油气地球化学油气地球化学主讲：江汉石油学院地球科学系主讲：江汉石油学院地球科学系林林 小小 云云第六章第六章 干酪根的地球化学干酪根的地球化学 主要内容：主要内容： 1. 1. 干酪根的概念及性质干酪根的概念及性质2. 2. 干酪根的组成及结构干酪根的组成及结构3. 3. 干酪根的类型干酪根的类型§1 §1 干酪根的概念及性质干酪根的概念及性质干酪根：为沉积岩中所有不溶于非氧化的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质（ 1979年，亨特）沉积积有机质质包括：有机溶剂剂可抽提的沥沥青；不溶于有机溶剂剂的干酪根干酪根是有机碳的最重要形式它比煤和储储集层层中石油含量之和还还要多上千倍，比非储储集层层中沥沥青和其它分散的石油多50倍在古代沉积积岩中，有机质质的80～99%是干酪根，其余为沥为沥 青 一、干酪根的概念一、干酪根的概念 晚期成油理论认为，生成油气的原始物质是有机 质经过一系列改造以后所形成的干酪根 六、七十年代，关于干酪根的形成研究日渐完善 ，日本大石渡良志1976年提出认为干酪根的形成的以 下三种途径： 1.不饱和化合物 （氧化 聚合）中间产物 （聚合）干酪根2. 碳水化合物、蛋白质 （聚合）腐殖酸 （聚合）干酪根 3. 脂肪、碳水化合物、蛋白质 （微生物作 用）腐殖酸 （聚合）干酪根二、干酪根的形成形式二、干酪根的形成形式 从岩石中提纯出来的干酪根呈 黑色或褐色粉末，是复杂的有机高 分子聚合物。
在沉积岩中干酪根呈 细微分散状态，有时以局部富集的 纹层存在于泥岩中 三、干酪根的性质三、干酪根的性质§2 §2 干酪根的组成及结构干酪根的组成及结构 干酪根的元素组组成中以 C 为为主一般 分布范围围是 C：70～90%，H：3～10%，O： 3～19%，N：0.4～4 %，S：0.2～5%（据 Tissot，1984）干酪根的元素组组成跨有 很大范围围，它的化学成分和结结构会因原始 物质质的类类型和演化程度而变变化 一、元素组成 生活在水体环境的生物（如藻类）和生活在 陆地环境的生物（如高等植物），在化学组成上 有很大的差别陆地高等植物的有机质：大部分包含有纤维 素和木质素，H/C 值约为 1.0～1.5，并有较多 的芳香烃；海洋浮游生物的有机质：主要含有蛋白质、 少量的类脂和一般不超过 40% 的碳水化合物， H/C值约为 1.7～1.9，并有更多的脂肪族链 二、显微组成 干酪根的显微组成已确定的有机残体有藻类、细 菌和高等植物的组织这些高等植物的组织包括壳质 组的孢粉、树脂体和角质体以及镜质组和丝质组的碎 片镜下观察，干酪根有以下显微组成：（1）有机碎屑：藻类、孢子、树脂角质，浅黄—灰黑色；（2）不定型物质（云雾状）：多孔、非晶质、无 结构，地质聚合物中含量最大；（3）少量矿物：如黄铁矿、铝土矿，有时还有细 小的金刚石、锆石颗粒。
三、干酪根的结构 干酪根是一个立体大分子，是由很多“桥键”交 连的“核”组成，在核和桥上带有各种官能团，类脂化合物可被聚集在核间的空隙中 “核”由10个以内的芳香环（Ⅲ型干酪根）或饱和 + 芳香环（Ⅱ型干酪根）组成的芳香片，片与片之间距离 为5-6Ao，构成芳香层核与核之间的链有脂肪链、含氧 或含硫的官能团、脂族酯等总之，它是以环状结构为核心，带有各种烷基取代 基核其它官能团的大分子，后者又彼此被次聚甲基或杂 原子桥键所交联成的三维结构 §3 §3 干酪根的类型干酪根的类型干酪根是分散有机质的主体，是生油的最重要的原始物质因此，它的类型基本可代表岩石中分散有机质的类型干酪根的类型与原始物质的类型和化学结构密切相关，类型不同，其成烃潜力也不同 一、较早的分类一、较早的分类1. 