地球化学第四章生物标志物
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生物标志化合物地球化学
生物标志化合物还可以用于评估污染物的生态影响，例如，通过比较污染区域和非污染区域的生物标志化合物，可以了解污染物对生态系统的影响。
生物标志化合物在生态风险评估中的应用
04
CHAPTER
生物标志化合物地球化学在石油勘探中的应用
生物标志化合物是石油生成过程中有机物质演化的产物，它们在石油生成和演化过程中起着关键作用。
生物标志化合物可以用于识别污染源，通过分析污染物的化学特征和来源，可以追溯污染物的来源和传播途径。
生物标志化合物可以用于区分自然源和人为源的污染物，例如，某些特定的生物标志化合物可以指示特定类型的石油或重金属污染物的来源。
生物标志化合物还可以用于评估污染物的迁移和转化，例如，通过检测不同环境介质中的生物标志化合物，可以了解污染物的迁移和转化过程。
生物标志化合物在环境监测中具有重要作用，可以用于检测和评估环境污染物的存在和浓度。例如，某些特定的生物标志化合物可以指示石油、重金属、农药等污染物的存在。
生物标志化合物可以用于监测环境污染对生态系统的影响，例如，通过检测动物和植物组织中的污染物含量，可以评估环境污染对生物多样性和生态平衡的影响。
生物标志化合物在环境监测中的应用
生物标志化合物地球化学模型
建立生物标志化合物地球化学模型，模拟生物标志化合物的分布、迁移和转化过程，预测其对环境变化的响应。
高灵敏度分析技术
利用质谱、色谱等高灵敏度分析技术，提高生物标志化合物的检测限和准确性。
生物标志化合物地球化学新技术与新方法的发展
通过研究生物标志化合物在生态系统中的作用，为保护和合理利用自然资源提供科学依据。
随着技术的不断进步和研究的深入，生物标志化合物地球化学在石油勘探中的应用将更加广泛和深入，有望为石油勘探提供更加准确和可靠的依据。
地球化学中生物标志物的应用意义——以三环萜烷化合物为例
! ! 摘 ! 要 生 物 标 志 物 存 在 于 地 壳 和 大 气 圈 中 是 分 子 结 构 与 特 定 天 然 产 物 或 与 特 定 生 物 类 别 的 分 子 结构之间具有相关性的天然有机化合物被广泛应 用 于 地 球 化 学 学 科 通 过 对 特 定 生 物 标 志 物 间 的 对 比研究可以有效进行油源对比判识古环境勘探 优 质 烃 源 岩 等 文 章 选 取 三 环 萜 烷 系 列 化 合 物 作 为 主 要 的 研 究 生 标 探 讨 了 其 在 指 示 不 同 沉 积 环 境 成 熟 度 及 母 质 来 源 等 方 面 的 地 化 意 义
另外也可以运用三环萜烷系列的不同构型来判 断成熟度#一般认 为 只 能 在 成 熟 度 偏 低 的 样 品 中 检 测到 !/$"L$#!%$"L$&!/""L$#!%$"L$和 !/" "L$#!%""L$#因为其三 环 萜 烷 系 列 热 稳 定 性 差#而 !/$"L$#!%""L$构型 具 有 最 高 的 热 稳 定 性#可 以 在 成熟样品中检测到% /! 三 环 萜 烷 母 质 来 源 探 讨
. All三R环ig萜h烷ts一 般 Re可se能r来ve自d细 . 菌 和 藻 类 的 低 等 生
物 #也 可 能 随 着 成 熟 度 的 增 加 由 藿 烷 逐 渐 形 成 #而 碳 数大于"* 的 三 环 萜 烷 可 能 与 低 等 水 生 藻 类 有 关% 姜连在大庆石油地质与开发期刊上曾对藿烷参数和 三环萜烷参数之间 的 相 关 性 做 了 散 点 图#图 中 显 示 了藿烷参数与三环 萜 烷 参 数 之 间 良 好 的 相 关 性#因 此 认 为 P/#藿 烷 &P"+@N可 能 与 长 链 三 环 萜 烷 具 有 相 似的母质来 源#都 与 低 等 水 生 藻 类 有 关%(8M<7发 现三环萜烷在高成熟的咸化湖相和海相烃源岩及原 油中分布显著#表 明 一 定 的 咸 化 水 环 境 可 能 是 其 前 驱 体 存 在 的 有 利 条 件 %I8?:S 识 别 出 来 P!+ !P&% 的 三环萜烷#三环萜 烷 的 分 布 特 征 随 沉 积 环 境 的 变 化 而变化#尤其是 在 盐 湖 和 海 相 碳 酸 盐 岩 环 境 中% 因 此#三环萜烷的生 物 前 体 可 能 生 活 在 中 等 盐 度 条 件 下%王启军等认为#长 链 三 环 萜 烷 的 先 体 可 能 是 古 细菌细胞壁的 类 脂 中 的 己 异 戊 二 烯 醇 "P/#$在 还 原 条件下经环化 而 成%!+0/ 年#D[a75f5874?=研 究 发 现 低 碳 三 环 萜 烷 "P!+ 和 P"#$可 能 来 源 于 二 萜 #反 映 了高等植物的生物 成 因 特 征#浅 水 沉 积 环 境 可 能 有 利 于 低 碳 三 环 萜 烷"P!+和 P"#$的 形 成 和 分 布 % %! 结 论
