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有机物类型

在石油地质界中，“有机质”或者“有机物质”是指直接或者间接来源于生

物机体部分的、以单独或聚合物形式存在的有机分子所组成的物质。按其状态分

为生物体和沉积物的有机集合体。

生物体由蛋白质、碳水化合物、脂肪和木质素这四种化合物组成，而水体中

生物分解的产物,部分或全部继承其原有结构。分解产物经缩聚作用可以形成粪

球粒、絮凝体以及海洋雪花等。因此,水体中可能同时存在生物体、分解后的中

间产物和聚合物等。海水溶解有机物、陆地植物以及土壤和海洋沉积物中的有机

物是地球上有机碳的4个最大储集体。海水中有机质含量丰富，类型多样且相互

之间可发生转化，这将对全球碳循环产生重要影响.泥质沉积物中的有机质最为

丰富，其形成环境和沉积过程都与水体动力环境和各种矿物密切相关。因此，在

全球碳循环研究中，水体中有机质的类型、特征以及不同类型间的相互关系，特

别是有机质聚集和沉积作用的差异性，是不可或缺的内容。水体中有机质根据能

否通过0.450μm滤膜而划分为颗粒相和溶解相。Koike的研究则发现，海水中

粒径在0.001~0.450μm的有机质属胶体相。Alldredge等人将颗粒相分为海洋雪

花、粪球粒和絮凝体等，这就进一步提高了水中有机质的研究程度.综合前人的

研究成果,考虑到不同类型有机质以及在沉积和保存中的特征，从成因上和形态

上将水体中有机质划分为溶解有机质、胶体有机质、生物有机质、聚合有机质四

种类型,为探讨有机质的沉积作用和保存机制奠定基础。

有机质的物理化学性质：①胶体性质；②电离性；③溶解性。

1水中有机质

1.1水中有机质的类型及特征

（1）溶解有机质

水体中，溶解有机质极其丰富,是全球碳循环的重要组成部分.Chin-Chang

Hung等对溶解有机质(DOC)的详细分析表明,碳水化合物占海洋中溶解有机质的

50%左右，其主要成分为单糖、多糖等，并且溶解有机质与糖类化合物具有线性

关系,随着盐度的降低而降低；河流及河口湾水体中亦含有大量的溶解有机质，

这反映了溶解有机质在水体中的地位。

Dai等利用234Th方法系统地研究了溶解有机质在水中的扩散情况[19],发现

溶解有机质可以在水中滞留14~41d，经测试溶解有机质在水深65m处的扩散速

-2-1

率为0.1mmol·md·，这比墨西哥晚湾(GulfofMexico)溶解有机质的估计值(0.36

-2-1-2-1

mmolmd·)和中大西洋湾(Mid-AtlanticBight)的估计值(0.17~0.18mmol·md·)

都要低。

蛋白质、碳水化合物以及部分脂肪酸等溶解有机质不仅是生物体中的主要成

分,在海洋、湖泊和河流等各种水体中也占有重要的地位,通过各种资料的分析可

以得出以下几点认识:①蛋白质、碳水化合物以及部分脂肪酸等溶解有机质在水

体中的分布广泛,具有较强的活性,当物理化学条件改变时有机质间以及与无机矿

物间可以相互结合,这为沉积物捕集溶解有机质提供了机遇;②同位素分析表明,

溶解有机质在水体中不是很快地分解为CO2,H2O,CH4,NH3和H2S等无机成分,

可以滞留长达14~41d的时间,因而具有相对的稳定性,这为有机质的聚合和沉积

提供了时间.

（2）胶体有机质

胶体有机质在水体中是普遍存在的,对胶有机物质的研究兴趣,源于海洋有机

碳分析技术改进.Chin-ChangHung对墨西哥湾胶体有机碳的研究证实[17],胶体

有机质的成分主要是碳水化合物,其中以单糖和多糖为主,这与溶解有机碳的成分

具有相似性.Dai等对胶体有机质的研究则发现,胶体有机碳占总有机碳的

15%~25%,同时胶体有机质随着盐度的降低而降低,且二者之间具有极好的相关

性[19].胶体有机质在水体中具有较强的动力学活性。首先,胶体有机质具有较大

的表面积[25]，且含有多种有机配体,可与痕量金属发生吸附或络合,从而控制痕

量金属元素在水体中的迁移、毒性和生物利用性;其次,大部分胶体有机质在水体

中的逗留时间短,一般为3~30d，这与溶解有机质(14~41d)和颗粒有机质(19~68d)

相比