油气地球化学复习题

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1、第三章第三章 生物的类型与化学组成生物的类型与化学组成 名词解释名词解释： 1.浮游植物：指在水中营浮游生活的微小植物。 2.浮游动物：指没有运动器官或具极不发达运动器官，对水流等不发生作用，而只能随 波逐流的一类水生生物，浮游动物大多骨骼不发育体积小。 3.碳水化合物：是多烃基的醛类或酮类化合物，有 C、H、O3 种元素组成，其中 H、O 原子比例数为 2：1，与水分子中 H、O 比例相同。 4.蛋白质：是由氨基酸单体通过肽键组成的生物大分子多聚体。 5.脂类：指所有生物组成的不溶于水而溶于乙醚氯仿苯等非极性溶剂中的生物体组分。 6.蜡：是不溶于水德固体，是由高级脂肪酸与高级一元醇和甾醇形成

2、的酯。 7.高等植物：苔藓植物，蕨类植物，种子植物的合体。 一概述油气成因理论的四种学说一概述油气成因理论的四种学说 无机成因说无机成因说：油气是由无机化合物经化学反应形成的。它们或是由地球深部高温条件下原 始碳或其氧化态经还原作用形成；或是在宇宙形成初期已存在，后随地球冷却被吸收并凝 结在地壳的上部，有这些碳氢化合物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。按照这一学 说，无机成因油气不仅存在而且远景巨大，将有可能比有机成因的油气潜力大的多，其蕴 藏量几乎是取之不尽的。 油气的早期有机成因说油气的早期有机成因说：石油是由沉积物（岩）中的分散有机质在早期的成岩作用阶段经 生物化学和化学作用形成的。这

3、一学说认为石油是在近现代形成的，是许多海相生物中遗 留下来的天然烃的混合物，即它仅仅是生物体中烃类物质的简单分离和聚集。由于此时的 有机质还埋藏较浅故也被称为浅成熟。 油气的晚期成因说油气的晚期成因说：认为并入沉积物中的生物聚合体首先在生物化学和化学的作用下，经 分解，聚合，缩聚，不溶等作用，在埋深较大的成岩作用晚期成为地质大分子干酪根。 之后，随着埋深的继续增大在不断升高的热应力作用下，干酪根才逐步发生催化裂解和热 裂解形成大量的原石油（或称为沥青，包括烃类和非烃类） 。在一定条件下，这些原石油从 生成它的细粒岩中运移出来，在储层中聚集成为油气藏。与早期成因说相同的是，它也认 为油气源于有机

4、质。但不同的是，它认为石油不是生物烃类的简单分离和聚集，而是先形 成干酪根，之后在较大的埋深和较高的低温条件下才在热力的作用下转化形成。它也被称 为深成说（此时有机质的埋深已经较大）和干酪根成烃说（有机质先形成干酪根，干酪根 再生油气） 。 现代油气成因说现代油气成因说：无机成因说+油气的早期有机成因说+油气的晚期成因说 二脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素的结构和元素组成有何异同？二脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素的结构和元素组成有何异同？ 脂类（C，H，O）：包罗广，结构差异大，但有共性，既不溶于水而溶于低极性的有机溶 剂，如氯仿，乙醚。 蛋白质（C，H，O，N）：蛋白质构成了生物机体中大部

5、分含氮化合物，结构复杂，种类 繁多，功能各异，是细胞最重要的结构成分。 碳水化合物（C，H，O）：是一切生物体的重要组成之一，是光合作用的产物，包括单糖， 多糖（淀粉，纤维素，壳质） 。 木质素（C，H，O，N）：是植物细胞壁的主要成分，其性质十分稳定，不易水解，但可 被氧化成芳香酸和脂肪酸,含侧链很少，故生油难，但含-OCH3，可生气。 三与油气关系密切的有哪几类生物，其化学组成有何异同，能否解释这几类生物为什么三与油气关系密切的有哪几类生物，其化学组成有何异同，能否解释这几类生物为什么 会与油气关系密切？会与油气关系密切？ 浮游植物：糖类富集，蛋白质含量较低，含木质素，脂类含量仅高于高等植

6、物。浮游植物 可能始终是世界上有机碳的主要来源。浮游动物：糖类含量较低，蛋白质含量较高，脂类含量较高。其数量受浮游植物产率的控 制，浮游动物的产率及其对有机质沉积的贡献远远低于浮游植物，而且越是高等动物产率 和贡献越小。 细菌：糖类，蛋白质含量较高，脂类含量仅次于浮游动物。据称是有机质的第二大来源， 也是生物界的先驱，在世界上分布最广，繁殖最快，可与其他生物共生，但其对成油贡献 不详。 高等植物：糖类富集，蛋白质含量较低，木质素含量高，脂类含量较低。 总之，浮游植物，浮游动物和细菌含蛋白质，主要组成元素为 C，H，O，N，有利于形成 成油母质；与高等植物相比，其类脂化合物含量较高，相反高等植物

