第一章生物有机质和沉积有机质
沉积相的分类及详解
沉积相的分类及详解沉积相是地质学中的一个重要概念，它指的是沉积岩中具有相似性质和特征的一组沉积物。
根据沉积相的不同特征和成因，可以将其分为多个类别。
本文将详细介绍沉积相的分类及其特点。
一、物源沉积相物源沉积相是指沉积物来源于特定物源地区的沉积相类型。
根据物源的不同，可以将其分为陆源沉积相、海洋沉积相和湖泊沉积相。
1. 陆源沉积相：陆源沉积相主要由陆地上的物质经由河流、冰川等运动而形成。
其中包括冲积平原、河道、冰川前缘等。
这些沉积相的特点是颗粒较大，沉积速度较快，沉积物通常为砂砾、砂等。
2. 海洋沉积相：海洋沉积相是指由海洋中的物质沉积而形成的沉积相，包括海底扇、大陆坡、海底平原等。
海洋沉积物通常是细粒沉积物，如泥、粉砂等，沉积速度较慢。
3. 湖泊沉积相：湖泊沉积相主要由湖泊中的物质沉积而形成，包括湖泊三角洲、湖滨平原等。
湖泊沉积物通常是细粒沉积物，如泥、粉砂等。
二、环境沉积相环境沉积相是指沉积物形成的特定环境下的沉积相类型。
根据环境的不同，可以将其分为河流沉积相、湖泊沉积相、海洋沉积相和沉积盆地沉积相。
1. 河流沉积相：河流沉积相是指在河流环境中形成的沉积相，包括河道、冲积平原等。
河流沉积物通常为砂砾、砂等，沉积速度较快。
2. 湖泊沉积相：湖泊沉积相是指在湖泊环境中形成的沉积相，包括湖泊三角洲、湖滨平原等。
湖泊沉积物通常为细粒沉积物，如泥、粉砂等。
3. 海洋沉积相：海洋沉积相是指在海洋环境中形成的沉积相，包括海底扇、大陆坡、海底平原等。
海洋沉积物通常为细粒沉积物，如泥、粉砂等。
4. 沉积盆地沉积相：沉积盆地沉积相是指在沉积盆地环境中形成的沉积相，包括湖泊盆地、海盆等。
沉积盆地沉积物的特点与其所属的环境有关，可以是砂砾、砂、泥等。
三、气候沉积相气候沉积相是指沉积物形成的特定气候条件下的沉积相类型。
根据气候的不同，可以将其分为干旱沉积相、湿润沉积相和寒冷沉积相。
1. 干旱沉积相：干旱沉积相是指在干旱地区形成的沉积相，包括沙漠沉积相、盐湖沉积相等。
石油工业概论复习题
绪论1.石油（又称原油）：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物及其衍生物组成的呈液态可燃有机矿产。
（是多种有机化合物的组成的混合物，是液态的可燃有机矿产，不可再生。
）2.天然气的定义：（广义上是指存在于自然界的一切天然生成的气体。
包括不同成分组成、不同成因、不同产出状态的气体。
）狭义：即油气地质上是指存在于地壳岩石孔隙中（孔、洞、缝）天然生成的以烃类为主的可燃气体。
3.石油工业：从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和基础原材料生产部门，它是一个高风险、高投入、高技术密集的行业。
3.1构成：原油勘探与生产（上游）、石油炼制与化工（下游）3.2特点：探索性、综合性、风险性和高利润性3.3我国石油工业构成：中国石油天然气集团公司（简称中石油）中国石油化工集团公司（简称中石化）中国海洋石油总公司（简称中海油）中国中化集团公司4.我国油气资源可持续发展战略：贯彻“立足国内、开拓国际、油气并举、厉行节约、发展替代、建立储备"。
第一章石油地质学1.石油地质学：研究石油和天然气在地壳中生成、运移和分布规律的地质学分支,石油和天然气地质学的简称。
2.增温层—地温随深度增加而逐渐增加，受地球内部热能影响，深度每增加100米升高的温度称为地温梯度3.地球的内部圈层（2个面3个层）：莫霍面：莫霍面之上为地壳、之下为地幔。
古登堡面：古登堡面之上为地幔，之下为地核。
4.地壳运动：由地球内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的机械运动以及洋壳的增生和消亡作用，也叫构造运动。