生物标志化合物在有机地球化学研究中的应用
来源于细菌； β-胡萝卜烷（carotane）和γ-胡萝卜烷来源于高等植物、
细菌或甲藻的色素。
第一节 基本概念
豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中，它是24-乙基-胆甾 烷[C29] 的前身;
胆甾醇（cholestanol）主要存在于水生生物和甲壳动物体内， 它是胆甾烷[C27]的前身；
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息
正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰 碳 位 置 、 ΣC22-/ΣC23+ 值 、 OEP 值 变 化等可提供有机质的母质类型、演 化程度及是否遭受过细菌微生物的 降解等重要信息
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
第一节 基本概念
这些化合物具有稳定的基本碳骨架
在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用 时，也仅发生失去某些官能团、碳碳双键的 氢化或芳构化过程，但会保留可辨认的、从 先驱物继承下来的基本碳骨架特征。
HO
O H3C CH3
Abietanoic acid
CH3 CH3
脱氢 H3C CH3
Abietine
植物叶、茎表层的保护膜（也称植物蜡）及类脂物的降 解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源；
动、植物体中的激素是孕（雄）甾烷的先驱物； 动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身； 松香烷（abietane）、松香亭（abietine）、西蒙内利
稀(simonellite)、惹稀(retene)这一系列三环二萜类化 合物来自高等植物树脂中的松香酸（醇）的降解产物；
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用 下，经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
细菌或甲藻的色素。
第一节 基本概念
豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中，它是24-乙基-胆甾 烷[C29] 的前身;
胆甾醇（cholestanol）主要存在于水生生物和甲壳动物体内， 它是胆甾烷[C27]的前身；
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息
正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰 碳 位 置 、 ΣC22-/ΣC23+ 值 、 OEP 值 变 化等可提供有机质的母质类型、演 化程度及是否遭受过细菌微生物的 降解等重要信息
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
第一节 基本概念
这些化合物具有稳定的基本碳骨架
在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用 时，也仅发生失去某些官能团、碳碳双键的 氢化或芳构化过程，但会保留可辨认的、从 先驱物继承下来的基本碳骨架特征。
HO
O H3C CH3
Abietanoic acid
CH3 CH3
脱氢 H3C CH3
Abietine
