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生物标志化合物

花匠小妙招
2024-12-03 23:22

1、生物标志化合物在有机地球化学生物标志化合物在有机地球化学研究中的应用研究中的应用主讲：主讲：孟仟祥教授孟仟祥教授2010年年9月月中科院兰州地质所中科院兰州地质所目目录录n第一节第一节基本概念基本概念n第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义 1.1.气相色谱图或气相色谱图或GC/MS TICGC/MS TIC中正构烷烃信息中正构烷烃信息 2. 2.气相色谱图或气相色谱图或GC/MS TICGC/MS TIC中类异戊二稀烷烃信息中类异戊二稀烷烃信息 3. 3.两环倍半萜烷信息两环倍半萜烷信息 4. 4.藿烷系列和甾族系列信息藿烷系列和甾族系列信息第三节第三节

2、细菌微生物作用的生物标志物特征细菌微生物作用的生物标志物特征第一节第一节基本概念基本概念什么是生物标志化合物（什么是生物标志化合物（BiomarkersBiomarkers）生物标志化合物（生物标志化合物（BiomarkersBiomarkers）是指现代和古代沉积是指现代和古代沉积物、原油、天然气中，现代生物体物、原油、天然气中，现代生物体动物、高等植物、动物、高等植物、水生生物、细菌微生物，以及它们的降解产物中，乃至宇水生生物、细菌微生物，以及它们的降解产物中，乃至宇宙物质中所发现的具有以下明显特征的有机化合物。宙物质中所发现的具有以下明显特征的有机化合物。生物标志化合物是生物自身

3、合成的生物标志化合物是生物自身合成的这些化合物具有稳定的基本碳骨架这些化合物具有稳定的基本碳骨架这些化合物能够提供一些重要信息这些化合物能够提供一些重要信息生物标志化合物是生物自身合成的生物标志化合物是生物自身合成的这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用下，物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用下，经过复杂的化学、物理

4、变化转化而来的。经过复杂的化学、物理变化转化而来的。第一节第一节基本概念基本概念生物标志化合物是生物自身合成的（例）生物标志化合物是生物自身合成的（例）n植物叶、茎表层的保护膜（也称植物蜡）及类脂物的降植物叶、茎表层的保护膜（也称植物蜡）及类脂物的降解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源；解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源；n 动、植物体中的激素是孕（雄）甾烷的先驱物；动、植物体中的激素是孕（雄）甾烷的先驱物；n 动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身；动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身；n 松香烷（松香烷（abietaneabietane）、）、松香亭（松香亭（abi

5、etineabietine）、）、西蒙内利西蒙内利稀稀( (simonellite)simonellite)、惹稀惹稀( (retene)retene)这一系列三环二萜类化这一系列三环二萜类化合物来自高等植物树脂中的松香酸（醇）的降解产物；合物来自高等植物树脂中的松香酸（醇）的降解产物；第一节第一节基本概念基本概念n姥鲛烷（姥鲛烷（pristanepristane）、植烷、植烷( (phtane)phtane)、降姥鲛烷（降姥鲛烷（nor-nor-pristanepristane）和法呢烷（和法呢烷（farnesanefarnesane）等系列类异戊二稀烷等系列类异戊二稀烷烃（烃（isopr

6、enoidsisoprenoids）等的前身物是叶绿素的等的前身物是叶绿素的侧链植醇；侧链植醇；n高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的产物；产物；n桉叶油烷（桉叶油烷（eudesmaneeudesmane）来自高等植物来自高等植物-桉叶油醇；桉叶油醇；n88（H H）补身烷（补身烷（drimanedrimane）。）。是由锥满醇合成的，主要是由锥满醇合成的，主要来源于细菌；来源于细菌；n-胡萝卜烷（胡萝卜烷（carotanecarotane）和和-胡萝卜烷来源于高等植物、胡萝卜烷来源于高等植物、细菌或甲藻的色素。细菌或甲藻的色素。

7、第一节第一节基本概念基本概念n豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中，它是豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中，它是24-24-乙基乙基- -胆甾胆甾烷烷CC2929 的前身的前身; ;n胆甾醇（胆甾醇（cholestanolcholestanol）主要存在于水生生物和甲壳动物体内，主要存在于水生生物和甲壳动物体内，它是胆甾烷它是胆甾烷CC2727 的前身的前身；n真菌中主要是麦角甾醇，绝大多数藻类主要含胆甾醇（真菌中主要是麦角甾醇，绝大多数藻类主要含胆甾醇（C C2727）和麦和麦角甾醇（角甾醇（C C2828）；）；n在在m/z191m/z191质量色谱图三环萜后段检测出的质量色谱图