5.地质构造—地壳运动的踪迹：5.1定义：组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位、变形留下的形迹5.2基本类型：水平构造、单斜构造、褶皱构造和断裂构造。
6.褶皱构造：岩层在构造运动作用下所产生的一系列弯曲6.1褶皱的几何要素：核部，翼部，枢纽，轴面。
6.2褶皱的基本形态：背斜，向斜。
7.断裂构造：定义：岩石受到外力作用发生破裂的现象。
基本类型：节理和断层断层类型：正断层，上盘相对下降，下盘相对上升逆断层，上盘相对上升，下盘相对下降平移断层，断层两侧岩块，沿着断层面走向的水平方向相对移动的断层8.沉积盆地:沉积盆地是指在一定特定时期，沉积物的堆积速率明显大于其周围区域，并具有较厚沉积物的构造单元.9．沉积有机质: 在外力地质作用下，在还原环境中伴随其它矿物一起沉积、保存下来的生物残留物质.10.干酪根的定义：油母质，沉积岩中不溶于非氧化型酸、碱和非极性有机溶剂的分散沉积有机质。
生物沉积作用
生物沉积作用生物沉积作用是指生物体通过代谢活动所产生的物质沉积和堆积的过程。
这种沉积作用在地质历史上起到了重要的作用，对地球环境和地质构造产生了深远的影响。
生物沉积作用主要包括有机沉积和无机沉积两种类型。
有机沉积是指生物体代谢产生的有机物质沉积，如植物残体、动物骨骼等。
这些有机物质在逐渐堆积的过程中，经过压实和化学作用，逐渐转化为煤炭、石油等矿物质资源。
无机沉积是指生物体代谢活动所形成的无机物质沉积，如珊瑚礁、贝壳等。
这些无机物质在长时间的堆积下，形成了重要的地质构造，如岩石、矿石等。
生物沉积作用对地球环境的影响主要表现在三个方面。
首先，生物沉积作用是地球上碳循环的重要环节。
通过光合作用，植物吸收二氧化碳并释放氧气，从而将大量的碳固定在地球上。
这些固定的碳在植物死亡后，逐渐形成有机物质的沉积，进一步形成煤炭、石油等矿物质资源。
其次，生物沉积作用对地球气候的变化起到了调节作用。
植物通过吸收二氧化碳和释放氧气，降低了地球上的二氧化碳含量，减缓了温室效应，对气候变化起到了一定的缓冲作用。
最后，生物沉积作用对地球地质构造的形成和演化有着重要的影响。
通过生物体的沉积和堆积，形成了珊瑚礁、贝壳堆积等地质构造，对地球地壳的稳定和变形起到了一定的作用。
生物沉积作用在地球历史上起到了重要的作用。
例如，在奥陶纪时期，珊瑚礁的大规模沉积形成了塔斯曼带，为今天的大堡礁提供了宝贵的化石记录。
在寒武纪时期，海洋生物的大规模死亡和沉积形成了厚厚的黑色页岩，为今天的石油资源提供了丰富的地质基础。
这些生物沉积作用不仅对地球环境产生了重要的影响，也为研究地球历史和生物演化提供了重要的证据。
生物沉积作用还对人类社会产生了重要的影响。
煤炭和石油等化石燃料是人类社会发展的重要能源来源，而这些能源的形成正是通过生物沉积作用。
此外，生物沉积作用还为农业生产提供了重要的土壤肥力，提高了农作物产量。
人类通过利用生物沉积作用所形成的资源，推动了社会经济的发展。
中国石油大学（华东）油田开发地质学考试复习知识总结
中国⽯油⼤学（华东）油⽥开发地质学考试复习知识总结油⽥开发地质学复习重点总结（⽯⼯学院40学时）第⼀章：油⽓⽥地下流体的基本特征1、名词术语（1）⽯油：是储存于地下深处岩⽯孔隙和裂缝中的、天然⽣成的、以液态烃为主的可燃性有机矿产。
（2）油⽥⽔：油、⽓⽥区域内与油⽓藏有密切联系的地下⽔，⼀般指直接与油层连通的地下⽔。
（3）天然⽓：地质条件下⽣成、运移并聚集在地下岩层中、以烃类为主的⽓体。
（4）⽯油的荧光性：⽯油及其衍⽣物（⽆论其本⾝还是溶于有机溶剂中）在紫外线的照射下，产⽣荧光的特性。