7、以碳水化合物和木质 素为主，主要元素为 C，H，O，是成煤的主要先质。 四解释图四解释图 5-6 的地球化学意义的地球化学意义 1.作为有机质的演化产物，石油相对富氢贫氧，煤化作用早期的泥炭相对贫氧富氢，而高 阶煤相对富碳贫氢。与此相比各类生化组分中，脂类在元素组成上相对富氢贫氧，与石油 最为相近，而碳水化合物（纤维素） ，尤其是木质素，与泥炭最为接近，蛋白质则介于两者 之间。由此不难理解，脂类只需要经过少许变化即可成为石油，因而应该是最为有力的成 油先质，而碳水化合物和木质素可能主要倾向于成煤，但它可以成为重要的生气先质。蛋 白质则可能因为易于分解，丹宁等则可能因为数量较少而成烃意义有限。

8、2.就各类生物体与石油的元素组成的比较来说，浮游植物，浮游动物和细菌易于成油，而 高等植物更易成煤。 第四章第四章 沉积有机质沉积有机质 名词解释：名词解释： 1.沉积有机质：来源于生物的沉积岩(物)中的有机质 2.陆源有机质：由水盆外搬运而来的通称，主要是高等植物 3.分散有机质：将有机质按分散程度划分的一种，是分散在沉积岩或沉积物中未聚集的有 机质，如烃原岩中的有机质。 4.可溶有机质：凡是被中性有机溶剂从沉积岩（物）中溶解（抽提）出来的有机质称为可 容有机质，或可抽提有机质，也称为沥青。 1.说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？ 1

9、）海洋是最大的生物生活空间，从古至今接受了地球上最大量的有机质沉积。滨海带由于 位于波浪作用、潮汐进退的高能氧化环境不利于有机质的沉积和保存。浅海陆棚浪基面以 上由于具适宜的温度、阳光、丰富的养分使其生物出产率高，而下部水体则为静水、低能 还原环境，同时，沉积速率适中，可使有机质得到较为迅速的埋藏，保存条件良好。沉积 特征为：富含有机质的细粒沉积物分布广、厚度广，有机有机质总量大；由于以水生生物 的贡献为主，有机质性质较好，倾向于产油，在路表海由于陆源有机质的贡献，可能有混 合型的有机质。大陆斜坡及其临近的深海盆地，其有机质主要来自上部的浮游生物和浊流、 重力流沉积从大陆架和三角洲地区带来的有

10、机质。浊流不仅搬运来大量的沙体，同时也有 富含有机质的泥质物，使大陆斜坡沉积物中具有较丰富的有机质。远洋盆地，虽然环境特 征为静水、低能的还原环境，但远洋盆地由于营养物质缺乏、关照度极低、生物不发育、 沉积速率缓慢，有限的有机质在下沉过程中，被水中的溶解氧或某些深海生物所消耗，形 成有机质沉积的贫瘠区。 2）过渡环境既受海洋的潮汐、波浪作用，也可受河流的影响，营养物质一般较海洋和淡水 更为丰富，因此，生物比较发育。因此，陆源、水生生物、高等植物、浮游植物、细菌、 浮游动物皆有发育。 3）湖泊环境滨湖相由于受河流注入的影响陆源和浅湖相 2以湖泊为例说明影响生物类型及沉积有机质发育的因素。以湖泊为

11、例说明影响生物类型及沉积有机质发育的因素。 湖泊是大陆上地形相对低洼和流水汇集的地区，也是沉积物和有机质堆积的重要场所。 就有机质的供给来说，湖泊沉积环境出了本身产出的水生生物外，同时还由于琥珀的规模 比海盆小，受陆原有机质影响较大，从而造成有机质来源的二元性。此外，湖泊被大陆所 包围，入湖的河流可以从四面八方带来有机质，造成陆源有机质来源的多方向性，使得其 沉积物中的有机质具有二元多向性。陆源有机质影响的大小，一方面与陆源有机质的发育 程度（取决于气候条件）有关，同时还与湖盆的大小有关。但总体上讲，越往湖盆中心， 陆源有机质影响越小（重力流影响除外） 。 就有机质的保存条件来说，尽管不同的湖

