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广州地化所发现生油窗内I型干酪根分子模型与化学结构跃变
发表日期: 2017-11-23
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  干酪根是沉积物中的重要组成部分,是沉积岩石中不溶于含水的碱性溶剂、也不溶于普通有机试剂的沉积有机质,是由生物聚合物演变为地质聚合物过程中成岩阶段的主要产物。根据有机质来源及沉积环境差异及其物质组成,可以将干酪根大致划分为I型、II型和III型。典型的I型干酪根主要母质来源为湖相藻类,该型干酪根具有高H/C原子比(>1.5),生油潜力最大。已有文献中对IIIII型干酪根的结构变化及干酪根分子模型建立已有较多研究,但针对I型干酪根的相关研究较少。中国多个湖相沉积盆地发育含有I型干酪根的页岩油层,如松辽盆地的青山口组嫩江组油页岩、鄂尔多斯盆地的延长组油页岩以及准噶尔盆地的芦草沟组油页岩等,对I型干酪根结构变化研究对中国油气勘探有重要意义。 

  中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验彭平安学科组通过黄金管高温高压封闭体系模拟实验及13C DP/MAS 核磁共振分析技术对生油窗范围内茂名油页岩I型干酪根的结构变化开展了深入研究,并在干酪根分子结构模型建立方面取得了进展。研究发现,茂名油页岩干酪根结构出现两次跃变,分别为Easy%Ro 0.80-0.90Easy%Ro 1.15-1.25之间,对应生油高峰期及生油窗末期。茂名油页岩I型干酪根的芳碳率与成熟度存在三段式非线性正相关关系,在Easy%Ro 0.80-0.90区间芳碳率出现陡升现象。生油高峰前脂碳结构持续大量断裂,并在Easy%Ro 0.80-0.90区间脂碳结构由干酪根主要结构变为次要结构,导致芳碳率陡升,这是近年来关于生油窗内干酪根结构模型定量表征及变化分析的首次报道。本研究所建立的茂名油页岩I型干酪根及4个生油窗范围内的干酪根分子结构模型,提供了干酪根在热演化过程中化学结构新的研究方法。 

  该研究获得国家自然科学基金创新研究群体项目和国家重点基础研究发展计划的联合资助。相关成果发表在Organic Geochemistry杂志上。 

  论文信息:Gao, Yuan; Zou, Yan-Rong; Liang, Tian; Peng, Ping’an. Jump in the structure of Type I kerogen revealed from pyrolysis and 13C DP/MAS NMR [J]. Organic Geochemistry, 2017, 112: 105-118. 

 

1 不同成熟度条件下茂名油页岩I型干酪根结构参数变化

 

2茂名油页岩I型干酪根分子结构随成熟度的变化

 

 

 

 

(有机地球化学国家重点实验室 & 所综合办公室 供稿)

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