8、三环萜后段检测出的C C2424、C C2626、C C2727、C C2828- -四环萜四环萜烷，烷，TsTs与与TmTm之间的芒柄花根烷，之间的芒柄花根烷，C C2929与与之间的之间的-羽扇烷羽扇烷（lupanelupane）,C,C3030前的前的1818（H H）- -奥利烷（奥利烷（oleananeoleanane）是典型是典型的高等植物输入的特征生物标志化合物。的高等植物输入的特征生物标志化合物。第一节第一节基本概念基本概念这些化合物具有稳定的基本碳骨架这些化合物具有稳定的基本碳骨架 n在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用时，也仅发生失

9、去某些官能团、碳碳双键的时，也仅发生失去某些官能团、碳碳双键的氢化或芳构化过程，但会保留可辨认的、从氢化或芳构化过程，但会保留可辨认的、从先驱物继承下来的基本碳骨架特征。先驱物继承下来的基本碳骨架特征。第一节第一节基本概念基本概念生物标志化合物碳骨架示意图生物标志化合物碳骨架示意图CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3OOHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3-Carotene-CarotaneCH3CH3CH3CH3OHCH3CH3OOHCH3CH3CH

10、3CH3OHCH3CH3CH3CH3CH3OHCH3CH3CH3CH3OHCH3Cholesterine Ring-A-aromatic sterane Ring-C-aromatic sterane A,B,C-Tricyclo-aromatic steraneCH3OHOCH3CH3 Octadecanoic acid Heptadecane C18:0 nC17Abietanoic acid Abietine Simonaline Retene加氢还原加氢还原脱脱羧羧脱脱氢氢脱脱氢氢脱脱氢氢脱脱氢氢脱脱氢氢脱脱氢氢这些化合物能够提供重要信息这些化合物能够提供重要信息 n有

11、关母质来源、母质类型信息；有关母质来源、母质类型信息；n样品有机质的氧化还原程度及成熟度；样品有机质的氧化还原程度及成熟度；n古环境水质的咸淡程度及水体深浅；古环境水质的咸淡程度及水体深浅；n样品有机质的热演化程度（热历史）；样品有机质的热演化程度（热历史）；n成烃古环境中是否细菌微生物发育等信息。成烃古环境中是否细菌微生物发育等信息。第一节第一节基本概念基本概念1. .气相色谱图或气相色谱图或GC/MS TICGC/MS TIC中正构烷烃信息中正构烷烃信息n正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰碳位置、碳位置、CC2222- -/C/C2323+ +值、值、OEPOE

12、P值变值变化等可提供有机质的母质类型、演化等可提供有机质的母质类型、演化程度及是否遭受过细菌微生物的化程度及是否遭受过细菌微生物的降解等重要信息降解等重要信息第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义正构烷烃的母质来源正构烷烃的母质来源正构烷烃主要来自于陆源生物或水生生物的蜡质及生物体正构烷烃主要来自于陆源生物或水生生物的蜡质及生物体中类脂物的降解产物。中类脂物的降解产物。C23C23以后高碳数正构烷烃一般来源于陆源生物，而以后高碳数正构烷烃一般来源于陆源生物，而C22C22以以前的低碳数正构烷烃一般来自于水生生物和微生物，且前的低碳数正构烷烃一般来自于水生生物和微

13、生物，且在生物体的原生质中呈强烈的奇碳优势，因此在生物体的原生质中呈强烈的奇碳优势，因此CC2222- -/C/C2323+ +值反映母质类型特征。值反映母质类型特征。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义碳碳数数分分布布n在原始有机质中，正构烷烃液态烃碳数分布非常宽，可达在原始有机质中，正构烷烃液态烃碳数分布非常宽，可达C C6 6C C7070，由于采用的抽提方法及分析仪器的限制，正构烷烃的碳数，由于采用的抽提方法及分析仪器的限制，正构烷烃的碳数分布的差异较大。以索氏抽提法和分布的差异较大。以索氏抽提法和GC/MSGC/MS仪器分析为例：仪器分析为例

