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第二章 海洋的化学组成及物理化学特征 海洋的化学组成 海洋中化学元素分类及其分布规律 海洋的物理化学特性 复杂有机质 有机质来源的鉴别标志 有机反应的类型 有机反应的某些特点 有机质是最重要的还原剂 有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成 有机质的成岩作用 海洋环境中油气的生成 氨基酸测年与测温 陆源：主要来自陆地的二萜系化合物可作为独特的分子指示物。 海洋来源：而产自海洋的有机质表现为类脂组分的碳原子数较少，某些来自浮游生物和细菌的特征类脂物和色素可作为海洋来源的指示物。 有机质物源判别的一些有用标志 光合作用：泛指借助光线的任何化学合成作用。 有机反应 加氢反应：也叫氢化作用。不饱和烃经加氢反应后可转化为饱和烃。 去氢加氧反应 酯化与退酯反应 聚合作用：指小的有机分子聚合成大有机分子的作用。 解聚作用：为聚合作用的逆过程。 腐解作用：为光合作用的反过程。分为富氧腐解和缺氧腐解。 1、有机反应过程很复杂，反应常是不完全的，常以各种中间产物出现。 2、有机反应一般进行的比较慢。借助加热和催化剂（酶）可加速反应的进行。 3、复杂的有机分子可以以不同的方式进行反应，而在能量上是等价的。 有机质是造成还原环境的最主要因素。取决于有机质在水柱中的停留时间和降解程度。 碳的氧化数（表征氧化状态）：指碳被氧化的程度或碳在化合物的电价平衡中所起的作用。 极端还原环境的产物 极端氧化环境的产物 在成岩作用过程中将伴随着有机质的还原、脱羧、脱氨基、脱甲基化、环化、歧化和芳构化等。 一般将发生于1000m左右沉积柱深度以内的作用都叫做成岩作用，其特点是所涉及的温度效应比较低，约25-50℃。 在1000-6000m深度所发生的作用叫做深成热解作用，干酪根在这里因热解而生成油气。 有机质的成熟化 大陆边缘生油的有利条件： 大陆边缘是地壳拉、张破碎和俯冲消亡作用下发生的特殊凹陷，其中沉积了巨厚的沉积物，一般不小于5000到10000m； 这里沉积速度快（8mm/100a），有利于有机质的埋藏、聚集和保存； 两大地块在构造碰撞期所产生的热、伴随板块俯冲的岩浆活动热以及埋藏自热一起可造成地热梯度的增高（3.5℃/100m），从而能加速沉积物和沉积岩中石油烃的形成； 在大陆边缘凹陷中普遍发育有生油、储油的地质构造，如边缘地槽、外缘裙、边缘断层、边缘海沟、地层不整合等。 分子中含有氨基和羧基的化合物叫做氨基酸，是组成蛋白质的基本单元。 四种典型的氨基酸 目前自然界发现的氨基酸有200多种，分布最广的有20多种蛋白氨基酸，在沉积物和化石中还存在多种非蛋白氨基酸（鸟氨酸、胍氨酸、高半胱氨酸、高丝氨酸、β—丙氨酸、γ—氨基丁酸等 ）。 氨基酸除甘氨酸外，均含有α—碳原子，在空间各原子有两种排列方式：L—构型与D—构型，它们的关系就像左右手的关系，互为镜像关系，称之为光学异构体或旋光异构体，分别具有左、右旋光性。除甘氨酸外的氨基酸均有旋光性。 氨基酸的构型： 光的偏振 光波正常情况下在所有平面振动（上图）。尼科耳棱镜（下图）只允许在一个平面内振动的光通过，其余的光都被反射掉。因此，透射光为平面偏振光。 两个尼科耳棱晶平行放置(上)或垂直放置(下)时的情况 左旋体使偏振光的振动面向左旋转 能使偏振光的振动面发生偏转的物质具旋光性，叫做旋光性物质；不能使偏振光的振动面发生偏转的物质叫做非旋光性物质，它们没有旋光性。有些物质能使偏振光的振动面向左旋转(逆时针方向)一定的角度，这种物质叫做左旋体，具有左旋光性，以-表示；另一些物质则使偏振光的振动面向右旋转(顺时针方向)一定的角度，叫做右旋体，它们具有右旋光性，以+表示。也可用L、D表示左右旋。 经研究发现，生物产出的氨基酸皆具L-型结构，但随着时间的推移，逐渐向D-型转化，直至达到平衡，即形成等量的L-型和D-型氨基酸混合物为止，从而失去旋光性，这种现象叫做外消旋作用。其转化率是时间的函数，转化速度是温度的函数，因此我们可利用氨基酸的外消旋程度来测定其所经历的时间和样品的形成温度。 旋光性测定示意图 圆盘旋光仪 现在用于测年的主要为天门冬氨酸和异亮氨酸，它们为第四纪年代学提供了新的、有效的测年手段。（时代更老的不能用氨基酸测年，因为其外消旋作用实际已经完成，如天门冬氨酸测年的有效范围为1-10×104a） 氨基酸分析仪 保守元素和非保守元素： 保守元素：Ⅰ. 在海洋中上下含量均匀一致。 Ⅱ. 为海洋中的最主要成分，主要有Cl 、Na、Mg、 S、Ca、K和B、Br、F、U、Li、Rb、Cs等。主要以简单离 子（Cl-）和简单络阴离子（如SO2-4）形式存在。 Ⅲ. 其量远大于生物对其的需求，生物活动不足以影 响其含量的变化。