植物叶、茎表层的保护膜（也称植物蜡）及类脂物的降 解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源；
动、植物体中的激素是孕（雄）甾烷的先驱物； 动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身； 松香烷（abietane）、松香亭（abietine）、西蒙内利
稀(simonellite)、惹稀(retene)这一系列三环二萜类化 合物来自高等植物树脂中的松香酸（醇）的降解产物；
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯：他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体；或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用 下，经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
生物标志物
NEIGAE
GDGTs的主要用途
（1）有机质的来源识别； ）有机质的来源识别； （2）古环境古气候的定量重建 ）
NEIGAE
衍生出的指标BIT比值可用作 由GDGTs衍生出的指标 衍生出的指标 比值可用作 湖相、河口、 湖相、河口、滨浅海环境沉积物中判识有 机质来源的重要指标。 机质来源的重要指标。
建立现代有壳变形虫—地下水位 转换函数模型
NEIGAE
与其它指标的结合
有壳变形虫、泥炭腐殖化度、正构烷烃、植物残体等 多指标结合及相互印证可实现泥炭地古水位和湿度的定 量重建。
NEIGAE
存在问题
◆ 测试仪器 ◆
鉴定
NEIGAE
GDGTs
甘油二烷基甘油四醚脂(Glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids，缩写GDGTs)逐渐成为生物地球化学 领域的研究热点之一。GDGTs在各种沉积物中被检 出,如海相沉积物，湖相沉积物，各种土壤，冷泉和 泥火山沉积物等。
NEIGAE
中国科学院知识创新工程重要方向项目 NEIGAE 国家重大科学研究计划
多指标综合分析 泥炭地古环境、古气候、 泥炭地古环境、古气候、古 植被的变化
NEIGAE生物标志化合物NEIGAE蛋白质（包括核酸） 生 物 标 志 化 合 物
碳水化合物
类脂物
木质素
NEIGAE
◆正构烷烃 ◆正构脂肪酸 ◆正构脂肪醇 ◆脱-A-三萜烯系列化合物 ◆ GDGTs
NEIGAE
有壳变形虫
NEIGAE
生物指标尤其是那些低等原生动物或昆虫（ 生物指标尤其是那些低等原生动物或昆虫（如 有壳变形虫等）， ），由于具有相对较窄的生态幅和较 有壳变形虫等），由于具有相对较窄的生态幅和较 短的生命周期， 短的生命周期，能够直接而灵敏地反映环境状况的 变化而受到人们的青睐。 变化而受到人们的青睐。 大部分有壳变形虫具有相对较窄的生态幅， 大部分有壳变形虫具有相对较窄的生态幅，对 环境变化敏感，它们的繁殖速率快，生命周期短， 环境变化敏感，它们的繁殖速率快，生命周期短， 能够迅速地响应周围环境的变化。 能够迅速地响应周围环境的变化。
生物标志化合物
尤 因 塔 盆 地 始 新 统 （ 露 头 ）
15
希 腊 中 新 世
10 5 0
原 油
0
15
20
25
30
15
20
25
正 构 15 烷 烃 质 10 量 分 数
(%)
30
5
西 非 下 白 垩 统 915m
正 构 烷 烃 质 量 分 数
(%)
C27
15 10 5 0 15 15 20 25 30
西 德 （ 莱 因 地 堑 ） 渐 新 世 925 m 岩 石 抽 提 物
四环萜烷也较广泛分布于原油和岩石抽 提物中。目前认为这个系列的化合物由五 环三萜烷类烃热降解或生物降解而成 （Aquino Neto等，1983） 。目前发现的 该系列化合物分布于C24～C27，有可能分布 到C35（Peters等，1993），常以C24丰度最 高。
(3) 长链三环萜烷
长链三环萜的结构特征是环上带有－个异戊二烯 结构单元的长链。这类化合物在油和沉积物中广泛 分布，并且其碳数一般以C19～C30为主，但在一些 原油中也检测出了C19～C45的三环萜，甚至碳数更 高，可达C54 。
