华北地区石炭、二叠系腐殖煤中的四环二萜烷

从华北西部和南部五个煤矿取得的石炭、二叠系腐殖煤的饱和烃馏分中,经GC和GC/MS分析,检测出了较丰富的二萜类生物标志物.根据质谱特征与卡瓦保留值,并对照文献谱图,确认其中包括五个具有贝壳松烷骨架的四环二萜烷(即ent-白叶烷、16α(H)-和16β(H)-扁枝烷、16α(H)-和16β(H)-贝壳松烷).以及一个三环的异海松烷.一个完整的四环二萜烷系列在我国华北石炭、二叠系腐殖煤中的发现在北半球很可能属首次.这些二萜类内组成在时间和空间上的差异分布,可能反映古植物群演化与分布的变化.扁枝烷和贝壳松烷的立体化学构型,可提供重要的有机成熟度信息.     

辽河盆地煤系地层中特高含量的二萜类及其地质意义

从辽河盆地东部凹陷下第三系沙三段煤系烃源岩中检出了特高含量的海松烷,脱氢松香烷等三环二萜烷和扁枝烷等四环二萜烷类化合物,此外还检测到了奥利烯、乌散烯等罕见的三萜类。上述三类化合物尽管出现在同一套地层中,但它们的主要来源并不完全相同,其中三环二萜和四环二萜类分别以裸子植物和蕨类植物为主要来源,而五环三萜类则主要来源于被子植物。说明辽河盆地下第三系沙三段煤系地层中母质输入的多样性和复杂性。     

利用芳烃参数研究煤系烃源岩中重排藿烷成因

研究发现鄂尔多斯盆地部分地区上古生界煤系烃源岩存在较高丰度的17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷,在对重排藿烷分布、组成特征及生标组成特征研究的基础上,应用芳烃参数对高丰度重排藿烷的成因进行了探讨。饱和烃生物标志物组成特征显示,高重排藿烷与陆源高等植物生源关系密切,主要在弱氧化沉积环境下演化形成。具有高-异常高丰度17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷(C₃₀*/C₃₀H>0.2、C₃₀E/C₃₀H>0.1)的烃源岩二环+三环芳烃相对含量一般大于50%,四环、五环芳烃含量相对较低,普遍低于35%,未见芳香甾萜类,研究认为其生源主要为陆生高等植物;甲基菲指数MPI₁、MPI₂和甲基菲比值F1研究结果显示,Pr/Ph>1的弱氧化环境烃源岩17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷在进入成熟阶段后开始大量形成,并随成熟度升高而增大;Pr/Ph<1还原环境下的烃源岩重排藿烷丰度相对较低,但在进入成熟阶段后仍有随成熟度升高而增大的趋势;三芴系列化合物参数表明,沉积环境的弱氧化性质对17α(H)-重排藿烷和早洗脱重排藿烷的形成有较大的影响,沼泽相沉积环境最有利于重排藿烷的形成。     

鄂尔多斯盆地东北部上古生界煤系烃源岩17α(H)-重排藿烷类的分布及成因探讨

鄂尔多斯盆地东北部上古生界10个典型煤系烃源岩样品中检测出三类重排藿烷,分别为17α(H)-重排藿烷、18α(H)-新藿烷以及未知结构的早洗脱重排藿烷。烃源岩样品中藿烷类具有两种分布型式:①以C₃₀藿烷为主峰的C₂₇~C₃₅(缺C₂₈)藿烷类常规分布型式,含少量17α (H)-重排藿烷和18α(H)-新藿烷;②以富含17α(H)-重排藿烷和C₃₀早洗脱重排藿烷为特征。含有高~异常高相对丰度17α(H)-重排藿烷的烃源岩样品,其17α(H)-重排藿烷的绝对浓度也明显较高。从烃源岩生源构成、有机质丰度及其赋存状态、成熟度以及沉积与成岩环境4个方面探讨了高丰度17α(H)-重排藿烷的成因。研究结果表明,烃源岩中高丰度的17α(H)-重排藿烷的形成与高等植物生源有一定联系、亚氧化-氧化的扇缘泥炭沼泽相是形成高~异常高丰度17α(H)-重排藿烷的有利沉积相带;而烃源岩显微组分、有机质丰度及其赋存状态以及有机质成熟度的影响尚不确定。     

