（精）第三章 生物标志化合物地球化学.ppt

（据Tissot等） 第三节 异构和反异构支链烷烃 异构和反异构支链烷烃也是生物合成的 烃，其主要特征是2-碳位上含甲基取代基(异构) 和3-碳位上含甲基取代基(反异构)。 低分子量的异构及反异构脂肪酸也见于海 洋有机体的类脂化合物中。在近代沉积物和古 代沉积物以及石油中，都见有异构和反异构支 链烷烃存在，被认为是生物成因的特征。 第四节 无环的类异戊二烯烃类 异戊二烯型烃具特殊结构。其中按异戊二 烯单元连接的顺序可分规则和不规则的两类。 ①不规则的类异戊二烯烷烃是指头头相连和尾 尾相连的链状分子，也就是在头—尾系列中有 一个头一头相连的键，两端有时带有饱和环或 芳香环。 头—头连接型 尾—尾连接型 葡萄藻烷（丛粒藻烷） 尾尾相连的系列碳数为30~40，常见的有鱼 鲨烯、 蕃茄红素和胡萝卜素。它们的存在一般 可以指示藻菌的成因以及强还原环境。 头头相连的异戊二烯烃碳数可为32~40，在 烃源岩和原油中多见到它们降解的产物，碳数为 15~30，一般这类烃来自古细菌膜的类脂组分。 规则的类异戊二烯烷烃是指各单元头尾相接成 的链状分子。 C C ∣ ∣ C—C—C—C 加 C—C—C—C 头 尾 头 尾 这类化合物常以烯、酸、醇的形式广泛地 存在于各种生物体及现代沉积物中。在古代沉 积岩、原油和煤中以饱和烃形式存在。现已检 出C9~C25系列。 一、异戊二烯型烃的基本特征 据研究：地质体最丰富的异戊二烯烃类，已检出iC9-iC25系列，其间系物高达iC40-iC45；角鲨烷（C30）丛粒藻烷（C34）蕃茄红烷（C40） 其中含量最多，分布最广的是iC19的老鲛烷和iC20的植烷；此外，降姥鲛烷iC18、异十六烷iC16、法泥烷iC15也是常见的。 植烷（2，6，10，14四甲基十六烷） 姥鲛烷（2，6，10，14四甲基十五烷） 二、异戊二烯型烃的相对丰度 研究表明， 无环异戊二烯烃成因不是单一的， 尤其是规则型的异戊二烯烃不仅来自叶绿素的 植醇侧链，而且还与细菌有关。 有关研究认为： （1）实验结果：高温高压下直接加热植醇得到 了iC20，iC19，iC18，iC16，iC15，及可能有iC14 的饱和类异戊二烯烃。 （对叶绿素加热，获得有关的产物） （2）叶绿素植醇侧链是异戊二烯烃的主要来源 ①叶绿素、藻菌素在微生物作用下分解、游离 出植醇； ②在成岩过程中植醇进一步转化形成植烷和姥 鲛烷； A．强还原条件下形成植烷为主（Pr/Ph＜1） B．弱氧化条件下形成姥鲛烷为主（Pr/Ph＞1） （3）来源于细菌隔膜 指来源于古细菌的细胞膜。 三、姥鲛烷和植烷形成的机理 在异戊二烯型烃中，浓度较高，应用较多 的是，姥鲛烷和植烷。成为最常用的标志化合 物之一，用于油源对比和恢复环境。其形成机 理有两种具代表性的解释： 1．植醇热或热催化分解→生成姥鲛烷，植烷 沉积有机质中的植烷，姥鲛烷是几种立体 异构体的混合物，姥鲛烷可以下几种异构体； ①天然产物和不成熟沉积物中含6(R),10 (S)型； ②随着有机质成熟， 6(R),10 (S)型逐渐转为 6(S),10 (S)型及6(R),10 (R)的混合物，含量比约 为2∶1∶1。 2．基于沉积时环境的氧化、还原状态不同，具 有不同的反应机理： （1）弱氧化条件下，植醇被氧化为植烯（烷） 酸，随埋深增加，植烯酸脱羧基（成姥鲛烯） 最后加氢形成姥鲛烷； （2）还原条件下，植醇加氢还原成二氢植醇， 二氢植醇经过脱水，加氢形成植烷。 K、E彼得斯等认为：对热成熟度低的样品，建 议不用Pr/Ph来描述古环境对生油窗内的样品， 高Pr/Ph比（＞3.0）指示着氧化条件下陆源有机 质输入，低比值（＜0.6 ）代表缺氧的通常是超 盐度环境。对Pr/Ph比在0.8~2.5范围内，建议如 无确切的资料不要把Pr/Ph作为古环境的标志。 据我国各大油田资料，Pr/Ph确与原始沉积 环境有关，梅博文等统计认为： 咸水深湖相，强还原,Pr/Ph,0.2~0.8,植烷优 势；淡水-微咸水深湖相，还原，Pr/Ph，0.8~2.8 姥植均势； 淡水湖相 弱氧化-弱还原 2.8~4.0，姥鲛烷 优势,另外：①随成熟度增大，Pr/Ph增大； ②随成熟度增大，Pr/