2-甲基藿烷:陆相湖盆中古沉积环境的分子化石

A环上带C-2或C-3位取代基的甲基藿烷常常用于反映细菌的新陈代谢过程(Summons et al．, 1999)。通过GC-MS和GC-MS-MS分析,在济阳坳陷古近系湖相沉积岩中检测到了丰富而完整的C28-C362α-甲基藿烷系列。2-甲基藿烷来源于蓝细菌体内的2β-甲基细菌藿烷多醇(Summons et al．,1999),在成岩作用中这种多羟基化合物易于结合到干酪根中,并在随后的热降解生烃过程中释放出2-甲基藿烷。2-甲基藿烷具有与藿烷类似的异构化反应,但转化速率和热力学平衡点有所变化。2-甲基藿烷的发育与古沉积环境的关系最为密切,高丰度2-甲基藿烷仅出现在浅水、低能量的碳酸盐岩沉积环境中,随着成熟度增加,2-甲基藿烷指数增大,随着湖盆水体扩大和深度增加,2-甲基藿烷指数迅速减小;在整个生烃阶段泥质岩中2-甲基藿烷都不发育。2-甲基藿烷的组成和分布形式反映了水体氧化还原条件的变化。2-甲基藿烷对于古沉积环境的恢复和古生态的重建具有重要意义,应用于陆相盆地的油气勘探则有助于更加准确地厘定有效烃源岩体。     

惠州凹陷文昌组烃源岩及相关原油中的2-甲基藿烷系列

首次报道了在惠州凹陷文昌组优质烃源岩及相关原油中普遍存在丰富的2-甲基藿烷系列生物标志物,而在恩平组烃源岩中则几乎缺乏这类生物标志物,其分布具有明显的专一性。这类特殊生物标志物在该地区沉积地层中分布特征的专一性是由不同时期沉积水体的水化学条件决定的。生物化学的研究结果表明,蓝细菌中富含2-甲基藿烷多醇,它们是2-甲基藿烷系列的前身物,因此蓝细菌是这类生物标志物的主要生物来源。依据现有的文献资料,发现较丰富的2-甲基藿烷系列大多出现在碳酸盐岩沉积中,显然这是一种偏碱性的水介质条件,可能暗示着这样的环境有利于蓝细菌的大量发育,这也可能是控制惠州凹陷文昌组和恩平组烃源岩中2-甲基藿烷系列分布规律的主要因素。2-甲基藿烷系列在不同层位烃源岩中分布的专一性可以作为确定原油的成因类型和追溯原油的来源可靠的指标。     

柴达木盆地原油地球化学特征及其源岩时代判识

在系统分析柴达木盆地北缘和西部各油田60余个原油样品轻烃、饱和烃和芳烃组成的基础上,全面揭示了两地区原油的标志性地球化学特征;并结合源岩分析资料,应用断代生物标志物建立了识别原油源岩时代的标志。研究结果表明,北缘各油田原油Mango轻烃参数K_1值波动在1.1上下,富含甲基环已烷和甲苯;正烷烃呈奇偶优势分布,姥鲛烷优势显著;反映侏罗系淡水湖沼相沉积有机质特征。西部原油K_1值大多在1.2以上,轻烃中富含异构支链化合物;正烷烃系列呈奇碳优势(C_(11)～C(17))和偶碳优势(C_(18)～C_(28))双重分布模式,强植烷优势;C_(28)甾烷相对含量高(>30％);脱羟基维生素E系列化合物丰富,5,7,8-三甲基-/8-甲基-MTTC比值大都低于10;表征古近系—新近系咸水湖相有机质性质。奥利烷和C_(26)降胆甾烷是区分侏罗系和古近系—新近系油源油的有效断代生物标志物。侏罗系原油无奥利烷,24-/(24-+27-)降胆甾烷比值小于0.25;古近系—新近系原油含有奥利烷,24-/(24-+27-)降胆甾烷比值高于0.6。     

