石油地球化学

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石油地球化学石油地球化学

石油地球化学正文

　　研究石油的生成、演化和地球化学评价，是有机地球化学的重要组成部分。
　　简史　1934年A.特赖布斯首先从原油中鉴定出叶绿素的衍生物──金属卟啉，证明石油是生物成因的。50年代初P.V.史密斯、В.В.韦别尔等从现代沉积物中鉴定出微量类似原油的烃类化合物，而提出石油直接来源于年轻沉积物有机质的成因假说。但是，深入研究沉积物和原油中的有机组分后发现两者具有明显的差异，进而否定了上述假说，并逐步发展产生了石油成因的现代理论──干酪根热降解成油说（见干酪根成油说）。
　　石油演化　指石油发生、发展及衰亡的全过程。沉积岩中有机物演化经历了 3个主要阶段：①成岩作用阶段初期微生物活动十分重要，而后则是化学重排、缩聚作用和非溶解作用，成岩阶段末，有机质转化为干酪根；②在沉积盆地埋藏过程中，后生作用阶段的增温导致了干酪根的热降解而生成石油;③盆地埋深进一步加大,变生阶段有机物的变化早于矿物相的变质作用，此时已生成的石油将要降解成低分子烃类，直至甲烷干气和伴生的热变固体沥青。石油生成和演化阶段的划分在石油勘探中具有重要的指导意义。为了在某一勘探区确定这些界线的具体位置,简便可靠的方法是采用确定干酪根(包括镜质组、孢粉化石与热变沥青等) 成熟度的各项指标，如有机质颜色、反射率、碳氢元素比、自由基浓度(FSR)等。P.阿尔布雷希特等人对喀麦隆杜阿拉盆地的系统研究，为有机质演化与石油成因提供了一个良好的实例。下图列出了他们的主要研究结果与石油形成阶段的划分。

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　　海相生油和陆相生油　中国陆相石油的勘探开发有力地证明了，陆相有机质和海相有机质相似，也可以成为重要的生油母质。水生生物输入为主或经细菌降解的陆相有机质构成了最佳的生油母质──Ⅰ型干酪根。当混入的陆源物质增加时，干酪根类型变为Ⅱ型，最终为Ⅲ型。Ⅰ型和Ⅱ型成油，Ⅲ型为腐殖质，主要形成腐殖煤和天然气。根据有机地球化学指标判别 3类不同的干酪根就能很好地评价生油岩。中国中、新生代含油盆地多为陆相或海相沉积，生油岩常与煤系共生，原油具有典型陆源的特征。陆相生油岩沉积环境包括了淡水湖泊、半咸水湖泊和咸水湖泊环境。煤不仅生气，也可以生油。加拿大、澳大利亚和印度尼西亚已找到了与煤系沉积有关的油田，中国也可能存在煤成油，特别是煤成轻质油。在生油门槛之上可以生成未成熟油或低成熟油。在中国已证实存在这种原油，特别是与膏盐相沉积有关的未成熟原油，其特点是含硫量极高，并富含含硫化合物，如长链烷基噻吩类化合物、含硫甾烷和含硫萜烷等，海相碳酸岩亦可成为重要的生油岩。中国广泛发育元古宙－三叠纪海相碳酸岩地层，有机质热成熟度普遍偏高。
　　原油变化和原油对比　①原油变化。原油生成后还会受到各种地质因素的影响，地表氧化、水洗和微生物作用可以大大改变原油的性质。大量正构烷烃损失后，可能变成以异构烷烃、芳烃、非烃为主的重质原油。成熟作用也影响油质，重质组分、非烃物质随成熟度增加而减少，变成高成熟度的轻质原油，许多反映原始母质的、稳定性低的生物标志化合物被破坏了。原油运移也会改变原油的性质。②原油对比。原油对比包括原油及其来源岩石（生油岩）的对比（油源对比）以及不同层系原油的划分、对比和运移的研究（原油对比）等两个主要方面。油源对比在石油勘探中十分重要，同源时就应该有同一原始有机质遗体的指纹特征，这是油源对比的基本依据。原始有机质转化成油经历了巨大的变化，石油生成后还会受到各种后期变化，因此,油源对比,特别是某些特殊原油，如次生氧化原油、高成熟度原油的对比乃是一项十分复杂的任务。
　　石油有机地球化学工作中还存在一些薄弱环节，如石油的原生运移、碳酸岩生油、生油量计算和生油盆地评价，以及新生物标志化合物的合成、结构确认技术等，有待于进一步研究探讨。
　　参考书目
　傅家谟、史继扬：石油演化理论与实践(Ⅰ)、(Ⅱ)，《地球化学》，1、2期，1975、1977。
　傅家谟等著：《煤成烃地球化学》，科学出版社，北京，1990。
　B.P.Tissof and D.H.Welte, Petroleum Formationand Occurrence,2nd ed.,Springer-Verlag,Berlin,1984.