油气地球化学1、油气地球化学的定义应用化学原理，研究地质体（沉积盆地）中生成油气的有机物、石油、天然气及其次生产物的组成、结构、形成、运移、聚集和次生变化的有机地球化学机理及其在勘探中的应用。

2、地球化学的分支学科(1)元素地球化学； (2)同位素地球化学；(3)流体地球化学； (4)地球化学热力学和动力学；(5)各种地质作用地球化学； (6)有机地球化学；(7)环境地球化学； (8)气体地球化学。

（9）海洋地球化学（10）区域地球化学3、油气地球化学的研究对象沉积盆地或地壳中油气、生成油气的有机物及相关物质。

4、油气地球化学研究的主要内容Ø 与沉积作用有关的活性生物有机质及其在沉积、保存和埋藏条件下的演化;Ø 石油成因和演化;v 干酪根地球化学v 可溶有机质地球化学Ø 天然气地球化学;Ø 油气地球化学在油气勘探、开发中的应用;v 盆地的油气勘探远景和资源预测v 油气地球化学勘探v 油田水地球化学v 油田开发地球化学11、有机圈（organosphere）：系指地球上古今生物及其形成的有机物，分布和演变的空间。

有机碳的循环：（1）生物化学亚循环：为较小的亚循环(碳总量约为3×1012吨) ，其循环周期不超过一百年，包括三个次一级循环：（2）地球化学亚循环：为大的亚循环(碳总量约为12×1015吨)，包括沉积圈中有机质的演化途径，其循环周期以百万年计算，其中也包括三个次级循环11、旋光异构当一个碳原子同时和四个不同的原子或原子团键合时，四个基团在碳原子的周围会有两种排列方式，它们互为镜像但不能重合，这种立体异构体叫对映体，它们可使偏振光的偏振面发生反向旋转，因而被称为旋光异构。

11、沉积有机质的概念分布在沉积物或沉积岩中的分散有机质。

它们来源于生物的遗体及其分泌物和排泄物。

直接或间接进入沉积物中；或经过生物降解作用和沉积埋藏作用被掩埋在沉积物中；或经过缩聚作用演化生成新的有机化合物。

11、富沉积有机质的沉积环境生物高产和缺氧环境共存是富有机质沉积形成的必要条件。

一、.大型深水缺氧湖泊存在永久性的分层,才能形成湖泊的缺氧环境. （1）富营养、贫营养湖泊（2）深水是缺氧湖泊发育的重要条件（3）缺氧湖泊的发育与纬度有关。

2.海相缺氧环境（1）上升流形成的缺氧环境3.沼泽环境沼泽沉积环境是一种成煤的环境1温暖潮湿的气候和长期停滞的水体条件。

2地形一般比较平坦、低洼；构造上处于缓慢持续下沉状态。

二、有机质的沉积受控于多种因素主控因素：原始生物产率（营养物、水体分层、光等）和缺氧环境（降雨量、距河口距离、河流的搬运能力）11、习惯上把链状的萜类叫做异戊二烯型化合物，而把环状的异戊二烯型化合物称为萜类，统称萜类化合物。

单萜(monoterpenes):由两个异戊二烯单元组成,大量出现在高等植物中,它是植物香精油的主要组成部分倍半萜(sesquiterpenes):三个异戊二烯单元,链状,单环和双环的倍半萜广泛分布于高等植物中。

双萜(diterpenes):四个异戊二烯单元,高等植物中的普遍生物化学成分，动物体中的维生素A也具有双萜结构。

四萜(tetraterpenoids ):八个异戊二烯单元,重要的色素,其分子含有较长的碳-碳共轭双键体系在链端处有一个或两个六元环,所以多带由黄至红的颜色多萜（polyterpenoids）：在自然界中，多萜化合物的代表是橡胶(Rubber)，如马来树胶和生橡胶，后者每个分子中约含1000个异戊二烯单元。

11、.甾族化合物(steroids) 结构特点:含有一个由四个环稠合的碳环结构，可以看作是一部分氢化或完全氢化的菲与一个环戊烷稠合的碳环，并具有三个侧链的骨架胆汁酸：可视为甾醇衍生物，以胆盐形式存在于动物胆汁中，碳数为24。