14、：n索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿（也有加入部分强极性溶剂）索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿（也有加入部分强极性溶剂）或石油醚，其回流温度在或石油醚，其回流温度在8080左右，在抽提过程和溶剂挥发定左右，在抽提过程和溶剂挥发定量过程中，轻组分损失较大。一般可从量过程中，轻组分损失较大。一般可从n Cn C1010检测出。检测出。n由于由于GC/MSGC/MS仪器的限制正构烷烃高碳数一般检测到仪器的限制正构烷烃高碳数一般检测到C C4040左右，更高左右，更高碳数的烷烃只有用高温色谱或液相色谱才可检测到。碳数的烷烃只有用高温色谱或液相色谱才可检测到。n若采取超临界萃取，或常温超声萃取，且不做柱色层

15、分离前的若采取超临界萃取，或常温超声萃取，且不做柱色层分离前的全烃分析，可得到轻烃组分。全烃分析，可得到轻烃组分。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.000100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07 1.6e+07 1.7e+07 1.8e+07 1.9

16、e+07 2e+07 2.1e+07 2.2e+07 2.3e+07 2.4e+07 2.5e+07 2.6e+07Time-AbundanceTIC: MS06041.DC22C20PhPr柴达木盆地咸水湖相烃源岩柴达木盆地咸水湖相烃源岩(E)饱和烃饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图10.0020.0030.0040.0050.0060.0070.005000000 1e+07 1.5e+07 2e+07 2.5e+07 3e+07 3.5e+07 4e+07 4.5e+07 5e+07 5.5e+07Time-AbundanceTIC: MS10069.DC39C11C17C18Ph P

17、r鄂尔多斯盆地原油（长鄂尔多斯盆地原油（长8）饱和烃总离子流）饱和烃总离子流图图1 0 . 0 02 0 . 0 03 0 . 0 04 0 . 0 05 0 . 0 06 0 . 0 07 0 . 0 08 0 . 0 02 0 0 0 0 0 04 0 0 0 0 0 06 0 0 0 0 0 08 0 0 0 0 0 0 1 e + 0 7 1 . 2 e + 0 7 1 . 4 e + 0 7 1 . 6 e + 0 7 1 . 8 e + 0 7 2 e + 0 7 2 . 2 e + 0 7T im e - - A b u n d a n c eT I C : 2 0 0 8 S

18、2 1 5 . DB - c a r o t a n en C 3 5n C 2 3n C 1 4iC 1 6n o r - P rP hP roooooooooooo乌12井N21 泥岩乌乌12井井N21 泥岩泥岩饱饱和和烃烃GC-MSGC-MS总总离子流离子流图图1 0 . 0 02 0 . 0 03 0 . 0 04 0 . 0 05 0 . 0 06 0 . 0 07 0 . 0 08 0 . 0 09 0 . 0 02 0 0 0 0 0 04 0 0 0 0 0 06 0 0 0 0 0 08 0 0 0 0 0 0 1 e + 0 7 1 . 2 e + 0 7 1 . 4 e

19、+ 0 7 1 . 6 e + 0 7 1 . 8 e + 0 7T im e - A b u n d a n c eT I C : 2 0 0 8 S 5 3 5 . Dn C 3 5n C 2 3n C 1 2*n o r- P rP rP h绿参绿参1 1井井N N2 21 1泥岩泥岩饱饱和和烃烃GC-MSGC-MS总总离子流离子流图图狮狮2525井井E E3 31 1泥岩泥岩 m/z85m/z85质质量色量色谱图谱图2 0 .0 03 0 .0 04 0 .0 05 0 .0 06 0 .0 07 0 .0 08 0 .0 09 0 .0 005 0 0 0 01 0 0 0 0 01

20、 5 0 0 0 02 0 0 0 0 02 5 0 0 0 03 0 0 0 0 03 5 0 0 0 04 0 0 0 0 04 5 0 0 0 0T im e -A b u n d a n c eIo n 8 5 .0 0 (8 4 .7 0 to 8 5 .7 0 ): A S 5 0 9 1 0 3 .Dn C 3 8n C 2 3P hP rn C 1 2乌乌北北1-41-4井井 N N2 21 1原油原油饱饱和和烃烃GC-MSGC-MS总总离子流离子流图图1 0 . 0 02 0 . 0 03 0 . 0 04 0 . 0 05 0 . 0 06 0 . 0 07 0 . 0 0

21、8 0 . 0 09 0 . 0 02 0 0 0 0 0 04 0 0 0 0 0 06 0 0 0 0 0 08 0 0 0 0 0 0 1 e + 0 7 1 . 2 e + 0 7 1 . 4 e + 0 7 1 . 6 e + 0 7 1 . 8 e + 0 7T im e - A b u n d a n c eT I C : 2 0 0 8 S 5 3 5 . Dn C 3 5n C 2 3n C 1 2*n o r- P rP rP h5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.0