（5）⽯油的旋光性：当偏振光通过⽯油时，使偏光⾯发⽣⼀定⾓度旋转的特性。
2、原油的主要元素和化合物、组分组成（1）主要元素：碳、氢、硫、氮、氧碳、氢占绝对优势，主要以烃类形式存在，是组成⽯油的主体；氧、氮、硫主要以化合物形式存在。
（2）化合物：烃类化合物（碳、氢）、⾮烃类化合物（碳、氢、硫、氮、氧）①烃类化合物（按结构分类）：烷烃（正构烷烃、异构烷烃）、环烷烃、芳⾹烃②⾮烃类化合物：含硫化合物（元素硫、硫化氢、⼆硫化物、硫醇、硫醚等）、含氮化合物（吡啶、吡咯、喹啉、钒卟啉、镍卟啉等）、含氧化合物（环烷酸、脂肪酸、酚、醛、酮等）。
（3）组分组成：根据⽯油不同化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能划分。
①油质：⽯油的主要组分，淡⾊粘性液体，由烃类化合物组成；溶解性强、可溶解的有机溶剂很多，不被硅胶吸附（评价⽯油质量的标志）；②胶质：胶质—粘性玻璃状半固体或固体，淡黄、褐红到⿊⾊，由芳烃和⾮烃化合物组成。
溶于⽯油醚，能被硅胶吸附；③沥青质：沥青质—脆性固体，暗褐⾊到深⿊⾊，由稠环芳烃和⾼分⼦⾮烃化合物组成。
不溶于⽯油醚，能被硅胶吸附。
注意：（1）异构烷烃中类异戊⼆烯型烷烃可能来⾃叶绿素的侧链，卟啉同系物也存在于动物⾎红素和植物叶绿素中，均可作为⽯油有机成因的标志；（2）油质主要指烷烃、环烷烃和芳⾹烃等烃类物质，胶质和沥青质指含有氮、硫、氧的⾮烃物质及不饱和的芳⾹烃。
2 第一章沉积岩形成过程
1.2 碎屑的搬运与沉积
（4）碎屑物质在流水搬运过程中的变化
①矿物成分 随搬运距离增加，不稳定组分（长石、铁镁矿物等）减少，稳
定组分（石英等）相对增加。
②粒度和分选 随着搬运距离的增加，碎屑颗粒逐渐变小，并且颗粒的大小趋 向于一致，即，分选程度增加。
③ 颗粒形状 随搬运距离增加，颗粒的磨圆程度越接近于球形的程度，一般
重力流(gravity flow)： 浊流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 颗粒流(grain flow)、 液化沉积物流(fluidized sediment flow） 冰川、风
1.2 沉积物的搬运与沉积
1.2.1 机械搬运与沉积作用 1.2.1.1 牵引流的搬运与沉积作用
1）粒径小于0.1mm的砂，随流速 增加出现的底形依次为：无运动—波 纹—上平底—逆向沙丘；
2）粒径0.2—0.6mm的砂，随流速 增加出现的底形依次为：无运动—波
纹—沙丘—上平底—逆向沙丘；
3）0.6—2mm的砂，随流速增加出 现的底形依次为：无运动—下平底—
波纹—沙丘—上平底—逆向沙丘；
4）0.5—0.6mm区间关系复杂，表 现为波纹区与下平底区指状交叉，出 现无运动—波纹—下平底—沙丘—上 平底—逆向沙丘。
第一章 沉积岩的形成过程
1.1 沉积物的来源 1.2 沉积物的搬运与沉积 1.3 沉积分异作用 1.4 成岩作用 1.5 沉积岩的分类
1.1 沉积物的来源
陆源
深源
沉积物
宇宙源
生物源
1.1 沉积物的来源
形成沉积岩的物质基础——沉积物的四种来源 陆源物质—母岩风化的产物 生物源物质—生物残骸和有机物质 深源物质—火山碎屑和深部卤水 宇宙源物质—陨石
沉积环境中有机质的来源与演化
沉积环境中有机质的来源与演化沉积环境是地球表面上最重要的化学反应器之一，同时也是有机质积累和保存的主要场所。
有机质的来源和演化对于理解地球的生命演化历史以及生态系统的功能起着至关重要的作用。
本文将从三个方面探讨沉积环境中有机质的来源与演化。
首先，有机质的来源主要包括生物体的残骸、微生物活动和沉积物生成过程中的有机碎屑。
生物体的残骸包括植物的叶子、树木的根和动物的骨骼等，这些有机残骸经过一系列的生物和地球化学反应，逐渐转化为化石燃料和其他有机物质。