0
15
20
25
30
15 10
5 0
西 非 下 白 垩 统 2425 m
10 5 0 15
突 尼 斯 古 新 始 2074m
岩 石 抽 提 物
20 25 30
15
20
25
30
分 子 的 碳 原 子 数
分 子 的 碳 原 子 数
图7-4 尤因塔盆地始新统沉积物和西非 下白垩统中的正构烷烃分布曲线线
图7-5 突尼斯和莱茵河谷下第三系岩石 抽提物中以及希腊中新世原油中分布曲
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希 腊 中 新 世
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原 油
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正 构 15 烷 烃 质 10 量 分 数
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西 非 下 白 垩 统 915m
正 构 烷 烃 质 量 分 数
(%)
C27
15 10 5 0 15 15 20 25 30
西 德 （ 莱 因 地 堑 ） 渐 新 世 925 m 岩 石 抽 提 物
四环萜烷也较广泛分布于原油和岩石抽 提物中。目前认为这个系列的化合物由五 环三萜烷类烃热降解或生物降解而成 （Aquino Neto等，1983） 。目前发现的 该系列化合物分布于C24～C27，有可能分布 到C35（Peters等，1993），常以C24丰度最 高。
(3) 长链三环萜烷
长链三环萜的结构特征是环上带有－个异戊二烯 结构单元的长链。这类化合物在油和沉积物中广泛 分布，并且其碳数一般以C19～C30为主，但在一些 原油中也检测出了C19～C45的三环萜，甚至碳数更 高，可达C54 。
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突 尼 斯 古 新 始 2074m
岩 石 抽 提 物
20 25 30
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分 子 的 碳 原 子 数
分 子 的 碳 原 子 数
图7-4 尤因塔盆地始新统沉积物和西非 下白垩统中的正构烷烃分布曲线线
图7-5 突尼斯和莱茵河谷下第三系岩石 抽提物中以及希腊中新世原油中分布曲
生物标志物PPT课件
10
1、得到的单体不都是木质素所特有
四甲基氢氧化铵高温 裂解法(TMAH)
2、部分木质素特征单体没有标准化 合物，不利于定量 3、适合于有机物含量高且未经过高度降
解的土壤和沉积物环境
热裂解
在600 ～ 700℃高温下几秒钟即可完成裂 解，节约了试剂和时间，但产物复杂，
缺少标准，难以定量
.
7
木质素在碱性条件下经 CuO 氧化分解后生成 11 种单体
类型
单体
对羟基酚类(P 对羟基苯甲醛、对羟陆源植物特有
紫丁香基酚类 (S类)
丁香醛、丁香酮和丁香酸
被子植物木质素
香草基酚类(V 类)
香草醛、香草酮和香草酸
所有维管植物木质素,裸子植 物几乎只含V
肉桂基酚类(C 类)
香豆酸和阿魏酸
木本植物的叶或草本植物的 木质素
.
8
参数 S/V C/V
.
5
木质素的检测
木质素是一种以苯丙基为单体"通过碳 碳键和醚键连结的天然大分子聚合物
现有的分析技术很难对其进行直接的定 量分析,利用化学分解的方法将其结构 单元转化成易于检测的小分子化合物
.
6
降解方法 碱性CuO氧化法
特点
耗时长，所用试剂多，步骤繁琐，但可 得到特征单体，应用最广
硝基苯氧化法
易产生副产物，干扰多，空白高
生物标志物
--木质素 lignin
.
1
生物标志物 木质素的指示意义 木质素的结构 木质素的分解 木质素的测定
.
2
生物标志物是指来自于生物体内，由于各种原因进入地质 体中，长期稳定存在，或者经降解后稳定存在，或者按照 一定可循规律缓慢降解的有机质。
石油地球化学考试复习题-提纲
⽯油地球化学考试复习题-提纲⽯油地球化学复习题第⼆章沉积有机质组成及其沉积环境1、名词解释及重要概念1.5种⽣物化学组分：蛋⽩质、碳⽔化合物、脂类、⽊质素、⾊素.2. 碳⽔化合物：是由多羟基醛或多羟基酮及它们的衍⽣物构成的有机质。
