你所不知的有機(jī)地球化學(xué)

1、你所不知的有機(jī)地球化學(xué)摘要：有機(jī)地球化學(xué)是當(dāng)前發(fā)展比較前沿的科學(xué)，與能源開(kāi)發(fā)關(guān)系密切，所以是一門比較受重視的學(xué)科。本文講述的都是一些關(guān)于有機(jī)地球化學(xué)比較淺顯的知識(shí)，如它的產(chǎn)生、發(fā)展和演化，研究的兩個(gè)領(lǐng)域——基礎(chǔ)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域，研究的對(duì)象——有機(jī)質(zhì)的種類和在自然界的分布以及有機(jī)地球化學(xué)在我國(guó)的發(fā)展。本文介紹這些，讓讀者對(duì)有機(jī)地球化學(xué)有一個(gè)直觀的了解，從而為培養(yǎng)這方面的興趣提供基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：有機(jī)地球化學(xué)；基礎(chǔ)領(lǐng)域；應(yīng)用領(lǐng)域；有機(jī)質(zhì)；產(chǎn)生和發(fā)

2、展1、有機(jī)地球化學(xué)的產(chǎn)生地球化學(xué)主要研究地球和地質(zhì)體中元素及其同位素的組成，定量地測(cè)定元素及其同位素在地球各個(gè)部分(如水圈、氣圈、生物圈、巖石圈)和地質(zhì)體中的分布；研究地球表面和內(nèi)部及某些天體中進(jìn)行的化學(xué)作用，揭示元素及其同位素的遷移、富集和分散規(guī)律；研究地球乃至天體的化學(xué)演化，即研究地球各個(gè)部分，如大氣圈、水圈、地殼、地幔、地核中和各種巖類以及各種地質(zhì)體中化學(xué)元素的平衡、旋回，在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律?；谘芯繉?duì)象和手段的不同，地球化

3、學(xué)產(chǎn)生了許多的分支，有機(jī)地球化學(xué)就是其中之一。有機(jī)地球化學(xué)與生物地球化學(xué)聯(lián)系較為緊密，因?yàn)樗芯康闹饕獙?duì)象是有機(jī)質(zhì)，而有機(jī)質(zhì)是與生命活動(dòng)分不開(kāi)的。有機(jī)地球化學(xué)既包括生物改變大氣圈、水圈和沉積巖石圈化學(xué)特征的作用及生物對(duì)元素遷移的控制和影響，也包括非生物成因有機(jī)化合物在地球早期的發(fā)生、發(fā)展和生命的出現(xiàn)，還包括生物成因有機(jī)化合物的變化、聚集、遷移及其對(duì)元素分配的影響。2、什么是有機(jī)地球化學(xué)有機(jī)地球化學(xué)是地球化學(xué)的一個(gè)重要分支，也是一門新的邊

4、緣學(xué)科，主要研究天然產(chǎn)出的有機(jī)質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及它們?cè)诘刭|(zhì)體中的分布、轉(zhuǎn)化和參與地質(zhì)營(yíng)力的作用等。有機(jī)地球化學(xué)在確立有機(jī)成油學(xué)說(shuō)和干酪根生油理論的基礎(chǔ)上，對(duì)油、氣的成因、烴源巖的判識(shí)、油氣形成環(huán)境、油氣運(yùn)移與成藏、油氣勘查與開(kāi)發(fā)等方面提供了依據(jù)。此外，通過(guò)有機(jī)質(zhì)的研究探討生命的起源。它與能源、礦產(chǎn)資源、海洋、環(huán)境和生命科學(xué)等重大應(yīng)用和基礎(chǔ)理論領(lǐng)域有著十分密切的聯(lián)系。有機(jī)地球化學(xué)有兩個(gè)重要的分支領(lǐng)域，一是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，當(dāng)前的基礎(chǔ)研

5、究主要集中于以下幾個(gè)方面：地質(zhì)體中有機(jī)質(zhì)的成因與演化模式(包括有機(jī)質(zhì)的演化模式和有機(jī)碳的演化模式)，生物標(biāo)志化合物的成因研究(即分子有機(jī)地球化學(xué))，干酪根的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，有機(jī)質(zhì)的同位素組成、分餾與成因等；二是應(yīng)用研究領(lǐng)域，包括沉積有機(jī)地球化學(xué)、金屬成礦(FeFe、MnMn、AlAl)有機(jī)地球化學(xué)、石油及天然氣有機(jī)地球化學(xué)和環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)等方面。2.1有機(jī)地球化學(xué)的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域運(yùn)移、天然氣判識(shí)與氣源巖對(duì)比等。GCIRMS儀的出現(xiàn)將把分子有