微生物活动也是沉积环境中有机质来源的重要途径，微生物通过分解有机残骸释放出的废物和代谢产物，将有机质转化为更加稳定的形式，例如沥青和腐殖酸等。
此外，在沉积过程中，有机物碎屑通过物理和化学作用逐渐聚集形成沉积物，成为有机质来源的另一种形式。
其次，沉积环境中的有机质经历了一系列的演化过程，主要包括腐殖化、厌氧分解和成岩作用。
腐殖化是有机质在沉积过程中经历的最早一步演化过程，其中有机物质被微生物分解为可溶解的有机质和难溶解的有机质。
随着沉积过程的不断进行，有机质逐渐被厌氧微生物分解，产生甲烷等气体和硫化物等物质。
最后，有机质在沉积岩形成过程中经历了成岩作用，其中高温和高压作用下，有机质逐渐转化为油气和煤炭等化石燃料。
最后，沉积环境中的有机质演化对于地球的生态系统功能具有重要影响。
有机质的演化过程不仅决定了化石燃料的形成和分布，也影响了埋藏油气资源的产量和质量。
此外，有机质的演化还影响了地球上的气候变化和物种多样性。
有机质丰富的沉积岩可以作为地球气候变化的记录，通过对古代有机质的分析，人们可以了解到过去的气候环境变化情况。
同时，沉积环境中的有机质也是生态系统中重要的能源来源，通过食物链的传递和循环过程，维持了地球上各种生命形式的生存和繁衍。
综上所述，沉积环境中有机质的来源与演化对于理解地球的生命演化历史和生态系统的功能起着重要作用。
有机质的来源主要包括生物体的残骸、微生物活动和沉积过程中的有机碎屑。
湖泊沉积有机质分解的基本过程
湖泊是地球上重要的淡水资源，同时也是重要的有机质沉积地。
有机质在湖泊中经历了一系列的分解和转化过程，影响着湖泊的生态系统。
本文将重点探讨湖泊中有机质分解的基本过程。
一、有机质在湖泊中的来源1. 湖泊中的有机质主要来源于水体中的植物、动物残体和粪便，以及陆地输入的有机质。
2. 进入湖泊的有机质经过长期的沉积和压实作用，形成了湖泊沉积有机质。
二、有机质分解的基本过程1. 化学分解有机质在湖泊中首先经历化学分解的过程。
在水体中，有机质会与水中的氧气发生化学反应，产生二氧化碳和水。
这是有机质分解的最基本的化学过程。
2. 微生物分解微生物是湖泊中有机质分解的重要驱动者。
湖泊中存在着大量的细菌、真菌和其他微生物，在适宜的环境条件下，它们会利用有机质来进行自身的代谢活动，将有机质分解成简单的有机物和无机物。
3. 氧化还原反应有机质的分解过程中伴随着氧化还原反应。
在有氧条件下，有机质会被氧化成二氧化碳和水；在缺氧条件下，有机质则会被还原成甲烷等有机物，这也是湖泊产生甲烷的重要过程。
三、影响有机质分解的因素1. 温度温度是影响湖泊中有机质分解速率的重要因素。
一般来说，较高的温度能够促进有机质的分解速率。
2. 氧气含量氧气是维持湖泊中有机质分解的重要条件，充足的氧气能够促进有机质的分解。
3. 微生物活性微生物的活性直接影响着有机质的分解速率，较高的微生物活性能够加速有机质的分解。
四、有机质分解的生态作用1. 营养循环湖泊中的有机质分解为湖泊生态系统中的营养物质循环提供了重要的物质基础，维持着湖泊生态系统的稳定性和健康发展。
2. 甲烷释放有机质分解是湖泊中甲烷释放的重要来源，而甲烷是一种强力的温室气体，对地球的气候变化具有重要的影响。
3. 水质改善有机质的分解能够降解有机污染物，对于改善湖泊水质具有重要的意义。
湖泊中有机质的分解是一个复杂而又重要的过程，它直接影响着湖泊生态系统的结构和功能。
对于湖泊管理和保护来说，需要重视有机质分解过程的研究，加强对湖泊生态系统的监测和保护，促进湖泊的可持续发展。
能源地质学
