廣州地化所發現生油窗內I型乾酪根分子模型與化學結構躍變

2020-11-26 中國科學院

廣州地化所發現生油窗內I型乾酪根分子模型與化學結構躍變

2017-11-23 廣州地球化學研究所

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語音播報

　　乾酪根是沉積物中的重要組成部分，是沉積巖石中不溶於含水的鹼性溶劑、也不溶於普通有機試劑的沉積有機質，是由生物聚合物演變為地質聚合物過程中成巖階段的主要產物。根據有機質來源及沉積環境差異及其物質組成，可將乾酪根大致劃分為I型、II型和III型。典型的I型乾酪根主要母質來源為湖相藻類，該型乾酪根具有高H/C原子比（>1.5），生油潛力最大。已有文獻中對II、III型乾酪根的結構變化及乾酪根分子模型建立有較多研究，但針對I型乾酪根的相關研究較少。中國多個湖相沉積盆地發育含有I型乾酪根的頁巖油層，如松遼盆地的青山口組嫩江組油頁巖、鄂爾多斯盆地的延長組油頁巖以及準噶爾盆地的蘆草溝組油頁巖等，對I型乾酪根結構變化研究對中國油氣勘探有重要意義。

　　中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗彭平安學科組，通過黃金管高溫高壓封閉體系模擬實驗及13C DP/MAS核磁共振分析技術，對生油窗範圍內茂名油頁巖I型乾酪根的結構變化開展了深入研究，並在乾酪根分子結構模型建立方面取得進展。研究發現，茂名油頁巖乾酪根結構出現兩次躍變，分別為Easy%Ro 0.80-0.90和Easy%Ro 1.15-1.25之間，對應生油高峰期及生油窗末期。茂名油頁巖I型乾酪根的芳碳率與成熟度存在三段式非線性正相關關係，在Easy%Ro 0.80-0.90區間芳碳率出現陡升現象。生油高峰前脂碳結構持續大量斷裂，並在Easy%Ro 0.80-0.90區間脂碳結構由乾酪根主要結構變為次要結構，導致芳碳率陡升，這是近年來關於生油窗內乾酪根結構模型定量表徵及變化分析的首次報導。該研究建立的茂名油頁巖I型乾酪根及4個生油窗範圍內的乾酪根分子結構模型，提供了乾酪根在熱演化過程中化學結構新的研究方法。

　　研究工作獲得國家自然科學基金創新研究群體項目和國家重點基礎研究發展計劃的聯合資助。相關成果發表在Organic Geochemistry雜誌上。

圖1.不同成熟度條件下茂名油頁巖I型乾酪根結構參數變化

圖2.茂名油頁巖I型乾酪根分子結構隨成熟度的變化

　　乾酪根是沉積物中的重要組成部分，是沉積巖石中不溶於含水的鹼性溶劑、也不溶於普通有機試劑的沉積有機質，是由生物聚合物演變為地質聚合物過程中成巖階段的主要產物。根據有機質來源及沉積環境差異及其物質組成，可將乾酪根大致劃分為I型、II型和III型。典型的I型乾酪根主要母質來源為湖相藻類，該型乾酪根具有高H/C原子比（>1.5），生油潛力最大。已有文獻中對II、III型乾酪根的結構變化及乾酪根分子模型建立有較多研究，但針對I型乾酪根的相關研究較少。中國多個湖相沉積盆地發育含有I型乾酪根的頁巖油層，如松遼盆地的青山口組嫩江組油頁巖、鄂爾多斯盆地的延長組油頁巖以及準噶爾盆地的蘆草溝組油頁巖等，對I型乾酪根結構變化研究對中國油氣勘探有重要意義。
　　中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗彭平安學科組，通過黃金管高溫高壓封閉體系模擬實驗及13C DP/MAS核磁共振分析技術，對生油窗範圍內茂名油頁巖I型乾酪根的結構變化開展了深入研究，並在乾酪根分子結構模型建立方面取得進展。研究發現，茂名油頁巖乾酪根結構出現兩次躍變，分別為Easy%Ro 0.80-0.90和Easy%Ro 1.15-1.25之間，對應生油高峰期及生油窗末期。茂名油頁巖I型乾酪根的芳碳率與成熟度存在三段式非線性正相關關係，在Easy%Ro 0.80-0.90區間芳碳率出現陡升現象。生油高峰前脂碳結構持續大量斷裂，並在Easy%Ro 0.80-0.90區間脂碳結構由乾酪根主要結構變為次要結構，導致芳碳率陡升，這是近年來關於生油窗內乾酪根結構模型定量表徵及變化分析的首次報導。該研究建立的茂名油頁巖I型乾酪根及4個生油窗範圍內的乾酪根分子結構模型，提供了乾酪根在熱演化過程中化學結構新的研究方法。
　　研究工作獲得國家自然科學基金創新研究群體項目和國家重點基礎研究發展計劃的聯合資助。相關成果發表在Organic Geochemistry雜誌上。

圖1.不同成熟度條件下茂名油頁巖I型乾酪根結構參數變化

圖2.茂名油頁巖I型乾酪根分子結構隨成熟度的變化

列印 責任編輯：侯茜

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