石油的形成石油是成岩早期形成还是成岩晚期生成的.docx

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石油的形成石油是成岩早期形成还是成岩晚期生成的

石油的形成-石油是成岩早期形成还是成岩晚期生成的

　　石油是成岩早期形成还是成岩晚期生成的，这就是石油有机成因的早期成油说和晚期成油说

　　现代沉积物和生物体中的正烷烃碳数分布具有奇偶优势，正脂肪酸的碳数分布具有偶奇优势，而在古老沉积物和石油中不具备这些优势。

为有机质高温降解成油理论的发展开辟了广阔的前景。

　　石油的生成不仅是烃类的富集过程，更主要的是烃类的一个新生过程。

在有机质改造过程中，只有达到一定温度或埋藏深度时，有机质才能大量转化成石油“地温窗”和“液体窗”的概念。

由于这些研究显示大量生油阶段是有机质处于成岩作用的晚期阶段，同时认为生油原始物质主要是岩石中的不溶有机质--干酪根，因此这一时期逐步形成了干酪根晚期成油理论。

　　所谓油气成因的现代概念即指有机成因晚期成油说。

石油的元素组成包括微量元素（traceelement）组成都与有机物质（organicmaterial）近似，而与任何无机物质（inorganicmaterial0相差甚远。

各种生物物质通过热降解均可得到或多或少的烃类产物。

饱和脂肪酸可能主要是正烷烃的母体，而不饱和脂肪酸除可生成正烷烃外还可生成环烷烃乃至苯。

脂类中的萜和异戊间二稀化合物、固醇、色素等则可能是环烷烃、芳香烃和异构烷烃的母体。

　　2.碳水化合物（carbohydrates）

　　碳水化合物是植物的主要组成物质，包括葡萄糖（glucosesugarsC6H12O6）、淀粉（starchesC6H10O5）、纤维素（cellulosesC6H10O5）等。

纤维素较为稳定，是煤（coal）的重要母质之一3.蛋白质（Proteins）

　　蛋白质是组成细胞的基础物质，是生物体内最重要的成分，可占动物干重的50%以上。

蛋白质是生物体中氮的主要载体，氮约占蛋白质重量的16%。

所以石油中的含氮化合物可能与之有关。

脂类抗腐能力强，化学成分和结构都最接近于石油，因而历来被多数人作为最重要的成油母质。

脂类对油气的贡献当居首位油气有机起源说认为生物物质是产生油气的原始材料　　所谓沉积有机

　　质是指随无机质点一起沉积并保存下来的那部分生物残留物质。

沉积岩中的有机质，依据其可溶性可分为两部分：

　　通常将岩石中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的有机组分定义为干酪根（Kerogen）；把干酪根称作油母质。

所谓有机质生油很大程度上就是干酪根向

　　沥青和烃类转化的过程，岩石中的干酪根是生成油气的基本源泉

　　从对巴黎盆地的典型研究看，随着埋深的加大和温度的增高，有机质中的干酪根含量不断下降，而烃类和胶质、沥青烯的含量则相应上升。

另外，MAB抽提物的含量也是逐渐减少的。

　　沉积岩或沉积物中有机质含量的多少与许多因素有关

　　其一是生物物质的产量　　其二是原始有机质的保存条件其三是沉积物的堆积速度其四是沉积物的粒度

　　沉积物的粒度越细所含有机质越多。

　　沉积岩中有机质的分布是很不均衡的。

　　关于有机质的类型，早在二十世纪初波东尼就已分出腐泥型和腐植型两大类别。

前者的原始生物物质是富含脂类的

　　水生浮游生物，成矿方向是藻煤和油页岩；后者的原始生物物质是富含木质素、纤维素的陆生高等植物，成矿方向是腐植煤。

　　蒂索按H/C和O/C原子比用图解法将干酪根划分为三个

　　类型：

　　ⅠKerogen：

H/C原子比高，O/C原子比低，以链状结构

　　较多为特征。

富含脂类化合物，只含少量多环芳香烃和含氧官能团

　　，主要来源于水生低等浮游生物，生烃潜力大。

　　ⅢKerogen：

H/C原子比低，O/C原子比高，以芳香结

　　构多为特征。

主要来源于富含木质素和碳水化合物的陆生高等植物

　　，多为异地有机质。

生油潜力小，但可生成天然气。

　　ⅡKerogen：

H/C和O/C原子比介于上述二类之间，属混合型或过渡型干酪根。

其生烃潜力视其接近Ⅰ型或是接近Ⅲ型而

　　异.