22、02000000400000060000008000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 2.8e+07 3e+07 3.2e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L353.DPhPrC38C10C22*准葛尔盆地安准葛尔盆地安5 5井原油井原油饱饱和和烃烃GC-MSGC-MS总总离子流离子流图图5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.002000000400000060000008

23、000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 2.8e+07 3e+07Time-AbundanceTIC: 7D08L077.DAI SHI-1#-NooooooC35C23XMCD*#C14PhPr吐哈盆地艾试吐哈盆地艾试1井碳质泥岩井碳质泥岩(J1b)饱和烃饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图峰型及主峰碳峰型及主峰碳n正构烷烃的峰型分为单驼峰型和双驼峰型正构烷烃的峰型分为单驼峰型和双驼峰型n以以nCnC2323以后正构烷烃呈单驼峰型分布，一般认为其母质类型以后正构烷烃呈单驼峰型分布，

24、一般认为其母质类型主要来源于高等植物；以主要来源于高等植物；以nCnC2222以前正构烷烃呈单驼峰型分布，以前正构烷烃呈单驼峰型分布，一般认为其母质类型主要来源于水生生物和微生物。一般认为其母质类型主要来源于水生生物和微生物。nnCnC2222以前和以前和nCnC2323以后分别出现两组峰的双驼峰型，一般认为以后分别出现两组峰的双驼峰型，一般认为其母质类型为混源。其母质类型为混源。n在单驼峰型正构烷烃中主峰碳数靠前表明有一定的降解过程，在单驼峰型正构烷烃中主峰碳数靠前表明有一定的降解过程，主峰碳数靠后且呈明显奇碳优势者，其有机质演化程度较低。主峰碳数靠后且呈明显奇碳优势者，其有机质演化程度较低

25、。n在双驼峰型正构烷烃中若有一组演化程度低于另一组驼峰，在双驼峰型正构烷烃中若有一组演化程度低于另一组驼峰，表明其为后期输入表明其为后期输入, ,或有降解因素。或有降解因素。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.002000000400000060000008000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 2.8e+07 3e+07 3.2

26、e+07 3.4e+07 3.6e+07 3.8e+07 4e+07Time-AbundanceTIC: MS10087.DC25C15C19PrPh鄂尔多斯盆地岩样（长鄂尔多斯盆地岩样（长7）饱和烃）饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0075.000100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07

27、1.6e+07 1.7e+07 1.8e+07 1.9e+07 2e+07 2.1e+07 2.2e+07 2.3e+07 2.4e+07 2.5e+07 2.6e+07Time-AbundanceTIC: MS06041.DC22C20PhPr柴达木盆地咸水湖相烃源岩柴达木盆地咸水湖相烃源岩(E)饱和烃饱和烃GD-MS总离子流图总离子流图15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0020000040000060000080000010000001200000140000016000001800000200000022000002

28、4000002600000280000030000003200000340000036000003800000400000042000004400000Time-AbundanceTIC: MS10070.DC23PhPr吐哈盆地下侏罗统八道湾组碳质泥岩饱和烃吐哈盆地下侏罗统八道湾组碳质泥岩饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0050000010000001500000200000025000003000000350000040000004500000500000055

29、0000060000006500000700000075000008000000850000090000009500000 1e+071.05e+07 1.1e+071.15e+07 1.2e+071.25e+07 1.3e+07Time-AbundanceTIC: MS05009.DC29C18S长江口现代海底沉积物饱和烃长江口现代海底沉积物饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图准葛尔盆地霍10井饱和烃GC-MS总离子流图10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.005000000 1e+07 1.5e+07

30、2e+07 2.5e+07 3e+07 3.5e+07 4e+07 4.5e+07 5e+07 5.5e+07Time-AbundanceTIC: 7D08L076.DC35C22C15nor-PrPhPrMA801#-N吐哈盆地马吐哈盆地马801井泥岩井泥岩(T)饱和烃饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图C22-/C23+值值及其地球化学意义及其地球化学意义 C22-/C23+C22-/C23+是用正构烷烃分布判识母质类型的常用是用正构烷烃分布判识母质类型的常用参数，一般认为，参数，一般认为，C22C22之前来源于水生生物（藻类及微生物之前来源于水生生物（藻类及微生物等），而等），而C23C