甾族激素：它是人和动物内分泌的具生理活性的化合物,雄激素碳数19,雌激素碳数18(无侧链)。

天然甾醇:在C3位置含有(β)羟基,D环上带烷基侧链R3,其碳数可从8到11。

11、对沉积有机质有重要贡献的生物类型（浮游植物和动物、细菌、高等植物）浮游植物可能始终是地球上有机碳的主要来源之一。

约在二十亿以前的前寒武纪，主要是蓝一绿藻和行光合作用的细菌产生有机碳。

经过早古生代，各种海相的浮游生物、细菌和蓝—绿藻仍是有机碳的主要来源，直到中泥盆世陆地植物才出现。

￥￥生物有机质的主要类型和地球化学意义碳水化合物、脂类、蛋白质(Protein)和氨基酸、木质素和丹宁1、多糖中对形成沉积岩中有机质最有意义的是纤维素和半纤维素。

醣在自然界中分布极广,也是一切生物体的重要组成部分之一。

2、地表有机质中蛋白质占1/3-1/4，但由于蛋白质易被分解所以在古老沉积岩中完整的蛋白质和多肽类却很少。

分解产物氨基酸广泛地存在于不同时代的地质体中，对石油的形成具有重要的意义。

氨基酸是可以通过进入腐殖质和干酪根的格架保存于沉积物中的。

氨基酸是沉积物(岩)中有机氮的主要提供者。

氨基酸可以通过缩合形成干酪根。

3、脂肪酸和脂肪醇是原油中某些烃类的可靠先体。

地质体中，在土壤、原油、泥炭、褐煤、烟煤、现代海洋沉积物、陨石中都存在有脂肪酸第二章1、稳定同位素：能稳定存在1017年的2、由于同位素不同，引起单质或化合物在物理、化学性质上发生微小变化的现象，称为同位素效应。

3、定义：在各种自然过程中，由于同位素的效应引起同位素的相对含量在不同相之间的变化，称为同位素的分馏作用。

（1）稳定同位素的物理分馏也称为质量分馏，同位素之间由质量引起的一系列物理性质的微小差异，使之在蒸发、凝聚、升华、扩散等自然物理过程中发生的轻重同位素的分异。

（2）稳定同位素的动力分馏不同同位素分子，由于质量不同，他们参加化学反应的活性有差异，轻同位素形成的化学键比重同位素的键容易破裂，因此轻同位素分子的反应速率较高，会在生成物中富集轻同位素。

（3）稳定同位素的平衡分馏在化学反应中反应物和生成物之间由于物态、相态、价态以及化学键性质的变化，使轻重同位素分别富集在不同分子中而发生的分异叫平衡分馏，也称同位素交换反应。

4、放射性衰变的性质①衰变作用发生在原子核内部，反应结果由一种核素变成另一种核素，并释放能量；②衰变自发地不断地进行，并有恒定的衰变比例；③衰变反应不受温度、压力、电磁场和原子核存在形式等物理化学条件的影响④衰变前和衰变后核数的原子数只是时间的函数。

四种性质决定了三种特征：绝对时标特征、示踪特征和能量特征。

放射性衰变规律：单位时间内衰变的原子数与现存放射性母体的原子数成正比第三章干酪根1干酪根的分类方法1．显微组分分类（1）统计腐泥组和壳质组之和与镜质组的比例；2）采用类型指数(T值)来划分，具体方法是将鉴定的各组分相对百分含量代入下式，计算出T值，再依据表中的分类标准划分类型2、元素组成分类1型干酪根主要源于藻类沉积和细菌遗体。