柯克亚油田原油地球化学特征和油源研究

应用GC/MS、GC/MS/MS分析技术,剖析了塔西南地区侏罗系和二叠系两套烃源岩生物标志物组合特征,建立了区分的指标体系,即二叠系源岩重排藿烷、C30-未知萜烷含量丰富,侏罗系源岩重排藿烷含量较低,但检测到二萜类化合物,而在二叠系源岩中未检测到该类化合物。柯克亚原油重排藿烷、C30-未知萜烷发育。精细油-岩对比结果表明,柯克亚原油主要来源于二叠系烃源岩,同时原油中检测出微量的二萜类化合物,说明侏罗系烃源岩也有一定的贡献。     

生物标志物藿烷类的单体碳稳定同位素研究

对 5个广东泥炭样品和 3个准噶尔盆地西北缘原油样品中支链烷烃和环烷烃进行了分离,应用色谱 -同位素比值质谱 (GC -IRMS)测定了其中藿烷类单体碳稳定同位素比值,研究它们的碳同位素组成变化,结果表明泥炭中藿烷类δ13C为 - 2 1.7‰～ - 34.4‰,与湖相页岩和原油中藿类相比,相对富集13C;同一样品中,不同碳数和不同构型的藿烷之间,δ13C相差 4.4‰～ 1 2.8‰,说明同一沉积环境中可能生长具有不同碳同位素组成藿类先质的多种微生物,相对亏损13C的C₂₉βα、C₂₉ββ、C₃₁βα藿烷可能来自甲烷菌,相对富集13C的C₂₉αβ、C₃₀ αβ藿烷可能来自化学自养型细菌;准噶尔盆地原油中藿烷类碳同位素δ13C为 - 30.6‰～ - 53.4‰,原油之间藿烷δ13C值具有明显差别,它们指示克乌断裂带东部原油来自二叠系,西部原油来自侏罗系与三叠系。     

东海盆地西湖凹陷不同构造带原油陆源生物标志化合物特征及其指示意义

利用地球化学分析手段,对西湖凹陷黄岩构造带、平北地区以及宁波构造带的16个轻质油样品进行了分析。原油中富含反映陆源高等植物输入的生物标志化合物,尤其是源于被子植物、裸子植物及蕨类植物的三环、四环二萜类及其芳构化产物,而反映水生低等植物输入的生物标志化合物含量较低。不同构造带间原油中这些化合物的分布特征具有明显差异,如异海松烷/nC_(20)、异海松烷/(异海松烷+16β(H)扁枝烷)、1,2,5-三甲基萘/1,3,6-三甲基萘、1,7-二甲基菲/(惹烯+1,7-二甲基菲)等。这些差异指示了宁波构造带与平北地区原油裸子植物输入较多,蕨类植物及被子植物输入较少,而黄岩构造带原油蕨类植物输入较多,被子植物与裸子植物较少的特点。研究中利用全油色谱-质谱将原油饱和烃与芳烃组分建立联系,提出(异海松烷+1,7-二甲基菲)/(惹烯+16β(H)扁枝烷)作为反映西湖凹陷轻质原油生源构成的指标,而该参数与全油碳同位素值的正相关关系证明了裸子植物树脂对西湖凹陷轻质油的重要成烃贡献。     

鄂尔多斯盆地西缘煤层气成藏条件研究

鄂尔多斯盆地西缘发育石炭-二叠纪和侏罗纪两套含煤岩系,由北向南发育五大煤田,煤层发育,厚度较大,煤炭资源量丰富。石炭-二叠系煤层煤级高,Ro值为0.51%~1.89%,均值为0.95%,以肥煤、焦煤、无烟煤为主,宏观煤岩成分以暗煤和亮煤为主,煤岩类型主要为半亮煤和半暗煤;侏罗系煤层煤级低,Ro值为0.5%~2.7%,均值为0.72%,以气煤、不黏煤、长焰煤为主,宏观煤岩成分以暗煤为主,煤岩类型主要为半暗煤和暗淡煤为主。两套煤层煤岩显微组分均以镜质组和壳质组为主,属于Ⅲ型(腐殖型)有机质,煤的变质程度均为低成熟到高成熟阶段,具有良好的生气潜能,以生成湿气为主。侏罗系煤层孔隙度高于石炭-二叠系煤层,而石炭-二叠系煤层吸附性能强于侏罗系煤层,煤层含气性较好。     