桦甸盆地桦甸组与美国犹他盆地绿河组油页岩生物标志化合物特征对比

在野外地质考察、岩心观察和大量测试数据分析的基础上,对我国东北地区桦甸盆地始新统桦甸组和美国犹他盆地始新统绿河组油页岩中类异戊二烯烷烃、甾类和萜类等生物标志化合物特征进行了详细的对比研究,并探讨其对两地油页岩在有机质来源及古沉积环境上的差异指示意义。结果表明:在GC谱图上,桦甸油页岩Pr/Ph为1.47～2.03,具姥鲛烷优势;而绿河油页岩Pr/Ph为0.34～0.44,具植烷优势。GC-MS分析表明:桦甸油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈反"L"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.63～2.52;绿河油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈钝角不对称"V"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.96～1.20。桦甸油页岩萜类化合物中萜烯>ββ构型霍烷>αβ构型霍烷,以C29萜烯占优势;绿河油页岩中五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,并检出丰富的γ-蜡烷和β-胡萝卜烷。两地油页岩生物标志化合物特征参数的对比分析揭示:桦甸油页岩为水生生物和高等植物双重生源,但细菌及藻类等水生生物的贡献较大,主要形成于弱还原淡水沉积环境;绿河油页岩有机质来源主要为细菌和藻类等水生生物,主要形成于强还原咸水沉积环境。     

华北地区中元古界高于庄组富有机质岩心分子标志物特征

前寒武纪沉积物中的分子标志物对研究地球早期生命的起源和演化具有重要意义.通过岩心切片实验和气相色谱-质谱分析了华北地区高于庄组富有机质岩心的分子标志物特征,评估了污染和扩散对分子标志物的影响.结果 表明,饱和烃受污染和扩散的影响较大,芳烃受影响较小.芳烃成熟度表明高于庄组有机质处于成熟-高成熟阶段.在最内层切片中,正构烷烃呈双峰分布,前峰C15-C17占优势,后峰具有强烈的奇偶优势,这可能指示蓝藻的贡献而非高等植物的污染型输入.内层切片中具有高丰度的C10-C21的单甲基烷烃,其中2-、5-和7-甲基异构体占优势,未检测到藿烷、甾烷类化合物.这些结果可能指示中元古界高于庄组的有机质主要来源于原核生物,尤其是蓝细菌.     

轮南油田原油中三甲基苯基类异戊二烯化合物的检出及其意义

轮南油田不同时代储层原油中检出了丰富的三甲基苯基类异戊二烯化合物。该类化合物被普遍认为是来自于高盐度和强还原水体沉积环境中绿硫菌体内的类胡萝卜素的特征性生物标志化合物。该类化合物的检出对轮南油田烃源岩研究具有重要的指示意义，暗示了具有分层水体或高盐度的强还原环境下发育的优势烃源岩，对该区烃类的主力生烃贡献不容忽视。基于C15-3，4，5-三甲基苯基类异戊二烯异构体在轮南油田原油中的分布规律，及C15-3，4，5／C13-2，3，6-比值与Pr／Ph，Ga／C31H和Ts／Tm等常规地球化学参数的对比，说明具有生源意义、能够指示沉积相特征的三甲基苯基类异戊二烯化合物分布，在一定程度上也受烃类热演化程度的影响。     

羌塘盆地昂达尔错地区油苗生物标志化合物特征及其指示意义

本文以油苗抽提物的饱和烃色谱-质谱分析为基础,剖析了羌塘盆地昂达尔错地区油苗的生物标志化合物特征,探讨了其沉积环境和成熟度指示意义。昂达尔错油苗含有丰富的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物和甾类化合物。正构烷烃轻烃组分含量较高,无明显的奇偶优势。Pr/Ph比小于1,显示一定的植烷优势。萜类化合物中五环三萜烷相对含量最高,四环萜烷含量最少,并有一定的伽马蜡烷和升藿烷分布。规则甾烷相对含量为C27C29C28,呈不对称"V"字形分布,异构化成熟度参数值较高,且4-甲基甾烷化合物普遍存在。昂达尔错油苗母源岩沉积于具有较高盐度的还原环境,以藻类、菌类等海相有机质输入为主,油苗有机质处于成熟阶段。     

