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你所不知的有机地球化学

摘要：有机地球化学是当前发展比较前沿的科学，与能源开发关系密切，所以是一

门比较受重视的学科。本文讲述的都是一些关于有机地球化学比较浅显的知识，如它的产生、

发展和演化，研究的两个领域——基础领域和应用领域，研究的对象——有机质的种类和在

自然界的分布以及有机地球化学在我国的发展。本文介绍这些，让读者对有机地球化学有一

个直观的了解，从而为培养这方面的兴趣提供基础。

关键词：有机地球化学；,,,,,基础领域；,,,,,应用领域；,,,,,有机质；产生和发展

1、有机地球化学的产生

地球化学主要研究地球和地质体中元素及其同位素的组成，定量地测定元素及其

同位素在地球各个部分(如水圈、气圈、生物圈、岩石圈)和地质体中的分布；研究地

球表面和内部及某些天体中进行的化学作用，揭示元素及其同位素的迁移、富集和分

散规律；研究地球乃至天体的化学演化，即研究地球各个部分，如大气圈、水圈、地

壳、地幔、地核中和各种岩类以及各种地质体中化学元素的平衡、旋回，在时间和空

间上的变化规律。

基于研究对象和手段的不同，地球化学产生了许多的分支，有机地球化学就是其

中之一。有机地球化学与生物地球化学联系较为紧密，因为它研究的主要对象是有机

质，而有机质是与生命活动分不开的。有机地球化学既包括生物改变大气圈、水圈和

沉积岩石圈化学特征的作用及生物对元素迁移的控制和影响，也包括非生物成因有机

化合物在地球早期的发生、发展和生命的出现，还包括生物成因有机化合物的变化、

聚集、迁移及其对元素分配的影响。

2、什么是有机地球化学

有机地球化学是地球化学的一个重要分支，也是一门新的边缘学科，主要研究天然产出

的有机质的组成、结构和性质，以及它们在地质体中的分布、转化和参与地质营力的作用等。

有机地球化学在确立有机成油学说和干酪根生油理论的基础上，对油、气的成因、烃源岩的

判识、油气形成环境、油气运移与成藏、油气勘查与开发等方面提供了依据。此外，通过有

机质的研究探讨生命的起源。它与能源、矿产资源、海洋、环境和生命科学等重大应用和基

础理论领域有着十分密切的联系。有机地球化学有两个重要的分支领域，一是基础研究领域，

当前的基础研究主要集中于以下几个方面：地质体中有机质的成因与演化模式(包括有机质

的演化模式和有机碳的演化模式)，生物标志化合物的成因研究(即分子有机地球化学)，干

酪根的结构与性质，有机质的同位素组成、分馏与成因等；二是应用研究领域，包括沉积有

机地球化学、金属成矿(Fe、Mn、Al)有机地球化学、石油及天然气有机地球化学和环境有机

地球化学等方面。

2.1有机地球化学的基础研究领域

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,当前有机地球化学的基础研究主要集中于以下几个方面：探讨整个地质体中有

机质的成因与演化模式，包括有机质的演化模式与有机碳的演化模式；生物标志化合物的成

因研究，即分子有机地球化学；干酪根的结构与性质；有机质的同位素组成，分馏与成因等。

2.1.1有机质演化

有机质的演化是指生物死亡埋藏后，有机体的生物降解以及有机大分子的热降解与聚

合，并最终转化为甲烷、水、二氧化碳和石墨等无机物的演化全过程。现已建立起初步的有

机质演化模式。这一模式已为石油有机成因的观点奠定了理论基础。

2.1.2有机碳演化（前生期化学演化与古生物化学）

,,,,,,,,,,,,,,,有机碳演化是指天体演化，包括地球演化过程中，无机物质如甲烷、水、二氧化

碳和氨等逐步演化产生简单有机化合物和生物大分子的过程，以及在生物圈出现后，这些有

机质的进一步演化。前一部分属于前生期化学演化，许多有机地球化学家正在从事这一研究，

主要研究天体物质（月岩与陨石，包括我国吉林陨石，以及地球古老岩石）中的有机化合物，

模拟天体（包括地球）早期演化环境条件的合成实验，如著名的Miller-Urey模型实验。由

于前生期化学演化的研究，生命科学已进入到一个崭新的阶段。后一部分研究主要属于分子

古生物学或古生物化学领域，目前开展得较差，但也十分重要，很可能是解决生物进化机理

以及生物与环境关系问题的重要途径之一。

2.1.3分子有机地球化学

,,,,,,,,,,,,,,,分子有机地球化学是上述理论研究以及有机地球化学应用研究的基础，是目前最

受重视而又已取得较大进展的领域之一。分子有机地球化学的研究内容很广泛，包括在石油、

油页岩、煤、金属矿床有机质，现代沉积物以及气溶胶、水、土壤样品中检出的各类生物标

志化合物及其地球化学意义的研究；新生物标志物的结构与成因、演化研究，包