华北地区石炭－二叠系煤系地层和轻质油关系研究

对华北地区石炭－二叠系、下第三系、中上元古界沉积物和油样的低环萜烷参数用因子分析方法进行油源对比，表明石炭－二叠系部分样品与该区轻质油的关系密切。进一步分析这套地层的有机地球化学特征后，提出壳质组含量和成熟度是决定石炭－二叠系能否生成轻质油的主要因素，并提出该区煤系地层生成轻质油的成熟度下限是镜质组反射率Ｒ０为１．１％。     

新疆三塘湖盆地马朗凹陷条湖组凝灰岩油藏油源分析

通过系统采集新疆三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组和条湖组各套烃源岩岩心样品以及条湖组凝灰岩段原油样品,研究各套烃源岩的基本地球化学特征、烃源岩和 原油饱和烃生物标志化合物特征、抽提物/原油以及族组分的稳定碳同位素特征等,探讨了凝灰岩油藏的原油来源。结果表明：芦草沟组二段烃源岩的质量最好;各套泥质烃源岩可溶有机质生物标志化合 物特征具有明显的差异,主要表现在Pr/Ph、 γ蜡烷含量、β-胡萝卜烷含量以及规则甾烷ααα20RC₂₇、ααα20RC₂₈、ααα20RC₂₉相对含量等方面;条湖组凝灰岩油藏中原油具有低Pr/Ph、高γ蜡 烷含量、高β-胡萝卜烷含量以及规则甾烷ααα20RC₂₇、ααα20RC₂₈、ααα20RC₂₉中ααα20RC₂₉最高和ααα20RC₂₇最低(谱图呈上升直线型)、原油及族组分稳定碳同位素较轻的特点;油源对比 显示凝灰岩油藏的原油主要来自芦草沟组二段烃源岩,但也有凝灰岩自身有机质的贡献。     

Tetracyclic diterpenoid hydrocarbons in some Australian coals,sediments and crude oils

Tetracyclic diterpenoid hydrocarbons (diterpanes) based on the ent-beyerane, phyllocladane and ent-kaurane skeletons have been identified in the hydrocarbon extracts of some Australian coals, sediments and crude oils. Structures were assigned to the geological diterpanes by comparison with synthetically prepared reference compounds. Studies of a sample suite consisting of low-rank coals and sediments indicate that the ratios of C-16 epimers of phyllocladane and ent-kaurane are maturity dependent, and that the relative proportion of the thermodynamically preferred 16β (H)-compounds increases with increasing thermal maturity. Thermodynamic equilibrium for the interconversion reactions is attained in sediments before the onset of crude oil generation.The most likely natural product precursors for the tetracyclic diterpanes are considered to be the tetracyclic diterpene hydrocarbons which occur widely in the leaf resins of conifers. Tetracyclic diterpanes have been identified in sediments and coals of Permian age or younger, suggesting that these compounds are markers for both modern and extinct families of conifers. In particular, phyllocladane is proposed as a marker for the Podocarpaceae family of conifers.     

Identification of some diterpenoid hydrocarbons in petroleum

19-Norisopimarane and isopimarane have been synthesized from isopimara-9(11), 15-diene-3β, 19-diol. Analysis of the alkane fractions of an Australian crude oil by GC-MS showed the presence of nine diterpenoid hydrocarbons (diterpanes), of which one was bicyclic two were tricyclic and six were tetracyclic.19-Norisopimarane and isopimarane were identified by comparison of their mass spectra and GC retention times with those of the synthetic standards. ent-Beyerane, 16a(H)-phyllocladane, 16)β(H)-phyllocladane, ent-16α(H)-kaurane and labdane were also identified by comparison with authentic reference compounds. The remaining two compounds were tentatively identified as rimuane and as a 17-nortetracyclic diterpane on the basis of mass spectral evidence. The diterpanes are probably derived from conifer resins.     