烃源岩中单甲基烷烃化合物分析与鉴定

对鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组烃源岩饱和烃进行了GC-MS分析。在吴56井长8烃源岩样品中检出碳数为C₁₂~C₃₁的单甲基烷烃(MMAs)系列化合物,由甲基位置为C₂至中间碳原子的不同异构体组成,其出峰位置在同碳数正构烷烃之前;甲基取代基为C₂和C₃的MMAs相对丰度最高,C₄以上甲基烷烃相对丰度较低。根据单甲基烷烃质谱图的离子碎片特征和化学键重组方式,并结合保留时间,以C₂₂单甲基烷烃系列化合物为例,对甲基位置不同的单甲基烷烃系列化合物进行了鉴定,结果表明:C₂₂单甲基烷烃的甲基位置为C₂~C₁₁;其质谱图与同碳数正构烷烃相似,质谱图基峰仍为m/z57或m/z71,并呈现出按碳数增长(C_nH_2n+1)规律相对丰度降低的特征,有明显的分子离子峰(M+)和M+-15质量碎片;与正构烷烃相比,甲基取代基在C₅以上位置时,C₂₂单甲基烷烃质谱图中存在m/z126、140、154…C_nH_2n等偶数离子特征碎片,被认为是鉴定单甲基烷烃的重要依据。据此,总结了单甲基烷烃系列化合物特征离子表,并利用特征离子的质量色谱图的反褶积来确定气相色谱中未被分离的单甲基烷烃的保留时间,进一步利用Kovats指数和同形性因子(Hp)对单甲基烷烃进行鉴定和预测。     

湘西北张家界地区早寒武世牛蹄塘组黑色岩系镍钼矿层生物标志物的特征

以湖南张家界天门山地区下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩镍钼矿层为研究对象,对其进行了生物标志化合物特征的分析。发现该矿层的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物和甾类化合物具有以下特征：①正构烷烃OEP(奇偶优势)接近1.0,无明显奇偶优势;(nC21+nC22)/(nC28+nC29)比值为0.7~10.4,平均为6.16,显示轻烃组分占绝对优势;样品富含姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph),比值平均为0.26,具有植烷优势。②萜烷相对丰度三环萜烷>五环三萜烷>四环萜烷;三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布;C24四环萜与相邻C26三环萜比值为0.50;Ts/(Tm +Ts)比值在0.40~0.43之间,平均为0.42;γ-蜡烷指数介于0.10~0.17之间,平均值为0.13。③规则甾烷呈不对称的 V字形分布,表现为C27>C29>C28的分布特征;C27规则甾烷/C29规则甾烷平均比值为1.46(>1);检测出一定丰度的4-甲基甾烷。这些特征共同指示了张家界地区早寒武世黑色岩系形成于菌藻类(蓝绿藻、甲藻等)和低等浮游生物大量繁殖的浅海还原环境。     