能源地质学图书名称：能源地质学出版单位：中国矿业大学出版社作者：陈家良责任编辑：宋党育出版时间：2004年3月装订：平装开本：16页数：324商品ISBN：ISBN 7-81070-860-0/P.39市场价:33.80元会员价:33.80元折扣: 100.00%节省:.00元前言能源是可以直接或通过转换为人类提供所需有用能的资源。
地球的能源分为可再生能源和非再生能源，可再生能源包括太阳能、地热能、水力能、风能、海洋能、生物质能、氢能等；非再生能源包括煤、石油、天然气、油页岩、核能等能源。
目前，人类利用的能源90%是非再生能源，即煤、石油和天然气，而可再生能源仅占10%.煤、石油、天然气和水力能很早就已大规模地用于人类的生产和生活中，故称为常规能源或传统能源，而太阳能、地热能、核能、海洋能等应用较晚，并需要在新的技术基础上加以系统开发和利用，称为新能源。
煤、石油、天然气、水力能从自然界得到后便可直接利用，称为一次能源，而经过加工或转换得到的能源，如电力、煤气、热能、氢能等称为二次能源。
地球上的能源，主要来自太阳时刻进行着的热核反应所释放出来的极其巨大的能量，这种热能使地球上产生大气和海水的对流和循环，造成风能、波浪能、洋流能，造成蒸发、降雨等水的循环，植物利用太阳光进行光合作用而得以生长和繁衍，动物依靠植物而生存，由于动植物的死亡、堆积、埋藏和变化而生成了煤、石油、天然气、油页岩等化石能源。
地热能则是地球自身产生的能源，而潮汐能是太阳系行星运行对海水、湖水等引力转换的结果。
核能是人类利用人工的方法，使原子发生核裂变或核聚变而产生出的巨大能量。
目前人类利用的能源主要是化石能源，即煤、石油和天然气，其次是水力能和核能。
据统计资料，世界上煤炭资源量约为15万亿t，目前每年的产量50多亿t；石油资源量约为3 000亿t，年产量50亿t；天然气的资源量约为400万亿m 3，年产量5万亿m3（相当于50亿t石油的发热量）。
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温室效应是人为影响碳循环的恶果！
四、对地球上有机质有主要贡献的生物
化石记录及现今沉积环境的估算是 研究地壳中有机质来源的主要方法。
细 菌(包 括 蓝 细 菌) 蓝细菌和单细胞藻类 多细胞藻类 沟鞭藻 颗石藻 硅藻和硅鞭藻 有孔虫 放射虫 蕨类植物 裸子植物 被子植物
前寒武纪 元古代
∈
O
S D 古生代
米勒的实验装置
有关生命起源的新认识：
（1）奥巴林的基本概念仍然保持下来。 （2）原始化学组分已经改变，有机组分可以在其他介 质中合成，而且地球早期大气主要是二氧化碳和水。
（3）有机组分可以在彗星这样低温条件下生成。
（4）在地球历史的早期有机质可以由陨石带来。 （5）紫外线是把小分子合成更大分子的主要能源 （有趣的是今天如果过量的紫外线的存在会把地球上 的生命毁灭，而过去他却是生命的创造者）。 （6）生命起源的关键——具生命特征细胞的生成仍然 是迷，但逐步化学演化的观点深入人心。 （7）演化的道路充满了危机（下图）。
地球演化过程 中生命演化和 环境变化的重 要事件
第三个 高峰期
第二个 高峰期
有硬体 早期为 钙质 晚期为 硅质
第一个 高峰期
三个高峰期对应全球 三个主要的烃源岩发育期
无硬体 （骨骼） 具有 机壁 特征
海洋浮游植物群的演化
中泥盆世陆地 微管植物出现
泥盆纪晚期裸蕨植物稀少，其它的蕨类植物， 如石松类、楔叶植物门和早期羊齿植物控制了陆 地的植物群。 晚石炭世，以蕨类植物为主的陆地植物群达 到了高峰，成为世界上第一大成煤期。 晚二叠世到早白垩世称为“裸子植物时代”。
变质岩中的有机质（无 烟煤、石墨）
开采、上升 氧化、燃烧
CO 2
这两个亚循环是相互独立，但又相互关联 的。生物化学循环中大部分进行的较为彻底， 但总有少数有机物被埋藏在沉积物中参与到地 球化学亚循环中来，并最终仍将再次回到生物 化学循环之中。估计目前每年从生物化学亚循 环中进入地球化学亚循环中的有机碳不超过10 亿吨，在地质历史时期可能与此有较大差别。