中国西南地区二叠纪乐平世陆生生物大灭绝期煤中砷和硒的演化及古环境意义

为了探讨中国西南地区二叠系乐平统(上二叠统)龙潭组中下部煤系不同煤组分中砷、硒的含量和演化及古环境意义,对近10年来采集于中国西南扬子地台的二叠系乐平统龙潭组主采煤层的原煤、亮煤、煤矸石、黄铁矿结核等样品中砷、硒元素含量进行了测定和分析,并与中国华北地台一些煤矿的上石炭统-下二叠统太原组、山西组的原煤、镜煤、亮煤、煤矸石、黄铁矿结核等样品中砷、硒含量进行对比分析。结果表明：西南地区乐平统龙潭组煤的砷、硒含量变化较大,但总体高于华北晚石炭世和早二叠世煤的砷、硒含量;西南二叠系乐平统龙潭组大多数的亮煤中砷、硒含量高于原煤全煤样(刻槽样)中的砷、硒含量,也远远高于同煤层煤矸石的含量,龙潭组部分亮煤的砷含量尤其高,为55～338 mg/kg,还发现砷含量为89 mg/kg的亮煤。但华北上石炭统-下二叠统的镜煤中的砷、硒含量与之相反,低于原煤全煤样的砷、硒含量,其中砷含量非常低,为063～129 mg/kg。说明西南地区上二叠统煤中的砷和硒与煤的有机质密切相关,可能主要来源于成煤古植物。在西南乐平世早、中期第Ⅰ幕陆生生物集群灭绝事件期间,陆生动物的食物--植物中有毒有害元素砷、硒含量明显增加,陆生环境或泥炭沼泽中可溶性砷、硒含量增加。     

沾化凹陷生油岩的裂解色谱、裂解色谱-质谱分析及地球化学意义

有机地球化学研究中,目前大量的报导是对地质样品中可溶有机质的组成、结构的研究。可溶有机质中正烷烃偶奇优势,甾、萜分布等,已广泛用于油、气勘探,评价生油岩有机质母质来源、成熟度和对比油源。但可溶有机质碳含量占生油岩中有机碳不到百分之五,生油岩中大部分有机质是以干酪根形式存在,油、气的成因与干酪根密切相关。近年来,裂解色谱、裂解色谱-质谱已用于研究干酪根中结合烃类的组成、结构,并用于指示沉积岩中有机质的成熟度、母质输入等[1、2、2],我国近年来也开始研究干酪根的裂解色谱1)，本文则报导利用裂解色谱、裂解色谱一质谱研究一个已知地球化学剖面沉积有机质成熟度和沉积环境的尝试，探索建立评价生油岩成熟度的快速、有效的有机地球化学方法。     

Diversities in biomarker compositions of Carboniferous–Permian humic coals in the Ordos Basin,China

The molecular composition of Carboniferous–Permian coals in the maturity range from 0.66 to 1.63% vitrinite reflectance has been analysed using organic geochemistry to investigate the factors influencing the biomarker compositions of humic coals. The Carboniferous–Permian coal has a variable organofacies and is mainly humic-prone. There is a significant difference in the distribution of saturated and aromatic hydrocarbons in these coals, which can be divided into three types. The Group A coals have biomarker compositions typical of humic coal, characterised by high Pr/Ph ratios, a lower abundance of tricyclic terpanes with a decreasing distribution from C₁₉ tricyclic terpane to C₂₄ tricyclic terpane and a high number of terrigenous-related biomarkers, such as C₂₄ tetracyclic terpane and C₂₉ steranes. The biomarker composition of Group B coals, which were deposited in a suboxic environment, have a higher abundance of rearranged hopanes than observed in Group A coals. In contrast, in Group C coals, the Pr/Ph ratio is less than 1.0, and the sterane and terpane distributions are very different from those in groups A and B. Group C coals generally have abnormally abundant tricyclic terpanes with a normal distribution maximising at the C₂₃ peak; C₂₇ steranes predominates in the m/z 217 mass fragmentograms. The relationships between biomarker compositions, thermal maturity, Pr/Ph ratios and depositional environments, indicate that the biomarker compositions of Carboniferous–Permian coals in Ordos Basin are mainly related to their depositional environment. This leads to the conclusion that the biomarker compositions of groups A and B coals collected from Shanxi and Taiyuan formations in the northern Ordos Basin are mainly related to their marine–terrigenous transitional environment, whereas the biomarker compositions for the Group C coals from Carboniferous strata and Shanxi Formation in the eastern Ordos Basin are associated with marine incursions.     

