,它既包括沉积物、也包括沉积岩中的有机质, 既包括分散有机质,也包括富集有机质。 • 王启军(1984)的定义中去掉了Hunt定义中的“分散 有机质”。 泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。 泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。
椭圆形、外缘不规 则,外表蜂窝状群 体,见黑色斑点 外形特殊,轮廓清 楚,常保留植物结 构 不均匀絮状、团块 较强,黄色、 状、花朵状、颗粒 灰黄、棕色 状 弱或无荧光 弱荧光,局 棱角状、棒状、枝 部 荧 光, 褐 状 色、暗褐色 无荧光 棱角状、棒状、颗 粒状
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第六章 沉积有机质的组成
第三节 干酪根
•显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分。 显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分。 显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分
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第六章 沉积有机质的组成
第三节 干酪根
二、干酪根的组成及研究方法 1、干酪根的显微组分组成 干酪根显微检验技术 :直接观察干酪根的有机显 微组成, 微组成,从而了解其生物来源 •自然光的反射光:反光色、形态、结构和突起 自然光的反射光:反光色、形态、 自然光的反射光 •自然光的透射光:透光色、形态和结构 自然光的透射光:透光色、 自然光的透射光 •紫外荧光:近紫外光激发下发射的荧光 紫外荧光: 紫外荧光 •电子显微镜:细微结构、晶格成像 电子显微镜:细微结构、 电子显微镜 • 综合利用,可取得良好效果。 综合利用,可取得良好效果。
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 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沉积岩中的有机组分, 溶剂,也不溶于普通有机溶剂的沉积岩中的有机组分, 它泛指一切成油型、成煤型的有机物质,但不包括现代 它泛指一切成油型、成煤型的有机物质 沉积物中的有机质(腐殖质)。
第六章 沉积有机质的组成 2、干酪根的元素组成
第三节 干酪根
•干酪根是一种复杂的高分子缩聚物,它不同于一般纯的有机化 干酪根是一种复杂的高分子缩聚物, 干酪根是一种复杂的高分子缩聚物 合物,因此没有固定的化学组成,只有一定的组成范围。 合物,因此没有固定的化学组成,只有一定的组成范围。 •不同来源的干酪根元素组成有所不同 不同来源的干酪根元素组成有所不同
•源于水生生物、富含类脂组的干酪根相对富氢贫氧。 源于水生生物、富含类脂组的干酪根相对富氢贫氧。 源于水生生物 •与原油的平均元素组成(C 、H、O分别约为84%、13%、2%)相比, 与原油的平均元素组成( 分别约为84 84% 13% 相比, 与原油的平均元素组成 干酪根明显贫氢富氧
•元素组成: 元素组成: 元素组成
•C 70~85%;H 3~11%;O 3~24%, N <2% ;S少量 C 70~85% 11% 24% •划分干酪根类型,判断其生油气能力的重要指标 划分干酪根类型, 划分干酪根类型 •不仅与干酪根的来源和成因有关,也与干酪根的演化( 向油气的转化) 不仅与干酪根的来源和成因有关,也与干酪根的演化(向油气的转化) 不仅与干酪根的来源和成因有关 程度密切相关。 程度密切相关。
干酪根显微组分分类(据原石油工业部, 干酪根显微组分分类(据原石油工业部,1986) )
组分 腐泥组(a) 壳质组(b) 孢粉体 b2 角质体 b2 树脂体 b1 木栓质体 b2 表皮体 镜质组(c) 惰质组(d)
亚组分
藻质体 无定形体
结构镜质体 无结构镜质体
丝质体
需要注意的是,沉积岩中的干酪根几乎没有完全由单一的显 需要注意的是, 微组分组成,常为多种显微组分的混合, 微组分组成,常为多种显微组分的混合,只不过某种干酪根 以某组显微组分为主。在一般沉积岩中, 以某组显微组分为主。在一般沉积岩中,紫外荧光和电子探 针的结合应用中表明, 针的结合应用中表明,大多数无定形有机物质埋藏浅时具有 荧光。在成熟度大体一致条件下, 荧光。在成熟度大体一致条件下,各显微组分的荧光强度近 似反映了其生油潜能:藻质体和以藻和细菌为主形成的富氢 似反映了其生油潜能: 无定形生油潜能最大;壳质体及部分富氢无定形次之; 无定形生油潜能最大;壳质体及部分富氢无定形次之;镜质 组及贫氢无定形生油潜能差,以生气为主; 组及贫氢无定形生油潜能差,以生气为主;惰质组生油气潜 12 能极低。 能极低。
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