31、23之后主要来源于高等植物，因此该值越大，则之后主要来源于高等植物，因此该值越大，则表明水生生物的贡献越大，反之则表明高等植物的贡献较表明水生生物的贡献越大，反之则表明高等植物的贡献较大。大。但值得注意的是，要判断并排除降解比较严重的样但值得注意的是，要判断并排除降解比较严重的样品中高碳数烷烃向低碳数降解造成该值异常的变化。品中高碳数烷烃向低碳数降解造成该值异常的变化。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义OEPOEP值及其地球化学意义值及其地球化学意义选峰：要根据样品正构烷烃具体的峰型分布特征选取合适的区间峰（选峰：要根据样品正构烷烃具体的峰型分布特征选取合

32、适的区间峰（5个），同一批样品应选择相同的碳数峰；个），同一批样品应选择相同的碳数峰；计算：例如所选碳数为计算：例如所选碳数为C23、C24、C25、C26、C27则则意义：意义：OEP值是用正构烷烃奇偶数碳优势来判识有机质成熟度的参数，值是用正构烷烃奇偶数碳优势来判识有机质成熟度的参数，一般认为。一般认为。OEP值为值为1.01.2为成熟有机质为成熟有机质，1.21.4为低熟为低熟有机质，有机质，1.4为不成熟为不成熟有机质，有机质，该值越大成熟度越低，该值越接近该值越大成熟度越低，该值越接近1.0，有机，有机质成熟度越高质成熟度越高，有些特殊样品（如热模拟或微生物降解样品等）会出，有些特

33、殊样品（如热模拟或微生物降解样品等）会出现现1.0的情况的情况)(46OEP2624272523CCCCC第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义柴达木盆地咸水湖相烃源岩柴达木盆地咸水湖相烃源岩(E)5.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07 1.6e+07 1.7

34、e+07 1.8e+07 1.9e+07 2e+07 2.1e+07 2.2e+07 2.3e+07 2.4e+07 2.5e+07 2.6e+07 2.7e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L357.DC22C23C21C25C24C15C14C11C12C13OEP11.04； OEP21.0315.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0020000040000060000080000010000001200000140000016000001800000200000022000002400000260000

35、0280000030000003200000340000036000003800000400000042000004400000Time-AbundanceTIC: MS10070.DC25C24C23C22C21吐哈盆地中下侏罗统八道湾组煤岩饱和烃吐哈盆地中下侏罗统八道湾组煤岩饱和烃GD-MS总离子流图总离子流图OEP1.4510.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+

36、07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07 1.6e+07 1.7e+07 1.8e+07 1.9e+07 2e+07 2.1e+07 2.2e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L408.DC31C30C27C28C29金银花饱和烃金银花饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图OEP28.2925.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07Time-AbundanceTIC:

37、MS03034.D+C31C30C29C28C27oooooooooooo原始烟丝饱和烃馏分原始烟丝饱和烃馏分GC-MS总离子流图总离子流图O正构烷烃正构烷烃+异构烷烃异构烷烃OEP4.3110.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.00200000400000600000800000100000012000001400000160000018000002000000220000024000002600000280000030000003200000Time-AbundanceTIC: MS05019.DC31C

38、30C27C28C29C21C20C19C18C17长江口现代海底沉积物饱和烃长江口现代海底沉积物饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图OEP11.23； OEP24.0115.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0050000010000001500000200000025000003000000350000040000004500000500000055000006000000650000070000007500000800000085000009000000Time-AbundanceTIC: MS07011.D 22.70

39、25.63 27.92 30.36 32.64热模拟样品饱和烃热模拟样品饱和烃GC-MS总离子流图（总离子流图（ “A”350C-N）OEP0.85三塘湖马三塘湖马17井烃源岩井烃源岩(T)饱和烃饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图OEP11.176 OEP22.2415.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.

40、4e+07 1.5e+07 1.6e+07 1.7e+07 1.8e+07 1.9e+07Time-AbundanceTIC: 7D08L086.DMA-17#-NooooooooooooooooC35C22C15#CD#*气相色谱图或气相色谱图或GC/MS TICGC/MS TIC中类异戊二烯烷烃信息中类异戊二烯烷烃信息饱和烃馏分中可检测出的类异戊二烯烷烃一般分为两个系列：饱和烃馏分中可检测出的类异戊二烯烷烃一般分为两个系列：n C C1313、 C C1414、 C C1515( (法呢烷法呢烷) )、 C C1616、 C C1818（降姥鲛烷）、（降姥鲛烷）、 C C1919（姥鲛烷