12、盆有明显的差异，但总体上讲，从湖泊边缘到中 心，随着水体逐渐加深，湖盆从滨湖，浅湖逐步过渡到深湖半深湖相，水体的搅动程度逐 渐减弱，沉积物逐渐变细，环境的还原性逐渐增强，有机质的保存条件逐渐变好。 总体上看，从湖盆边缘到中心，有机质的丰度逐渐升高，陆源有机质的贡献逐渐减少，有 机质类型逐渐变好，且复杂，一般在大型湖泊的深湖相，由于远离陆源有机质的影响，基 本上 以产烃能力强的水生生物贡献为主，有机质类型好。 3. 影响有机质沉积和保存的因素有哪些。影响有机质沉积和保存的因素有哪些。 水体能量： 能量过高则含氧量增加氧化作用强，有机易被氧化，又加之有机质难以埋藏， 如滨海、滨湖、河流显然有十分充

13、足的光照也不行。 陆源供给情况： 陆源供给一方面带来了陆生高等植物；另一方面，陆源河流带来的水体中 有机质为水生生物的生存提供了食物。 光照： 充足的光照为浮游植物和大部分动物所必须 古气候：温暖、湿润有利于生物的发育 地质时代：受时代的影响不言而喻，从生物发育史可以明显地看出， 4. 解释图解释图 6-1被搬运和沉积的碎屑粒径受水流流速的控制。水流速度越快，水体的搬运能力越强。只 有当流水速度逐渐降低时，水中携带的各种有机质、无机颗粒才会由粗到细逐步沉积。以 颗粒形式存在的有机质，由于密度较低，易于搬运而难以沉积，仅当水流速度非常低的时 候，有机碎屑才能与细小的粘土矿物一起沉积。事实上，有相

14、当部分的有机质可能是被无 机质矿物，尤其是被粘土矿物吸附后沉积下来的。矿物颗粒既可以吸附颗粒状有机质，也 可以吸附溶解状有机质。被吸附的有机质因为可以更快的通过水体沉淀下去，被氧化和微 生物破坏、降解的可能性减少。因此，矿物颗粒的吸附作用可能是沉积有机质聚集的主要 原因。另外，水体呈胶态分布的有机质，如底栖生物和微生物提供的有机质，他们在沉积 物沉积过程中直接被掩埋在沉积物中。由于有机质颗粒一般较小，同时密度小，加上越细的矿物颗粒，比表面积越大，吸附能 力越强，因此，沉积物（岩）中，有机质丰度与碎屑粒径成反比，亦即与水流流速成反比。第五章第五章 干酪根与油气的生成干酪根与油气的生成 1.干酪根

15、是如何形成的干酪根是如何形成的 在微生物（酶）的作用下，源于生物体的生物聚合物，即蛋白质、碳水化合物、木质素和 类脂等，首先部分被降解成单体化合物，如氨基酸、单糖、脂肪酸、酚等，这些单体化合 物或者被微生物利用、消耗，或者被溶解带走，剩余的则在微生物的进一步作用下，与尚 未完全分解的生物聚合体通过活泼官能团反应缩聚成为相对分子质量较大、溶解性较差的 多聚体有机质（腐殖质） ，随后，在微生物的进一步作用下，有机质的聚合程度不断升高，多聚体表面的亲水官能团逐渐减少，从而导致有机质的水解性和在酸碱溶液中溶解性逐步 降低（不溶作用） ，而演化成为聚合度、稳定性更高的地质聚合物干酪根。一些类脂或 烃类也

16、可不被分解直接形成腐殖质，再经不溶作用形成干酪根，也可直接形成干酪根。 2.解释图解释图 8-3 的地化意义的地化意义 可以划分干酪根类型及划分类型的有效范围：在线的附近是相应的干酪根类型， 一般的型干酪根 H/C1.5，O/C2） 。 3、评价干酪根的元素组成、显微组分组成有何意义、评价干酪根的元素组成、显微组分组成有何意义 元素组成：干酪根是一种复杂的高分子缩聚物，它不同于一般的纯有机化合物，因此没 有固定的化学组成，只有一定的组成范围。干酪根元素分析表明，它主要由 C、H、O 和 少量的 S、N 这五种元素组成。其中含碳量为 70%-85%，含氢量在 3%-11%，含氧量在 3%-24%，含氮量小于 2%，S 含量较少。但不同来源的干酪根元素组成有所不同，源于水 生生物富含类脂组的干酪根相对富氢贫氧。与原油的平均元素组成（C、H、O 分别约为 84%、13%、2%）相比，干酪根明显贫氢富氧。由此得知，相对富氢贫氧的干酪根将会生 成更多的石油。干酪根中各元素含量的变化，既与干酪根的来源和成因有关，也与干酪根 的演化（向油气的转化）程度密切