腐泥型：滞水盆地条件下堆积的有机淤泥，主要来源于水生生物，颜色较深，有机碳的含量较高；可见一些孢子、花粉、角质；脂类丰富；H/C 高（1.3～1.7）2. 腐殖型：高等植物来源为主，在沼泽环境下形成；富含芳香结构，H/C 小（约为 0.9）二、煤岩学分类二、煤岩学分类1. 腐泥组——水生生物来源一是藻质体。
一是藻质体呈单细胞或多细胞群体，外 壁很薄，镜下多为浅黄至棕黄色，明亮，透 明或半透明具有一定的形状，构造二是无定形腐泥基质二是无定形腐泥基质为藻类彻底分解的 产物镜下多呈絮状、团粒状等无规则的形状 ，颜色金黄、橙黄、橙红直至深褐色，边缘色 浅，中间加厚或混有其它有机质时颜色变深 有时可见藻体的痕迹或碎片薄膜状有机质， 是存在于某些碳酸盐类岩石中的一种特殊形状 的无定形，它以薄膜状存在，深黄、浅棕、深 棕色2. 壳质组——高等植物中富含脂类的组成 具有独特的形态与结构，呈黄色为主 的色调，透明或半透明，镜下明亮一是孢粉体一是孢粉体孢子、花粉，有各种单体， 集合体少见颜色一般为浅黄至深黄色，变质 程度越高，颜色越深二是树脂体二是树脂体呈集合体或单独零散的各种形体，也 可见弥漫状细粒或充填于结构镜质体的胞腔中，颜色 呈黄色至橙红色，富有光泽，透明度好 三是角质体三是角质体是植物的叶、芽、枝的最外 层，呈长条形，常有尖角状折曲颜色多为浅 黄至深黄色 四是木栓体四是木栓体具细胞壁和细胞腔的结构体 横切面细胞间无间隙，呈不规则的鳞片状结 构，纵切面呈叠瓦状结构颜色黄至橙黄色 五是表皮体。
五是表皮体是植物表皮组织，浅黄至浅棕 色包括极薄、多褶皱的植物皮膜和显示蜂窝 状结构的片状体 3. 镜质组——高等植物茎、叶凝胶化作用形成，也称凝胶化组分 一是结构镜质体一是结构镜质体有清晰的木质结构，常 见条纹形、环纹形、网纹形、梯形等植物细胞 结构，颜色棕至棕红色 二是无结构镜质组二是无结构镜质组不具植物细胞结构， 常呈长条形、板块状，边缘平直、棱角清晰、 质地均匀，颜色多为棕红色 4. 惰质组——植物的木质纤维组织经丝炭化作用形成 以丝质体为常见，呈段块状、碎 片状、条带状、浑圆状黑色不透明 对生油没贡献 三、干酪根的化学分类三、干酪根的化学分类 Tissot（1974） 根据干酪根的元素分 析采用 H/C 和 O/C 原子比绘制相关图， 即范氏图（Van Krevelen 图），将 其主要分为三大类 1.Ⅰ型干酪根：称腐泥型，富含脂肪族结构，富氢 贫氧，H/C高，一般为 1.5～1.7，而O/C低，一般小于 0.1，生烃潜力为 0.4～0.72.Ⅱ型干酪根：富含脂肪链及饱和环烷烃，也含有 多环芳香烃及杂原子官能团H/C 较高，约 1.3～1.5， O/C 较低，约 0.1～0.2，生烃潜力为 0.3～0.5。
3.Ⅲ型干酪根：称腐殖型富含多芳香核和含氧基 团H/C 低，通常小于 1.0，而 O/C 高，可达 0.2～ 0.3，生烃潜力为 0.1～0.2 国内陆相有机质由于分异性差，不能 充分区分，常采用黄第藩（1986）的三类 五分法 国内陆相有机质由于分异性差，不能充分区 分，常采用黄第藩（1986）的三类五分法 孙虎—前磨头地区源岩的H/C—O/C关系图1979年，亨特将煤、干酪根显显微组组分的分类类与蒂 索等人的元素分类进类进 行比较较，总结总结 不同分类类之间间大致 的相互关系。