3. 多醣：由上千个单糖以糖苷键(单糖-O-单糖)相连成的⾼聚体.4. 甾族化合物结构：5、脂肪酸的基本结构6、氨基酸的基本结构7、缺氧环境形成的关键:⽔体分层8. 缺氧湖泊发育的重要条件: 深⽔2、简答题1. 沉积盆地中有机质沉积的控制因素主要有两⽅⾯的控制因素:⽣物⽅⾯和物理⽅⽣物控制因素：原始⽣物产率、微⽣物降解作⽤物理控制因素：有机质的搬运作⽤、沉积速率、沉积环境2. ⽔⽣⽣物产率决定于⽔中养料(磷、氮)含氧量(游离氧)多少⽔体深浅：透光带3. 沉积⽔体中细菌降解有机质的过程1).喜氧细菌活动带：与空⽓接触的表层⽔［O］>1.0ml/l 死亡⽣物可以完全被降解成CO2,H2O2).兼氧细菌活动带:⽔中［O］<1.0ml/l,造氮菌和碳酸盐还原菌降解有机质，但是降解能⼒下降3).硫酸盐还原菌活动带: ［O］<0.5ml/l,硫酸盐还原菌降解有机质⽣成有机酸，有H2S⽣成,其它⽣物死亡，4).甲烷⽣成菌活动带: 严格缺氧,有CH4⽣成,温度20-80度。
有效烃源岩沉积环境:⾼⽣物产率与缺氧环境叠加处.1陆相:盐湖环境,⽔体较深的咸⽔半咸⽔环境,淡⽔湖的深⽔沉积部位,沼泽环境(煤系烃源岩)2海相:障壁海、泻湖(⼤陆边缘),封闭海盆(陆架、⼤陆内部),富营养上升流发育区(⼤陆架)缺氧环境类型：1海相：（1）缺氧封闭局限海盆地：有障壁，进⽔量>蒸发量，养料丰富、底部⽔盐度⼤、具有永久分层⽔体的海盆。
（2）上升流形成的缺氧环境：深部海⽔向浅海的运动。
温度，含氧量低，养料丰富，可引起浅海⽣物极其繁盛。
2陆相：（1）盐湖：盐度分层，盐跃层以下为缺氧⽔层（2）淡⽔湖：温度分层（3）沼泽：形成含煤地层第三章成岩演化阶段有机质的演化⼀、名词解释及重要概念1、沉积物成岩作⽤：沉积物沉积以后在埋藏过程中受温度、压⼒等外界因素的作⽤，失⽔、压实、胶结、溶解等固结成岩的过程。
油气地球化学知识框架
油气地球化学知识框架(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--油气地球化学第一章生物有机质组成与沉积模式第一节有机质的形成与全球碳循环一、生命的起源与演化二、光合作用三、对地球上有机质有主要贡献的生物1、浮游植物（时间长、水体面积高、繁殖率高）2、细菌（时间长、分布广、适应性极强、繁殖快）3、高等植物（出现晚，分布在陆地保存难、可富集演化为煤层）4、浮游动物（食物消费者产率低、低等浮游动物数量较大）四、有机碳的循环1、有机圈2、有机碳的循环 (1)生物化学亚循环 (2)地球化学亚循环第二节生物有机质的组成和性质一、碳水化合物二、蛋白质和氨基酸（一）蛋白质(二)氨基酸(三)酶三、脂类1．脂肪酸2．腊3.萜类和甾类化合物4.甾族化合物四、木质素和丹宁五、色素第三节有机质沉积模式一、有机质沉积的控制因素1、生物控制因素:微生物降解、原始生产速率2、物理控制因素:有机质沉积速率、沉积环境、有机质的搬运作用二、缺氧环境的类型1、大型缺氧湖泊（1）深水是缺氧湖泊发育的重要条件（2）缺氧湖泊的发育与纬度有关（四季变化明显的湖泊底水含氧量大,热带湖泊含氧量少）2、海相缺氧环境(1)缺氧封闭局限海盆(2)由上升流形成的缺氧沉积第二章沉积有机质组成及成岩演化第一节腐殖质的组成、结构和性质1、腐殖质的概念：是指土壤、天然水和现代沉积物中不能水解的、不溶于有机溶剂的暗色有机质。
2、腐殖质的形成、提取及分类(1)形成有机质受细菌作用后剩余的木质素、氨基酸、脂肪酸、酚、纤维素等在微生物作用下缩合而成（在强还原环境下可以不形成腐殖质）(2)提取与分类富啡酸（FA）、胡敏酸(HA)、胡敏素(3)腐殖酸元素组成主要为C、H、O、S、N，其中C、O两项占90%以上3.腐殖酸的结构A富克斯结构模型 B费尔伯克结构模型 C特拉古诺夫结构模型 D库哈连科结构通式4.腐殖酸的物理化学性质(1)胶体性和可溶性(2)明显的酸性(3)亲水性(4)热解性质5.腐殖质的演化第二节可溶有机质一、可溶有机质的定义凡是被中性有机溶剂从沉积岩（物）中溶解（抽取）出来的有机质称为可溶有机质，或可抽提有机质，也成为沥青。
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地球化学第四章生物标志物