　　Ⅰ型干酪根：

H/C原子比高，O/C原子比低，以链状结构较多为特征。

富含脂类化合物，只含少量多环芳香烃和含氧官能团，主要来源于水生低等浮游生物，生烃潜力大。

　　Ⅲ型干酪根：

H/C原子比低，O/C原子比高，以芳香结构多为特征。

主要来源于富含木质素和碳水化合物的陆生高等植物，多为异地有机质。

生油潜力小，但可生成天然气。

　　Ⅱ型干酪根：

H/C和O/C原子比介于上述二类之间，属混合型或过渡型干酪根。

其生烃潜力视其接近Ⅰ型或是接近Ⅲ型而异。

　　由图可见，随着演化程度的加深，三种干酪根的元素组成都向富碳方向敛合，H、O含量均不断降低，所以当演化程度很高时其类型难以明确区分

　　.Opticalclassification

　　包括在透射光下的孢粉学方法的划分和在反射光下煤岩学的划分。

参照孢粉学研究方法，可将经过酸解和浮选分离出来的干酪根置于显微镜透射光下划分出无定形絮质、藻质、草质、木质和煤质五种组分。

上述各组分的H/C原子比依絮质-草质-木质-煤质顺序降低，其生烃潜力也相应依次减弱。

　　干酪根在显微镜下用25-50倍油浸镜头通过反射光可划分出三个主要煤岩学组分组，即壳质组、镜质组和惰性组（三个组的反射率由壳质组-镜质组-惰性组依次升高，而生烃潜力则依次降低。

　　世界上大多数油气都是产自富含腐泥成分的有机质，而富含腐植成分的有机质主要是生成气。

　　陆源有机质丰富的干酪根主要生成石蜡基石油而海洋湖泊原地有机质丰富的干酪根主要生成环烷基石油。

　　碳酸盐岩多含无定形干酪根，有利于生成环烷烃。

综上所述，基于沉积有机质是生烃的原始物质，可以说有机质的丰度反映了岩石中有机质的数量，而干酪根类型则代表了有机质的质量。

　　有机质演化形成油气是一个比较复杂和漫长的生物化学和化学过程。

其中促使有机质转化成烃的因素主要有细菌（bacteria）、温度（temperature）、时间（time）和催化剂（catalyzer）等，且在不同的演化阶段起主导作用的因素不尽相同。

细菌群可分三个带：

①喜氧细菌（aerobicbacteria带；②厌氧（anaerobic）还原硫酸盐细菌带；③甲烷生成细菌带。

　　温度与时间是可以互补的。

　　深度每增加100m所增加的温度数值叫做地温梯度（geothermalgrads）。

显著增长出现在1,200-1,400m深度段。

　　生油数量开始显著增长时的温度叫做门限温度（thresholdtemperature）。

与之对应的深度叫做门限深度（thresholddepth）。

温度与深度的关系取决于地温梯度。

门限温度意味着有机质开始走向成熟，进入主要生油阶段。

　　综上所述，温度在促使有机质发生热降解并生成石油过程中起着至关重要的作用。

　　主要生油阶段的起始温度不低于50℃，而终止温度很少高于175℃。

　　四）催化剂（catalyzer）

　　从化学上我们知道，催化剂是本身不参加反应又不改变反应条件的情况下能增加化学反应速度的一种物质。

　　用油酸与催化剂按不同比例混合进行加热实验，结果产烃率和烃组成均有差异。

Others

　　用α-射线轰击某些有机质可得到CH4、CO2和H2。

轰击H2O可得到O2和H2。

O2和有机质作用最后生成CO2，H2可使有机质氢化或与CO2化合生成CH4。

CH4在α-射线作用下可叠合成C2H6，继续作用可生成更重的气态烃乃至液态烃。

对有机质演化成烃最主要的因素是温度和时间，次为催化剂，细菌只在有机质演化的早期阶段起重要作用，其它因素仅起很有限的辅助作用或仅对局部有一定意义。

　　即将有机质所伴随的成岩变化划分为成岩阶段、深成阶段和准变质阶段；并以生成石油为基准将有机质成烃演化划分为未成熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段与之一一对应。

　　沉积有机质进入埋藏状态开始，直至达到门限深度为止。

　　有机质将要受到细菌作用、水解作用和酶催化作用，从而使原来的脂肪、蛋白质、碳水化合物、木质素以及核酸等生物化学聚合物转化成为分子量较低的脂肪酸、氨基酸、糖、酚等生物化学单体物质。

同时产出CO2、CH4、NH3、H2S和H2O等简单分子。

这种高分子地质聚合物就是沉积岩中干酪根的前身。

　　保存在沉积物中的有机质，随着埋藏深度的加大，沉积物固结成岩，在缺氧环境下经历了复杂的分解和缩合作用，完成了从生物有机质到干酪根的转化阶段。

此阶段为有机质的早期转化阶段，与有机质改造和转化有关的生物化学作用主要有两种：

一是细菌对有机质的分解作用，二是酵素的催化作用。