藻类选择性的保存，聚集形成藻质体，细菌强烈改造的有机质及细菌遗体常表现为无定形体，故此类干酪根的显微组分主要是腐泥组。

通常形成于静而少氧的浅水环境中的富有机质游泥中。

11型干酪根：这类干酪根一般与海相沉积有关，是由原地浮游生物及微生物(主要是细菌)有机物的混合沉积，在还原条件下形成的。

也可由异地有机质形成，主要是异地富含脂类的高等植物有机物残体(如孢子、花粉和角质层)和植物分泌物(如树脂和蜡)相对富集后形成的。

111型干酪根：具有较低的原始H/C原子比(<1.0)，而O/C原子比高(0.2-0.3)。

由大量多芳香核、酮及羧酸基团组成，但不含酯基团。

只含有少数的甲基和短链脂族结构，也有极少数起源于植物蜡和表皮层的脂族长链存在。

@在成岩作用初期，由Ⅰ型、Ⅱ型到Ⅲ型干酪根中芳族结构逐渐增多，而脂族结构逐渐减少。

&结构特征芳族结构和脂族结构的各自特征不同，Ⅰ型干酪根中以简单、个体较小的芳核结构和长链脂族结构为主；Ⅲ型干酪根以短链脂族结构和相对复杂个体较大的芳核结构为特征，Ⅱ型干酪根介于两者之间。

二、干酪根成烃反应的动力学特征1.干酪根是由一些能级不同的键组合而成的聚合物决定了热解反应是一个连续、渐变和漫长的过程。

2.干酪根生成油气的过程并不是一个简单的裂解反应，而是由一系列平行和连续的反应组成 #导致了不同干酪根反应的结果和产物的差异。

Ⅰ型干酪根以“解聚”为主，为连续反应，生油早期生成重油；Ⅲ型干酪根以“官能团脱除”型为主，为平行反应，以低分子产物为主，在低熟阶段也可生成凝析油3.干酪根开始大量裂解成油只有在地壳中提供的热能达到了反应所需的活化能时才能发生。

4.干酪根热解是一个连续过程，其中各类化学键依次从低能量到高能量顺序开始裂解。

5.干酪根热解反应为连续不可逆过程干酪根是指不溶于有机溶剂，也不溶于非氧化酸、碱的沉积有机质，它可以形成于成岩阶段末期，也可以形成于埋藏初期。

它是由沉积物中各种类型的原始有机质转变而成的。

q Ⅰ型干酪根富含脂肪结构，其中含许多烷基键状化合物， H/C高、生油气潜力高；q Ⅲ型干酪根主要含有缩合的多环芳香化合物和杂原子官能团，具少量脂链、 H/C低、生油潜力低，可生一些气。

q Ⅰ和Ⅲ型之间为混合型，可分为偏向Ⅰ的Ⅱ1型和偏向Ⅲ的Ⅱ2型第四章生物标志化合物1、生物标志化合物：是沉积物（岩）、原油、油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物。

v 正构烷烃无环类异戊二烯烷烃二环－四环异戊二烯烷烃藿烷系列v 甾烷芳香烃含氮化合物、卟啉2、油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油-油、气-油、气-岩成因联系提供一系列参数和指标。

3、用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物称氯仿沥青。

4、正构烷烃的来源和应用一、来源Ø 低碳数正烷烃(<nC20) 主要来自偶数碳的脂肪酸Ø 高碳数正烷烃主要来自偶碳数的蜡和脂肪酸Ø 它们主要通过脂肪酸或蜡脱羧或脱水而生成正烷烃Ø 干酪根生烃反应二、应用1、母质来源：正烷烃C21-主要来自于以偶数碳原子为主的脂肪酸.海相原油没有石蜡,主要源自藻类,正烷烃分布中以C21-为主,蓝绿藻来源的正烷烃以C14-C19占优势。

2、正烷烃的沉积环境3、成熟度分析4、油源对比5、生物降解（减少则有）5、异构Pr/Ph比值还原环境:Pr/Ph<1 氧化环境:Pr/Ph>16、萜类化合物三环萜烷的碳数分布可反映有机质成熟度随地温升高,三环萜烷的长侧链就会不断断裂,碳数减少, 因此成熟度升高,低碳数三环二萜烷相对含量增加三环萜烷的相对分布可用于油源对比m/z 191质量色谱图上三环二萜的分布在中新生代和古生代油源对比中都是较理想的对比指纹。