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成
生物标志化合物：是沉积物（岩）、原油、 油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质 演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发 生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架， 记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有 机化合物。
族组分分离测定方法：
▪柱色层法族组分分离测定 ▪液相色谱法族组分分离测定 ▪棒状薄层色谱法族组分分离测定
最常用 的方法
地球化学第四章生物标志物
柱层析法族组分分离测定方法 （一）沉淀沥青质
称取0.02-0.05g氯仿沥青或原油样品（需脱 水，40℃在真空度为5.33×104Pa下恒重），放入 50ml具塞三角瓶中，加入30ml正己烷（有的实验 室用30-60℃石油醚）摇匀，静置过夜，使沥青 质沉淀。
硅胶
氧化铝 脱脂棉
地球化学第四章生物标志物
脱脂棉 硅与样品比例为 1:1500；
❖用正己烷冲洗饱和烃 ❖用苯冲洗芳烃 ❖酒苯（苯:无水乙醇1:1）冲 洗非烃（胶质）。
地球化学第四章生物标志物
（3）用蒸馏法去除溶剂，用万分之一天平称重。
3.族组分计算
M(%)=
W1 W
×100%
（4）抽提前将少量铜片放入底瓶，供脱硫用。
（5）浓缩温度应低于40℃
地球化学第四章生物标志物
计算
M= G1-G2 ×100% m
式中 M—氯仿沥青百分含量，% G1—容器加氯仿沥青量，g G2—容器重量，g m—样品量，g
地球化学第四章生物标志物
族组分分离测定
•族组分系指原油或岩石氯仿沥青中饱和烃、芳 烃、非烃及沥青质的组成。 •总烃指原油或氯仿沥青中饱和烃和芳烃之和。
地球化学第四章生物标志物
油气运移提供证据：烃源岩和疏导层对油气 运移起到色层效应，利用这种效应可以追溯 油气运移路径和方向。
研究原油生物降解程度：成藏以后油藏进入 细菌活动带，细菌会选择性地破坏一些生物 标志物，通过检测生物标志物被细菌降解的 情况，可以确定油藏形成以后演化的历史。
地球化学第四章生物标志物
式中 M%——各组分百分量 W1——各组分质量 W——样品质量
地球化学第四章生物标志物
生
❖正构烷烃
物
❖无环类异戊二烯烷烃
标
❖二环－四环异戊二烯烷烃
志 物 的
❖藿烷系列 ❖甾烷
类
❖芳香烃
别
❖含氮化合物、卟啉
地球化学第四章生物标志物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
二、生物标志化合物的研究意义
生物标志化合物从何而来？
地球化学第四章生物标志物
沉积有机质在成岩作用 阶段演化的产物
不溶于有机溶剂的干酪根
生物体中原生烃及其它类 脂化合物的游离分子（生
物标志化合物）
一般具有明显的结构特征和较高的分子量。它们可 以是直接来自于继承的生物类脂组分，也可以是结合于 或吸附于干酪根中的类脂化合物，在生油早期阶段从干 酪根主结构中完整脱落下来的有机分子。
生物标志化合物在有机质热演化过程中：
一方面在各种作用下，发生一定的结构变化， 以达到热力学上的稳定性。这些变化包括失去不 稳定的官能团，不饱和的链加氢变为饱和的结构， 发生芳构化以及异构化和分子的重排等。
结构上的“变异性”使其能够用于追溯有机 质的演化历程。
另一方面仍然保留其母体基本碳骨架
正是这种结构上的继承性使其具有标志 有机质来源及沉积环境的作用。
地球化学第四章生物标志物
分析步骤
（1）称取100-500g样品，装入经过氯仿抽提的 滤纸筒中，包好后置于抽提器中，纸筒不得超过 虹吸管高度。
（2）在抽提器底瓶中，加入不超过2/3容积的氯 仿，在 75-82℃水浴或电热套中抽提，每2530min回流一次。
（3）一般样品的抽提时间在60h以上，荧光检查 样品在三级以下方为合格。
地球化学第四章生物标志物
油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油-油、 气-油、气-岩成因联系提供一系列参数 和指标。
是含油气系统、油气成藏机理研究的重要内容.