41、）及（姥鲛烷）及C C2020（植烷）类异戊二烯烷烃系列（植烷）类异戊二烯烷烃系列n C C2525- C- C4040类异戊二烯烷烃系列类异戊二烯烷烃系列第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义C C2020以前类异戊二烯烷烃系列以前类异戊二烯烷烃系列n一般认为该系列类异戊二烯烷烃来源于植物叶绿素一般认为该系列类异戊二烯烷烃来源于植物叶绿素侧链植侧链植（烯）醇的衍生产物（烯）醇的衍生产物n当植（烯）醇遇到较氧化环境，则植（烯）醇被氧化为植当植（烯）醇遇到较氧化环境，则植（烯）醇被氧化为植（烯）酸，植（烯）酸易脱羧基而转化为姥鲛烷；（烯）酸，植（烯）酸易脱羧基而转

42、化为姥鲛烷；n当植（烯）醇遇到较还原环境，则易脱羟基而转化为植烯，当植（烯）醇遇到较还原环境，则易脱羟基而转化为植烯，进一步还原加氢，则转化为植烷。进一步还原加氢，则转化为植烷。n因此姥鲛烷是植（烯）醇在氧化环境下的产物，植烷则是其因此姥鲛烷是植（烯）醇在氧化环境下的产物，植烷则是其在还原环境下的产物，姥植比（在还原环境下的产物，姥植比（Pr/Ph）则反映了成烃古环）则反映了成烃古环境的氧化还原程度。境的氧化还原程度。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义脱甲基脱甲基C20以前类异戊二烯烷烃形成示意图以前类异戊二烯烷烃形成示意图CH3CH3CH3CH3CH3OH

43、CH3CH3CH3CH3CH3OOHCH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3植醇植醇叶绿素叶绿素-侧链侧链植烯植烯(C20H40) M=280Ph植烷植烷(C20H42) M=282植酸植酸脱甲基脱甲基姥鲛烷姥鲛烷Pr脱异丙基脱异丙基脱乙基脱乙基脱异丙基脱异丙基降姥鲛烷降姥鲛烷Pr(C18H38) M=254脱乙基脱乙基脱乙基脱乙基(iC15H32 M=212 法呢烷法呢烷)(iC1

44、4H30 M=198)(iC13H28 M=184)(iC16H34 M=226)(C19H40 M=268)氧化氧化脱羟基脱羟基脱脱羧羧还还原原Pr/Ph(Pr/Ph(姥植比姥植比) )的地球化学意义的地球化学意义n姥植比（姥植比（Pr/PhPr/Ph）是有机地化研究中常用来判识有机质古环境的氧）是有机地化研究中常用来判识有机质古环境的氧化还原程度有意义的参数。化还原程度有意义的参数。n由于姥鲛烷是氧化环境产物，而植烷则是还原环境产物，因而由于姥鲛烷是氧化环境产物，而植烷则是还原环境产物，因而Pr/PhPr/Ph1.01.0，且该值越高其成烃古环境氧化程度越高，同时表明，且该值越高其成烃古环

45、境氧化程度越高，同时表明古环境水体越浅（沼泽、湿地、海陆交互相等），古环境水体越浅（沼泽、湿地、海陆交互相等），常称之为常称之为姥鲛姥鲛烷优势。烷优势。我国侏罗系的成烃古环境，尤其是侏罗纪煤系地层的古我国侏罗系的成烃古环境，尤其是侏罗纪煤系地层的古环境形成的有机质中有异常高的姥鲛烷优势。环境形成的有机质中有异常高的姥鲛烷优势。nPr/PhPr/Ph1.01.0，且该值越低其成烃古环境还原程度越强，同时表明，且该值越低其成烃古环境还原程度越强，同时表明古环境水体深（淡水、咸水湖相和海相），古环境水体深（淡水、咸水湖相和海相），称之为称之为植烷优势。植烷优势。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学

46、意义饱和烃相关参数的地球化学意义Pr/n nC17和和Ph/n nC18的地球化学意义的地球化学意义n姥鲛烷和植烷与其相邻的正构烷烃（姥鲛烷和植烷与其相邻的正构烷烃（nCnC1717和和nCnC1818）之比是判识有机质中）之比是判识有机质中正构烷烃是否有降解因素的有意义的地化参数。正构烷烃是否有降解因素的有意义的地化参数。n一般未遭受降解影响的有机质中一般未遭受降解影响的有机质中Pr/nCPr/nC1717和和Ph/nCPh/nC1818很低（很低（0.1-0.50.1-0.5），当），当有机质遭到较强的热作用或细菌微生物的降解作用时，由于类异戊二烯有机质遭到较强的热作用或细菌微生物的降解作