腐植煤中的超细纹层

利用超薄切片透射电镜分析技术，在华北东部太原组和山西组、吐─哈盆地侏罗系腐植煤中检出了超细纹层。超细纹层在腐植煤中呈分散状、间隔状和密集状，前二者主要存在于无结构镜质体中，后者则存在于沥青质体或层状藻类体条带中。超细纹层来源于微藻类细胞的抗分解外壁，是藻类在超微层次的重要表现形式。腐植煤形成过程中藻类的贡献较藻类体数量所反映的要高。     

东营凹陷生物降解稠油甾烷分子的选择蚀变

为分析生物降解原油中甾烷生物标志物分子发生选择性蚀变的先后顺序及生物降解作用对甾烷分子成熟度参数的影响,在渤海湾盆地东营凹陷广饶潜山油藏选择了发生不同程度生物降解作用的原油,利用色谱质谱(GC-MS)仪对其中甾烷进行了定量测试分析和对比。结果发现在生物降解过程中,不同级别的生物降解作用对甾烷具有不同程度的影响:6级以下的生物降解作用对甾烷的降解能力有限,甾烷及其相关化合物比值没有可以识别的改变;6级以上的严重生物降解作用会对甾烷生物标志物的相关参数产生显著的影响。在严重生物降解原油中(级别≥6):甾烷系列被降解和蚀耗的先后顺序为,ααα20R>αββ20R>αββ20S≥ααα20S,C27>C29>C28,规则甾烷优先于重排甾烷发生降解,C27,C28,C29甾烷优先于C20,C21甾烷发生降解;甾烷生物标志物分子参数C2920S/(20S+20R),C29ββ/(ββ+αα)会发生显著升高,不能真实反映成熟度大小。研究结果为正确评价生物降解原油的成熟度及甾烷生物标志物分子的选择性蚀变提供了新的科学依据。     

酒西盆地晚二叠世古地磁极及其大地构造意义

本文根据甘肃酒西盆地大黄沟剖面上二叠统“窑沟群”的古地磁资料确定了该盆地晚二叠世古地磁极位置及该区与华北地块的大地构造关系。剖面厚度约684米,共采集33层58个样品。对全部样品进行系统退磁处理后分离出了次生成因的低温分量和原生成因的高温分量。高温分量磁化方向经倾斜改正后密集度显著增强,平均磁化方向为-28.0°N/132.9°E(α95=4.7,K=47.1),相应的古地磁位于42.4°N/350.9°E(A95=3.9,K=67.8),均以99%以上的置信度通过了褶皱检验。由此可知,高温分量是在岩层发生褶皱之前获得的厚生剩磁,所代表的时限属基亚曼反向极性间隔。上述古地磁极位置与其他作者在山西、河北等地获得的结果极为相近,表明酒西盆地至少在晚二叠世就是华北地块的一部分。华北地块与塔里木地块在晚二叠世期间是两个独立的大地构造单元,古边界应位于酒西盆地以西,很可能是阿尔金断裂的前身或与之相当的断裂构造。     

水驱对原油饱和烃馏分影响的分子地球化学表征

利用GC、GC/MS分析技术,对水驱开发的曲9油藏进行了原油饱和烃馏分的动态变化对比。研究表明,随着水驱推进,在9个多月的动态监测中,原油饱和烃馏份表现出明显的变化规律,逐渐升高的有饱和烃相对含量、C₁₅-RD/C₁₅-D、C₁₅8β（H）-D/C₁₆8β（H）-HD、TTs/17α-H、RS/17α-H等比值;逐渐降低的有芳烃相对含量、轻重比参数∑nC_21-/∑nC₂₂₊、∑nC_14-/∑nC₁₅₊;基本保持稳定不变的有异构烷烃比值Pr/Ph、iC₁₈/Pr、iC₁₈/Ph,萜烷比值C₂₁/C₂₂TT、C₂₄/C₂₃TT、∑C_19-26/∑C_28-29TTs、C₃₀*/C₂₉Ts、C₃₅R/C₃₄R、Ol/C₃₀H、G/C₃₁R、C₃₁22S/（22S+22R）、C₃₀M/C₃₀H、Ts/（Ts+Tm）、C₂₉Ts/（C₂₉Ts+C₂₉H）,甾烷比值C₂₇-DS/C₂₇-RS、C₂₉20S/（20S+20R）、C₂₉ββ/（ββ+αα）、C₂₇-重排甾烷20S/（20S+20R）等;先升高再降低,或先降低再升高的分异变化的有Pr/nC₁₇和Ph/nC₁₈。水洗作用造成芳烃相对含量与轻重比的降低,生物降解作用引起了三环萜烷与规则甾烷相对藿烷的富集,二者虽然对相近碳数的异构烷烃、萜烷、甾烷比值影响甚微,却合力促使了补身烷参数的升高。注水过程中的色层效应进一步导致了饱和烃馏分的分异。