恢复沉积环境：不同环境有不同的生物组合、不 同的生物标志物，利用原油或烃 源岩中生物标志物组成特征，可 以查明烃源岩及其盆地沉积环境 特征。
沉积岩可溶有机质抽提装置
索氏抽提法
地球化学第四章生物标志物
近些年来，相继出现了超声抽提、搅拌抽提、气体 加压抽提等一系列新的抽提装置和方法。但是还没有推 广使用，目前较普遍的仍是索氏抽提法。
用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物 称氯仿沥青。
样品制备
（1）将岩心外层有污染部分剥离掉，在低于50 ℃下烘干。 （2）样品粉碎至粒径在40-80目，碎样机温度应小于50 ℃
地球化学第四章生物标志物
（二）饱和烃、芳烃及胶质分离和测定
1.装置及化学试剂 吸附柱内径为10~12mm；
氧化铝与硅胶为0.15mm粒 径；正己烷、苯和无水乙 脱脂棉 醇（分析纯）。
2.柱色层分离条件 （1）氧化铝与硅胶比为 4:6，吸附剂用量为样品量 的150~ 200倍。吸附剂填 充的松紧要合适，流速在 每分钟40滴左右。
第四章 生物标志化合物
生物标志化合物（Biomarker，Biological markers, Biological fossils, molecular fossils.），也称为分子化石，它是存在于岩石 和沉积物中的一类复杂有机化合物，是石油源于 有机体的一种重要信息。
生物标志化合物的研究有助于加深人们对有 机沉积环境、有机母源特征及有机质的演化特征 的认识，同时也是油源对比、油气运移研究不可 缺少的手段，因而是油气地球化学研究的又一重 要内容。
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
三、生物标志化合物的分析
原油及烃源岩样品分析流程
地球化学第四章生物标志物
1.岩石中可溶有机质抽提
可溶有机质：沉积物(岩)中可以被有机溶剂淬取 (抽提)出来的吸附或残留在岩石中的有机质。
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成
生物标志化合物：是沉积物（岩）、原油、 油页岩和煤中那些来源于生物体，在有机质 演化过程中具有一定稳定性，没有或很少发 生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架， 记载了原始生物母质特殊分子结构信息的有 机化合物。
族组分分离测定方法：
▪柱色层法族组分分离测定 ▪液相色谱法族组分分离测定 ▪棒状薄层色谱法族组分分离测定
最常用 的方法
地球化学第四章生物标志物
柱层析法族组分分离测定方法 （一）沉淀沥青质
称取0.02-0.05g氯仿沥青或原油样品（需脱 水，40℃在真空度为5.33×104Pa下恒重），放入 50ml具塞三角瓶中，加入30ml正己烷（有的实验 室用30-60℃石油醚）摇匀，静置过夜，使沥青 质沉淀。
硅胶
氧化铝 脱脂棉
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脱脂棉 硅与样品比例为 1:1500；
❖用正己烷冲洗饱和烃 ❖用苯冲洗芳烃 ❖酒苯（苯:无水乙醇1:1）冲 洗非烃（胶质）。
地球化学第四章生物标志物
（3）用蒸馏法去除溶剂，用万分之一天平称重。
3.族组分计算
M(%)=
W1 W
×100%
（4）抽提前将少量铜片放入底瓶，供脱硫用。
（5）浓缩温度应低于40℃
地球化学第四章生物标志物
计算
M= G1-G2 ×100% m
式中 M—氯仿沥青百分含量，% G1—容器加氯仿沥青量，g G2—容器重量，g m—样品量，g
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族组分分离测定
•族组分系指原油或岩石氯仿沥青中饱和烃、芳 烃、非烃及沥青质的组成。 •总烃指原油或氯仿沥青中饱和烃和芳烃之和。
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油气运移提供证据：烃源岩和疏导层对油气 运移起到色层效应，利用这种效应可以追溯 油气运移路径和方向。
研究原油生物降解程度：成藏以后油藏进入 细菌活动带，细菌会选择性地破坏一些生物 标志物，通过检测生物标志物被细菌降解的 情况，可以确定油藏形成以后演化的历史。
地球化学第四章生物标志物