47、用时，由于类异戊二烯烷烃比正构烷烃稳定，因而正构烷烃先受到降解而类异戊二烯烷烃能较烷烃比正构烷烃稳定，因而正构烷烃先受到降解而类异戊二烯烷烃能较好地保留下来。尤其是演化程度较低的有机质，当受到细菌微生物作用好地保留下来。尤其是演化程度较低的有机质，当受到细菌微生物作用时，会出现异常高的时，会出现异常高的Pr/nCPr/nC1717和和Ph/nCPh/nC1818值值; ;有些样品中正构烷烃甚至几乎有些样品中正构烷烃甚至几乎被完全降解，而类异戊二烯烷烃可以完整地保存（孤岛稠油）。被完全降解，而类异戊二烯烷烃可以完整地保存（孤岛稠油）。n有机地化研究中常用有机地化研究中常用Pr/nCPr/nC17

48、17和和Ph/nCPh/nC1818做直角坐标图，可将不同程度降做直角坐标图，可将不同程度降解因素影响的样品分布在不同的区间，从而进行油解因素影响的样品分布在不同的区间，从而进行油/ /岩、岩岩、油岩、岩岩、油油对比研究。油对比研究。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义Pr/PhPr/Ph、iCiC1818/Pr/Pr、iCiC1818/Ph/Ph三角图三角图n由于一般原油、油砂、煤岩及沉积岩有机质饱和烃中由于一般原油、油砂、煤岩及沉积岩有机质饱和烃中C C2020以前类异以前类异戊二烯烷烃相对丰度较高的为植烷（戊二烯烷烃相对丰度较高的为植烷（PhPh）、姥鲛

49、烷（）、姥鲛烷（PrPr）和降姥）和降姥鲛烷（鲛烷（ iCiC1818），而这三个典型的类异戊二烯烷烃相对丰度的高低），而这三个典型的类异戊二烯烷烃相对丰度的高低分别可反映古成烃环境的氧化还原程度和降解因素（降姥鲛烷越分别可反映古成烃环境的氧化还原程度和降解因素（降姥鲛烷越高降解程度越强）。在地球化学研究中常用高降解程度越强）。在地球化学研究中常用Pr/PhPr/Ph、iCiC1818/Pr/Pr和和iCiC1818/Ph/Ph关系三角图来进行样品母质类型、氧化还原程度、降解程关系三角图来进行样品母质类型、氧化还原程度、降解程度对比研究，从而对液态烃运移方向、原油的母质古环境、水体度对比研究，

50、从而对液态烃运移方向、原油的母质古环境、水体变化（湖进、湖退、海进、海退）等做出较客观的判断。变化（湖进、湖退、海进、海退）等做出较客观的判断。第二节第二节饱和烃相关参数的地球化学意义饱和烃相关参数的地球化学意义区为柴达木石炭系样品，区为柴达木石炭系样品，PrPrPhPh无无姥鲛烷优势或略呈姥鲛烷优势，这些姥鲛烷优势或略呈姥鲛烷优势，这些样品有机质在较强还原环境，水体较样品有机质在较强还原环境，水体较深，水生生物贡献丰富；深，水生生物贡献丰富；区为准葛尔盆地烃源岩、原油样品，区为准葛尔盆地烃源岩、原油样品，Pr/PhPr/Ph值呈明显的姥鲛烷优势，这些样值呈明显的姥鲛烷优势，这些样品的成烃古

51、环境为弱还原品的成烃古环境为弱还原- -弱氧化环境，弱氧化环境，水体较浅，母质类型以陆源生物为主，水体较浅，母质类型以陆源生物为主，同时有一定数量的水生生物输入；同时有一定数量的水生生物输入；区为准葛尔盆地侏罗系煤岩样品，区为准葛尔盆地侏罗系煤岩样品，Pr/PhPr/Ph异常高，这些样品的成烃古环境异常高，这些样品的成烃古环境为偏氧化环境，陆生生物（尤其是高为偏氧化环境，陆生生物（尤其是高等植物）输入十分丰富，具典型的侏等植物）输入十分丰富，具典型的侏罗系煤岩样品特征。罗系煤岩样品特征。0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.