6、機(jī)地球化學(xué)研究推進(jìn)到一個(gè)嶄新的階段。2.2有機(jī)地球化學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域2.2.1石油有機(jī)地球化學(xué)由于有機(jī)地球化學(xué)的深入研究，石油有機(jī)成因理論取得了巨大的進(jìn)展，特別重要的是石油成因理論的這種深刻變化已大大推進(jìn)了石油資源的遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)與地質(zhì)勘探工作。有機(jī)地球化學(xué)已被視為石油勘探的三大學(xué)科（地球物理學(xué)，石油地質(zhì)學(xué)與有機(jī)地球化學(xué)）支柱之一。當(dāng)前在我國(guó)油氣勘探中煤成烴（煤成氣，煤成油）和高成熟海相地層油氣成因評(píng)價(jià)研究十分重要。較為薄弱的方面是烴類運(yùn)移和盆

7、地模擬等。烴類運(yùn)移的研究，特別是石油在生油巖中初次運(yùn)移的機(jī)理及運(yùn)移排烴效率的研究是當(dāng)前石油成因理論中關(guān)鍵而又較為落后的一環(huán)，它直接關(guān)系到石油勘探特別是生油量計(jì)算問(wèn)題，采用實(shí)驗(yàn)?zāi)M與天然生油巖排烴剖面對(duì)比的方法，進(jìn)行排出烴類的各種分子有機(jī)地球化學(xué)參數(shù)對(duì)比研究，并研究排烴后生油巖中各種有機(jī)巖石學(xué)等物理化學(xué)參數(shù)的變化，最后來(lái)用各種參數(shù)的綜合數(shù)學(xué)模擬研究，可以有效地探討石油初次運(yùn)移機(jī)理與標(biāo)志。2.2.2沉積有機(jī)地球化學(xué)（海洋與湖沼有機(jī)地球化學(xué)）

8、生物標(biāo)志化合物的發(fā)現(xiàn)和研究也為沉積巖的成因與海洋沉積物的研究開(kāi)辟了新的途徑，在判別沉積環(huán)境（海相和陸相），物質(zhì)來(lái)源（陸地植物來(lái)源和水生生物來(lái)源）及早期成巖作用等方面已提出了許多新指標(biāo)：如指示陸源有機(jī)質(zhì)的酚醛、一元羧酸，指示咸化盆地相的正烷烴偶奇優(yōu)勢(shì)，指示強(qiáng)還原環(huán)境的甾醇，指示成巖作用的卟啉等以及它們的立體異構(gòu)體參數(shù)。同時(shí)海洋沉積物的研究，也為有機(jī)地球化學(xué)，特別是石油與天然氣成因的研究提供了重要的基礎(chǔ)。因此，有機(jī)地球化學(xué)已經(jīng)成為海洋科學(xué)的

9、重要組成之一，如著名的深海鉆探工程（DSDP）20多年來(lái)就一直進(jìn)行著海洋沉積物的有機(jī)地球化學(xué)研究。2.2.3礦床有機(jī)地球化學(xué)鐵、錳、磷、鋁等沉積礦床及層控礦床在成因上與有機(jī)質(zhì)有著十分密切的聯(lián)系。成礦元素從母巖中風(fēng)化、遷移，以及在水盆地內(nèi)的沉積過(guò)程中，有機(jī)質(zhì)，尤其是腐殖酸起了重要的作用。同時(shí)有機(jī)質(zhì)在沉積礦床成巖改造過(guò)程中也起了積極的作用，從層狀鉛、鋅礦的礦石與脈石礦物的包體中已發(fā)現(xiàn)石油烴類和脂肪酸等有機(jī)化合物。通過(guò)金屬氨基酸絡(luò)合物的加熱試

10、驗(yàn)又獲得了各種類似天然產(chǎn)出的金屬硫化物。因而提出了這類礦床由類似油田鹵水的成礦母液改造形成的觀點(diǎn)。1980年11月在美國(guó)華盛頓召開(kāi)了第一次金屬礦床有機(jī)地球化學(xué)的國(guó)際討論會(huì)。1989年華盛頓第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)、1990年英國(guó)諾廷漢第13屆國(guó)際沉積大會(huì)和1992年日本京都第29屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上，生物成礦作用和有機(jī)成礦作用研究都已成為重要的議題，受到國(guó)內(nèi)外專家的關(guān)注。2.2.4環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)有機(jī)地球化學(xué)應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域是環(huán)境科學(xué)。通過(guò)研