式中 M%——各组分百分量 W1——各组分质量 W——样品质量
地球化学第四章生物标志物
生
❖正构烷烃
物
❖无环类异戊二烯烷烃
标
❖二环－四环异戊二烯烷烃
志 物 的
❖藿烷系列 ❖甾烷
类
❖芳香烃
别
❖含氮化合物、卟啉
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第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
二、生物标志化合物的研究意义
生物标志化合物从何而来？
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沉积有机质在成岩作用 阶段演化的产物
不溶于有机溶剂的干酪根
生物体中原生烃及其它类 脂化合物的游离分子（生
物标志化合物）
一般具有明显的结构特征和较高的分子量。它们可 以是直接来自于继承的生物类脂组分，也可以是结合于 或吸附于干酪根中的类脂化合物，在生油早期阶段从干 酪根主结构中完整脱落下来的有机分子。
生物标志化合物在有机质热演化过程中：
一方面在各种作用下，发生一定的结构变化， 以达到热力学上的稳定性。这些变化包括失去不 稳定的官能团，不饱和的链加氢变为饱和的结构， 发生芳构化以及异构化和分子的重排等。
结构上的“变异性”使其能够用于追溯有机 质的演化历程。
另一方面仍然保留其母体基本碳骨架
正是这种结构上的继承性使其具有标志 有机质来源及沉积环境的作用。
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分析步骤
（1）称取100-500g样品，装入经过氯仿抽提的 滤纸筒中，包好后置于抽提器中，纸筒不得超过 虹吸管高度。
（2）在抽提器底瓶中，加入不超过2/3容积的氯 仿，在 75-82℃水浴或电热套中抽提，每2530min回流一次。
（3）一般样品的抽提时间在60h以上，荧光检查 样品在三级以下方为合格。
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油源对比:为原油及其油源岩的成因联系、油-油、 气-油、气-岩成因联系提供一系列参数 和指标。
是含油气系统、油气成藏机理研究的重要内容.
恢复沉积环境：不同环境有不同的生物组合、不 同的生物标志物，利用原油或烃 源岩中生物标志物组成特征，可 以查明烃源岩及其盆地沉积环境 特征。
沉积岩可溶有机质抽提装置
索氏抽提法
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近些年来，相继出现了超声抽提、搅拌抽提、气体 加压抽提等一系列新的抽提装置和方法。但是还没有推 广使用，目前较普遍的仍是索氏抽提法。
用氯仿抽提岩石中的可溶有机质，其萃取物 称氯仿沥青。
样品制备
（1）将岩心外层有污染部分剥离掉，在低于50 ℃下烘干。 （2）样品粉碎至粒径在40-80目，碎样机温度应小于50 ℃
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（二）饱和烃、芳烃及胶质分离和测定
1.装置及化学试剂 吸附柱内径为10~12mm；
氧化铝与硅胶为0.15mm粒 径；正己烷、苯和无水乙 脱脂棉 醇（分析纯）。
2.柱色层分离条件 （1）氧化铝与硅胶比为 4:6，吸附剂用量为样品量 的150~ 200倍。吸附剂填 充的松紧要合适，流速在 每分钟40滴左右。
第四章 生物标志化合物
生物标志化合物（Biomarker，Biological markers, Biological fossils, molecular fossils.），也称为分子化石，它是存在于岩石 和沉积物中的一类复杂有机化合物，是石油源于 有机体的一种重要信息。
生物标志化合物的研究有助于加深人们对有 机沉积环境、有机母源特征及有机质的演化特征 的认识，同时也是油源对比、油气运移研究不可 缺少的手段，因而是油气地球化学研究的又一重 要内容。
生物标志化合物
第一节 基本概念
一、生物标志化合物的概念及形成 二、生物标志化合物的研究意义 三、生物标志化合物的分析
地球化学第四章生物标志物
三、生物标志化合物的分析
原油及烃源岩样品分析流程
地球化学第四章生物标志物
1.岩石中可溶有机质抽提
可溶有机质：沉积物(岩)中可以被有机溶剂淬取 (抽提)出来的吸附或残留在岩石中的有机质。