52、751.00Pr/Ph、nor-Pr/Ph与与nor-Pr/Pr关系三角图关系三角图区分布的是柴达木盆地第区分布的是柴达木盆地第三系烃源岩样，以具较强烈三系烃源岩样，以具较强烈的植烷优势和丰富的降姥鲛的植烷优势和丰富的降姥鲛烷为特征，反映其成烃古环烷为特征，反映其成烃古环境为强还原环境，水体深具境为强还原环境，水体深具较明显的降解过程。较明显的降解过程。区分布的是鄂尔多斯盆地区分布的是鄂尔多斯盆地原油样品其成烃古环境为弱原油样品其成烃古环境为弱还原弱氧化、水体较深。还原弱氧化、水体较深。区分布的是吐哈三塘湖盆区分布的是吐哈三塘湖盆地烃源岩样品，该区以较强地烃源岩样品，该区以较强的氧化性为古环境

53、特征，水的氧化性为古环境特征，水体较浅，陆源物质丰富。体较浅，陆源物质丰富。nor-Pr/Pr nor-Pr/PhPr/Ph图例图例吐哈三塘湖盆地烃源岩吐哈三塘湖盆地烃源岩鄂尔多斯盆地原油鄂尔多斯盆地原油柴达木盆地烃源岩柴达木盆地烃源岩柴达木盆地第四系的钙质泥岩饱和烃柴达木盆地第四系的钙质泥岩饱和烃GC/MSD总离子流总离子流15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.002000000400000060000008000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+0

54、7 2.6e+07 2.8e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L435.DPhPrnor-PrXS1200柴达木盆地第四系的钙质泥岩饱和烃柴达木盆地第四系的钙质泥岩饱和烃GC/MSD总离子流总离子流15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L433.DPhPrnor-PrXS900吐哈盆地侏罗系煤岩饱和烃吐哈盆地侏罗

55、系煤岩饱和烃GC/MSD总离子流总离子流10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.002000004000006000008000001000000120000014000001600000180000020000002200000240000026000002800000300000032000003400000360000038000004000000Time-AbundanceTIC: MS10071.DPhPr 吐哈盆地煤系地层原油饱和烃吐哈盆地煤系地层原油饱和烃GC/MSD总离子流总离子流10.00 15.00

56、 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00100000020000003000000400000050000006000000Time-AbundanceTIC: MS10066.DPhPr准葛尔盆地湖相样品饱和烃准葛尔盆地湖相样品饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图5.0010.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.002000000400000060000008000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1

57、.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 2.8e+07 3e+07 3.2e+07Time-AbundanceTIC: 5D08L353.DPhPrC38C10C22*辽河油田烃源岩饱和烃辽河油田烃源岩饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.002000000400000060000008000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07Time-

58、AbundanceTIC: MS11047.DPhPr柴达木盆地盐湖相烃源岩饱和烃柴达木盆地盐湖相烃源岩饱和烃GC-MS总离子流图总离子流图15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.0065.00100000020000003000000400000050000006000000700000080000009000000 1e+07Time-AbundanceTIC: MS10019.DPhPrC25 C40类异戊二烯烷烃系列类异戊二烯烷烃系列 C25 C40类异戊二烯烷烃可分为两大类类异戊二烯烷烃可分为两大类: . .规则类异戊二烯烷烃和

59、规则反类异戊二烯烷烃。其类异戊二规则类异戊二烯烷烃和规则反类异戊二烯烷烃。其类异戊二烯单元以头对尾方式连接，广泛存在于原油和沉积有机质中，烯单元以头对尾方式连接，广泛存在于原油和沉积有机质中，其甲基取代的节点分别在其甲基取代的节点分别在2,6,10,142,6,10,14和和3 3，7 7，1111，1515位。位。 C25H52 M352 C26H54 M366 规则类异戊二烯烷烃规则类异戊二烯烷烃规则反类异戊二烯烷烃规则反类异戊二烯烷烃这类规则(头对尾连接)高碳数类异戊二烯烷烃的母源还不十分清楚CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3.细菌来

60、源类异戊二烯烷烃细菌来源类异戊二烯烷烃n国内外研究表明，高碳数头对头和尾对尾连接的类异戊二烯烷烃属于细菌国内外研究表明，高碳数头对头和尾对尾连接的类异戊二烯烷烃属于细菌来源。来源。n头对头连接的类异戊二烯（头对头连接的类异戊二烯（PhilpPhilp，19781978） 2,6,10,14,17,21,25-七甲基二十六烷七甲基二十六烷: （C33H68 M=464）2,6,10,14,17,21,25-七甲基二十八烷七甲基二十八烷: （C35H72 M=492）以头对头连接的以头对头连接的C40类异戊二烯烷烃类异戊二烯烷烃: :（C40H82 M562）是植烷的二是植烷的二聚体，从古细菌中