羌塘盆地二叠系展金组烃源岩生物标记化合物特征及意义

本文对羌塘盆地二叠系展金组烃源岩的岩心样品进行了烃源岩基本特征及生物标志化合物特征研究,重点探讨了烃源岩生烃母质来源、沉积环境特征及成熟度特征。研究显示,展金组烃源岩富含正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物和甾类化合物。其中,正构烷烃多为前高后低的单峰型,具有低碳数优势,n C_(15)、n C_(16)或n C_(17)为主峰碳;规则甾烷中C_(27)-C_(28)-C_(29)呈"V"字型分布,C_(27)占优势;萜烷具有三环萜烷五环三萜烷四环萜烷的相对丰度,三环萜烷/五环三萜烷值在1.1~1.96之间;生烃母质主要来源于海相低等水生生物。Pr/Ph分布范围在0.53~1.16,平均值为0.85,植烷优势较明显;五环三萜烷的Ts/(Tm+Ts)值表明烃源岩形成于还原环境。而伽马蜡烷的含量以及伽马蜡烷/αβ-C30藿烷比值,证明烃源岩沉积时水体盐度为正常盐度。甾烷的C29ααα20S/(20S+20R)和C29αββ/(αββ+ααα)、萜烷的C31αβ~(22)S/(22S+22R)、Ts/(Tm+Ts)值等反映烃源岩成熟度的参数显示,烃源岩处于成熟阶段。     

克拉玛依原油的生物降解作用

克拉玛依原油具同源性。抗生物降解强度的序列依次为：正构烷烃、类异戊间二烯烷烃、二环倍半萜、γ-胡萝卜烷、规则甾烷(20R型)、β-胡萝卜烷、规则邕烷(20S型)、妊甾烷、高妊烷、五环三萜烷、C20-C29三环二萜烷、重排甾烷、13、17开环甾烷。此外，还有更强的抗生物降解的生物标志物，25-降藿烷等。     

黔北早寒武世缺氧事件：生物标志化合物及有机碳同位素特征

本文首次报道了黔北早寒武世黑色岩系的生物标志化合物，并结合有机碳同位素组成特征，探讨该时期所发生的重大地质事件。所有样品均检出了丰富的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物以及甾类化舍物。在GC谱图上，正构烷烃显示明显的单峰型分布特征，碳数分布范围为nC14-nC31主峰碳为nC18、nC19或nC20，nC17／nC31为1．15～50．17，显示轻烃组分占绝对优势，OEP值为0．84～1．11，CPI值为0．92～1．16，接近平衡值1．0，无明显的奇偶碳数优势分布。Pr／Ph值为0．24～0．79，具有明显的植烷优势。萜烷化合物以C30藿烷占优势，其相对丰度三环萜烷〉五环三萜烷〉四环萜烷，并且检出少量的γ-蜡烷。规则甾烷C27-C28-C29呈“V”字型分布，∑（C27＋C28）〉∑C29，其比值为1．25～1．99，∑C27／∑C29为0．78～1．22，重排甾烷C27／规则甾烷C27值为0．21～0．47。4-甲基甾烷普遍存在，但丰度相对较低。在地层剖面上，有机碳含量（TOC（％））从0．05～7．91％，平均为2．52％；有机碳同位素组成（δ^13Corg）从-29．49‰～-34．41‰（PDB），发生负偏移，偏移量达到4．3‰，代表该期海平面处于上升阶段，底层水处于严重缺氧状态，底栖生物缺乏。本文根据生物标志化合物特征参数，结合有机碳同位素组成变化，详细分析了黔北早寒武世这套黑色岩系的有机质来源、成熟度、沉积环境以及古海洋意义，将为我国南方早寒武纪古地理重建、地质事件记录提供可靠依据。     

原油和生油岩中完整短链甾类系列化合物(C20-C26的发现及其意义

笔者首次在华北晋县高硫原油和含硫膏泥岩的饱和烃馏份中检测出丰富的短链甾类化合物(C₂₀-C₂₆),它们包括甾烷、甾烯、4-甲基甾烷和4,4-二甲基甾烷。同时,样品中还检测出C₂₃-C₂₅类异戊二烯烷烃。这此化合物是盐湖相沉积环境中细菌输入和降解作用的产物。     

1-（4-硝基苯基）-3-（5，6-二甲基-1，2，4三氮唑）-三氮烯的合成及与镉的显色反应

报道了1-(4-硝基苯基)-3-(5,6-二甲基-1,2,4三氮唑)-三氮烯(NPDMTT)的合成及其与镉的显色反应研究.在表面活性剂OP的存在下,pH=11.0的Na2B4O7-NaOH缓冲溶液中,该试剂能与镉发生显色反应,镉与NPDMTT形成摩尔比为1∶3的黄色配合物,在455 nm处有一最大正吸收,在540 nm处有一最大负吸收.以455 nm为参比波长、540 nm为测量波长进行双波长测定,表观摩尔吸光系数为2.84×105 L·mol-1·cm-1,镉的浓度在0～520 μg/L符合比尔定律.用拟定方法测定废水中的微量镉,结果与原子吸收光谱法相符.     

