海洋地球化学5—6教程.ppt

第5-6讲 （第三章）;第三章 海洋中的有机质;第三章 海洋中的有机质;第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质;第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质;类别;类别;类别;类别;类别;类别;三、有机物质来源的判别 陆源 与陆地植物蜡的分布特征相类似 类脂：正构烷C23~C33，奇碳优势 正构脂肪酸C20~C30，偶碳优势 正构脂肪醇C22~C30，偶碳优势。 含有二萜类化合物，产自高松脂高等植物，以具松香烷骨架者占优势，可作为独特的分子指示物。;三、有机物质来源的判别 海源 类脂：含碳原子数较少，某些来自浮游生物和细菌的特征类脂物和色素可作为海源指示物。 其它差别（表3-2） 对分离出来的脂肪酸、腐殖酸、干酪根等进行碳、氮、氢的同位素组成分析。 ;四、有机质与还原环境 有机质导致缺氧，能造成还原环境 氧化还原环境的形成受其他过程影响 现象：远洋区，水深、含氧少，但海底却形成了典型的氧化型产物红枯土沉积。 原因：深水条件下的还原反应速率要缓慢;四、有机质与还原环境 有机质导致缺氧，能造成还原环境 氧化还原环境的形成受其他过程影响 现象：在浅海区或大陆架边缘海区，既可出现极端的氧化环境，又可出现极端的还原环境。 原因：后者与有机质的快速堆积有关。沉降中降解程度低，在沉积后成为主要的还原剂。;四、有机质与还原环境 有机质导致缺氧，能造成还原环境 ;第二节 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成 ;第二节 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成 ;第二节 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成; 成岩作用：有机质在沉积物聚合固结为沉积岩，低温低压下以微生物改造为主。即：残余物和微生物残体一起，经还原、缩聚等形成了腐殖质和干酪根。一般发生于1000 m左右沉积柱深度以内。 ;有机质被微生物改造程度，影响其最终保存——;有机质被微生物改造程度，影响其最终保存——; 随着深度增加，生物降解减弱，聚合、缩合等化学作用逐渐增强，形成更稳定的不溶结构物，即地质聚合物。;第二节 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成;① 石油生成的主要阶段 60~125℃，干酪根受热并被催化裂解→侧链、杂原子基团脱落，烷基和环烷基、羧基或羰基消除，余下的氧大部分存在于醚键中→可溶有机质增加，C15~C40的烃约占80%一90%，特征结构和分布、继承性生物标志化合物被稀释。 ;② 裂解生成凝析油和湿气阶段 125~200℃，继续热裂解：碳碳键断裂更快，轻烃（C1~C8）迅速增加，超过相转变的临界温压值时，反溶于气态烃之中，形成凝析气和更富含烃的湿气，最终缩聚裂解的趋势。 C2以上烃超过5%的石油气为湿气；5%的为干气，即天然气。;变质作用阶段 200℃以上、超过4000 m深，干酪根已无明显烃类生成，最后释放的是少量CH4。干酪根芳构化、缩聚化、向高碳质的焦沥青和石墨演化。重质烃进一步裂解为干气。 有机质热演化的最终产物是石墨和甲烷。;烃的形成;试述沉积中有机质的演化史及其各阶段的特征。;第二节 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成;正构烷烃（n-CnH2n+2） 特征因子： 碳数分布范围 主峰碳数 分布曲线峰型 奇碳数分子与偶碳数分子的相对丰度 优势碳数： 现代以奇碳优势， 随埋藏深度、演化程度或变质程度的增高而降低。;第三节 生物标志化合物;第三节 生物标志化合物;第三节 生物标志化合物;第三节 生物标志化合物;第三节 生物标志化合物;卟啉化合物 是卟吩与金属的配合物—— 叶吩的4个吡咯上有5~8个不同的取代基（如H、CH3、C2H5、CH=CH2、COOH等）； 金属主要是V、Ni。 是缺氧还原环境形成的化合物，可判断沉积的氧化还原环境。 ;脂肪酸和氨基酸 脂肪酸 碳数可表征演化熟度 生物：C4~C36，C14、C16、C18最高 现代沉积：C12~C34，C16最高，C24次之 古代沉积： C16~C24 是重要的配合剂，能从沉积物和地层水中萃取金属|，使之活化迁移。 ;脂肪酸和氨基酸 氨基酸 氨基酸低温热解胺盐热反应脱氨基烃 ——氨基酸生物地球化学 外消旋→测地质年龄、古温度（见第四节） ;芳香烃化合物 来源： 生物体，如细菌、藻类、树胶、高等植物等； 非生物体，如有机物热解、催化裂化、异构化、氢化以及燃烧。 分布：广泛 生物：缺低分子量。 地质：低分子量多为甾萜热解和链烃芳构化产物 高分子量多环结构与生物中甾萜类色素有关;芳香烃化合物 指示： 有机质来源、沉积环境、有机质演化程度等。 如：苝