1．重要的官能团 —O— 醚基(氧化基) 醚 —NH 氨基 胺 有机化合物可以看成是由基本的碳链（直链、 —C=O 酰氨基 酰胺
NH 支链和环状碳链）和官能团（或氢原子）所构成的。 —SH 硫代基 硫醇
2
其生物化学功能主要受附着在基本碳链上的官能团 HC—CH Y=CH 茆基 茆
2
HC CH Y=O 呋喃基 呋喃 和分子组成方式(原子的键合方式)所控制。。 Y Y=NH 吡咯基 吡咯 Y=S 噻吩 HC—CH HC CH HC = Y HC—CH HC CH HC—O Y=CH 苯基 Y=N 吡啶 噻吩 苯 吡啶
2.生命的演化
地球上生物的演化经历了从简单到复 杂，从单一到多样，由低级到高级的进化。 生物的进化极大的影响了自身的生存环境， 从而也促进和加快了生物的发展。
哺乳动物出现 （2.0亿年）
生物大灭绝 （2.5亿年）
动物登陆 （4.5亿年） 植物登陆 （4.5亿年）
恐龙灭绝 （0.65亿年）
脊椎动物出现 （5.2亿年） 动物出现 （10亿年）
第一章 生物有机质和沉积有机质
沉积有机质→石油和天然气
沉积有机质又来源于何处？它们是如何 进入并被保存在沉积物(岩)中的？在地球演 化历史中这些有机物的命运如何？
本章主要介绍生物有机质的组成、结构、 化学性质；沉积有机质的来源、组成和演 化以及烃源岩主要沉积模式。
第一节 地球上有机质的 形成和全球碳循环
2.碳的循环系统
全球碳循环概要图 (箭头中的数为年流量，单位为109吨)
为研究方便，将整个有机圈中有机碳的循环 分为两个相互关联的亚循环： 生物化学亚循环
地球化学亚循环
（1）生物化学亚循环：为较小的亚循环(碳总量约为3×1012 吨) ，其循环周期不超过一百年，包括三个次一级循环：
呼吸 ① CO 2 光合作用自养生物 异养生物 CO2
早白垩世时适应性强的被子植物突然出现， 并很快在植物群中占了优势，在大陆内地广泛繁 殖，成为地史上广泛成煤期。
维管陆地植物的出现和演化
二、光合作用
6CO2 6 H 2 O
光能 叶绿素
C6 H 12 O6 6O2
我们忽略地球演化初期通过纯化学过程形成的少量有 光合作用的过程不仅形成有机物，同时 机物和氧气的话，可以得出，现今大气中的总氧量与保存 还产生游离氧并导致了地球氧化大气的形成。 O2= 16.9×1015 O2 32 在地球上各种有机物的总含碳量(有机碳)之间应存在如下 2.66 C=（ 16.9×1015 ÷2.66 的比例关系： C 12 = 6.0×1015吨 现今地球中总有机碳量约为6.0×1015吨，它包括地球 上所有生物体中和被保存在土壤、沉积物(岩)中有机物的 碳和由此转化而来的还原碳。事实上生物光合作用形成氧 气并非全部留存于大气中，有一部分被其它无机元素结合 留在地壳中，所以地球中总的有机碳量应高于此值。 而 且活的生物体中的有机碳只占不到此数的1‰。
C
P
T
J
K
E +N 纪 新生 代 代
中生代
对沉积有机质有重要贡献生物及演变
2 年代 （Ma）
5 90
5 05
4 38 4 08
3 60
2 86
2 48 2 13
1 44
65
1．浮游植物(Phytoplankton)