轮南油田原油中三甲基苯基类异戊烯化合物的检出及其意义

轮南油田不同时代储层原油中检出了丰富的三甲基苯基类异戊二烯化合物.该类化合物被普遍认为是来自于高盐度和强还原水体沉积环境中绿硫菌体内的类胡萝卜素的特征性生物标志化合物.该类化合物的检出对轮南油田烃源岩研究具有重要的指示意义,暗示了具有分层水体或高盐度的强还原环境下发育的优势烃源岩,对该区烃类的主力生烃贡献不容忽视.基于C15- 3,4,5-三甲基苯基类异戊二烯异构体在轮南油田原油中的分布规律,及C15-3,4,5/C13-2,3,6比值与Pr/Ph,Ga/C31H和Ts/Tm等常规地球化学参数的对比,说明具有生源意义、能够指示沉积相特征的三甲基苯基类异戊二烯化合物分布,在一定程度上也受烃类热演化程度的影响.     

川东北地区普光2井飞仙关组储层沥青地球化学特征及成因分析

根据储层中沥青的产状及类型、族组成、饱和烃色谱、生物标志化合物以及储层沥青反射率等,对普光2井飞仙关组储层固体沥青的地球化学特征及成因进行了详尽的剖析。研究结果表明,普光2井飞仙关组储层沥青为古油藏原油经裂解成气之后的残留物,属热演化的焦沥青。储层沥青的正构烷烃分布较为完整,碳数在C14~C30范围,没有受到明显的生物降解作用。Pr/Ph、Pr/nC17和Ph/nC18比值都小于1.0;OEP值1.25～1.43,CPI值0.98～1.19,无奇偶优势或偶奇优势;规则甾烷系列中C27化合物含量占优势,C27-C29规则甾烷呈不对称的“V”字型分布,甾烷异构化程度较低,明显低于异构化平衡值,认为是由于高、过成熟阶段S构型比R构型裂解速率更快的结果。飞一段、飞二段孕甾烷、升孕甾烷含量明显较飞三段高,可能是有机质生源或沉积环境性质上的不同所致。萜类化合物以五环萜烷为主,三环萜烷较为发育,其以C23三环萜烷为基峰,伽马蜡烷的含量较高。这些特征表明普光2井储层沥青主要来源于低等水生生物,有机质的热演化程度较高,主要处于高-过成熟阶段,有机母质形成于沉积水体咸度较高的海相沉积环境中。储层沥青中高含量25 降藿烷并非生物降解作用所致,而主要与源岩的热演化程度较高有关。     

晋县凹陷未熟蒸发岩沉积物中C22-C27甾烯和C24-C30四环萜烷的检出

晋县凹陷赵芯2井（2459m,Ezk）低熟蒸发岩样品中检出了异常分布的C22-C27甾烯和C24-C30四环萜烷（17,21-断藿烷）,但在同井更深、成熟度相对更高的沉积物中并未检出。实测镜质组反射率R^0=0．43％以及芳烃馏分中有高丰度的苯并噻吩和多烷基化的二苯并噻吩,说明热催化作用成因是不可能的,微生物参与成为最可能的生成途经。沉积抽提物未显示出常规生物降解的痕迹,因此这些化合物很可能是在早期成岩阶段特定微生物作用的结果。该区油样中检出的C21-C29甾烷的特征与同时检出的C22-C27甾烯特征一致,进一步表明微生物作用的可能性;高丰度的C24-C30四环萜烷（17,21-断藿烷）和常规藿烷、甲基藿烷相匹配,以及高丰度的C22-C27甾烯和规则甾烷缺失相匹配,特别是芳烃馏分中多取代二苯并噻吩类有机含硫化合物的检出,均表明异常分布的C22-C27甾烯与C24-C30四环萜烷类似,很可能是早期成岩阶段微生物改造作用下的产物。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区二叠系埋汗哈达组烃源岩生物标志化合物的特征及意义

通过对正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜烷、甾烷等生物标志化合物的研究,对额济纳旗及其邻区二叠系埋汗哈达组的沉积环境、烃源岩干酪根类型、成熟度等进行了评价。烃源岩Pr/Ph绝大部分小于1,显示植烷优势,表明研究区二叠系埋汗哈达组沉积环境为还原—强还原环境,有利于有机质的富集,物源来自于陆源高等植物和水生生物,且以水生生物输入占优势;利用Pr/nC17-Ph/nC18、C27-C28-C29甾烷等生物标志化合物的关系评价区内埋汗哈达组烃源岩有机质类型以Ⅱ2型为主;对OEP、萜烷、C29甾烷等参数分析表明,额济纳旗及其邻区二叠系埋汗哈达组烃源岩处于成熟—高成熟阶段,有利于油气的生成。     

生物标志化合物、早期生命和古环境

近年来，早期生命和古环境成为地学研究的热点，生物标志化合物在前寒武纪生命演化和环境研究中发挥着越来越重要的作用。在前寒武系地层中检测到的主要生物标志化合物为：烷烃（包括正构烷烃和异构烷烃、烷基环烷烃）、无环类异戊二烯烃、萜烷（包括三环萜、藿烷、2α-甲基藿烷和3β-甲基藿烷、重排藿烷、新藿烷、降新藿烷）、甾烷（包括C26-C30甾烷、4-甲基甾烷、甲藻甾烷、2-甲基甾烷和3-甲基甾烷、重排甾烷）、类胡萝卜素等。由于不同生物标志化合物的生物前驱物赋存于不同环境之中，并与环境协同演化，分析地层中生物标志化合物组合不仅可得到其前驱物组成信息，还可以获取古环境判断的重要标志。从已知生物标志化合物分析可以发现，在2．7Ga以前就存在生氧光合作用的蓝藻或蓝菌，真核生物可能已经存在，但在古、中元古代，海洋仍以缺氧环境为主，而生物仍以原核生物占优势。新太古代蓝藻或蓝菌的出现虽促进了大气圈的氧化，但海洋氧化的滞后明显制约了真核生物的发展，导致在2．78～0．6Ga长达20多亿年的时间里，生物演化缓慢。     

LD湾海域JZ25-1地区原油地球化学特征及油源分析

LD湾JZ25-1地区沙河街组二段、三段原油,具有低硫、中高含蜡、凝析油～轻质油的特点。原油未受到生物降解作用的影响,正构烷烃有微弱奇偶优势。原油的甾萜烷特征表现出中等伽马蜡烷丰度、4-甲基甾烷含量高,甲藻甾烷丰富,规则甾烷C27、C28、C295α(H)、14α(H)、17α(H)指纹呈不对称的"V"型分布特点,甾烷异构化参数表明原油为成熟原油。原油主要来源于淡水～微咸水的还原环境,富沟鞭藻以水生生物为主混合型输入的有机相。JZ25-1地区沙河街组二段及三段,正常原油与LX凹陷沙三段有很好亲缘关系,其主要来源LX凹陷沙河街组三段烃源岩,也有少量来自沙河街组一段。沙河街组二段凝析油主要为LX凹陷沙河街组一段烃源岩产生的低熟凝析油,也有少量来源于LX凹陷沙河街组三段烃源岩。