2．细菌(Bacteria) 浮游植物可能始终是地球上有机碳的主要 3．浮游动物(Zooplankton) 来源之一。约在二十亿以前的前寒武纪，主要 细菌和藻类一样，也是生物界的先驱者，而且 是蓝一绿藻和行光合作用的细菌产生有机碳。 又是地球上分布最广、繁殖最快的一种生物。细菌 浮游植物发育的高峰期早古生代，大量发育着 4．高等植物(Higher plants) 经过早古生代，各种海相的浮游生物、细菌和 的生活能力很强，它可以在温度和压力变化很大的 三叶虫、笔石等浮游动物。晚侏罗世大量出现浮游 蓝—绿藻仍是有机碳的主要来源，直到中泥盆 条件下发育，可以在咸水、淡水、近代沉积物和古 的纺缍虫也与当时大量发育的浮游植物相伴随，它 高等植物发育在陆地。据估算，它每年所产生的 世陆地植物才出现。据估计，目前海洋的浮游 代沉积岩中大量繁殖，在生理学方面显示出巨大的 的数量受浮游植物产率的控制。从寒武纪开始，大 有机碳的数量与水生生物大致相当。但是，地史上的 植物约有15亿吨，每年合成2000~5000亿吨的 适应性和多变性。对提供有机质特别重要的是细菌 多数浮游动物提供了相当数量的有机质，但是，象 高等植物出现时期晚。志留纪以前，陆地只有少量的 有机物，占全球每年合成有机碳50-60% 。地 的繁殖率居一切生物之首，因此，细菌是仅次于浮 鱼类等高等动物不仅数量相对很少，而且重要的是 低等植物，志留纪沉积物中才出现高等植物的残体， 史上浮游植物的出现有三个高峰期。 。 游植物的第二大来源。 它们的繁殖率低，其所提供有机质可以忽略不计。 从泥盆纪开始植物残体才普遍存在于沉积岩中。
1．有机圈的定义
有机圈（organosphere）：系指地球上古今生 物及其形成的有机物，分布和演变的空间。
它不仅包括生物圈，而且还包括生物死亡之 后有机质沉积、埋藏、演变和分布的地下广大空 间—沉积岩石圈。所以，生物的繁衍、有机质的 沉积埋藏及石油、天然气、煤等有机矿产的形成 都是在有机圈中进行的自然过程。
奥巴林（A.I.Oparin)提出的异养假说图解（1924年）
美国生物化学家 米勒用简单的仪器， 精心的设计，模拟原 始地球条件，将原始 大气成分的混合物装 入一封闭系统内，连 续一周火花放电，合 成了大量有机化合物。 从而证明了有机质合 成过程的存在。
但由有机物到生 命的出现是一个非常 漫长的过程。
三、全球碳循环系统
碳是组成有机化合物的基础元素，在地壳中 丰度排在第十二位，约为2000×10 -6 ，但却是一 种极为重要的元素，由它所参与合成的化合物构 成了全部生命的物质基础。碳可以在相当普遍的 条件下与H、O、S、N和P等元素组成种类繁多的有 机化合物，这是其它元素无法比拟的。 富碳的沉积物对人类活动起着极为重要的作 用。自然界中碳的单质存在形式有金刚石和石墨， 化合物形式有无机化合物(碳的氧化物和各种碳酸 盐)和有机化合物。在各种生物化学和地球化学作 用下，碳在不同存在形式间传递。
结
化合物举例 构 第一章 官能团名称 生物有机质和沉积有机质
R—OH —C=O R 羟基 羰基
第二节
OH
生物有机质的化学组成
地 球 化 学 上 重 要 的 官 能 团
一、有机质的结构简介 —C=O 羧基
2
乙醇(R=乙基) 苯酚(R=苯基) 醛(R=H) 酮(R=乙基或芳香基) 醌(R=芳香环) 羧酸
真核生物出现 （20亿年）
人类出现 （2-3百万年）
地球起源 （46亿年前）
最古老的生命 （32亿年）
最古老的岩石 （40亿年）
地质年代 百万年
生物事件 生物进化阶段 生态系统演化阶段
文化进化
全 球 生 态 系 统
生 物 学 进 化
海 洋 生 态 系 统 光海 带底 生及 态海 系水 统有
化学进化
② ③
CO 2 自养生物 异养生物 死亡有机体
光合作用
Hale Waihona Puke 解,氧化 CO2 CO 2 自养生物 异养生物 死亡有机体 剥蚀、氧化 沉积有机质 CO 2
光合作用
（2）地球化学亚循环：为大的亚循环(碳总量约为12×1015 吨)，包括沉积圈中有机质的演化途径，其循环周期以百万 年计算，其中也包括三个次级循环：
1.生命的起源假说 2.生命的演化
1.生命的起源假说
太阳紫外线（或光照）能量 氨（NH3） 甲烷（CH4） 水（H2O）