有机地球化学期末复习题

1．名词解释 4-甲基甾烷类:4-甲基甾烷类是C-4位置上有一甲基。碳数范围从28到30。该类化合物普遍地分布于海相和湖相沉积物和原油中。 CPI: 碳优势指数，有机质中长链正构烷烃里奇数碳烃比偶数碳烃占优势。CPI= 1/2[Σ(C25-C33)/Σ(C24-C32)+Σ(C25-C33)/Σ(C26-C34)]表示奇数碳分子与偶数碳分子含量的比值。 OEP ：奇偶优势， 不规则的类异戊二烯烃：是指头头相连和尾尾相连的链状分子（图5-11），也就是在头-尾系列中有一个头-头或尾-尾相连的键。两端有时带有饱和环或芳香环。 低分子量甾烷：低分子量甾烷碳数可以从21到24，它们可能直接来源于动物中的性激素和胆汁酸。 干酪根：积岩中主要的有机质和生油生气的主要母质。是沉积物中有机质中分布最广、数量最多的一类，约占地质体中有机质，特别是成岩阶段末期沉积岩中有机质的90~95%。 规则的类异戊二烯烷烃：指个单元头尾相接成的链状分子（头-尾——头-尾）。这类化合物常以烯、酸、醇的形式广泛地存在于各种生物体及现代沉积物之中。 颗粒有机质：是粒径大于0.45μm的部分。这种粒径范围的颗粒物能够沉降，不发生明显的布朗运动。颗粒有机质包含有生命的或无生命的各种悬浮颗粒，一般地，它们由微生物(细菌)、动物粪便微粒、有机碎屑物、有机—无机混合聚体等组成。 木质素：木质素是植物纤维中的一种复杂的芳香族高分子化合物。是高等植物的主要成分,它与纤维素、半纤维素一起组成植物的细胞壁。木质素约占木材干重的30%。 溶解有机质：是指能通过0.45μm滤孔的有机物质。其中粒径小于1nm的部分呈真溶液状态，1-10nm之间的部分属胶体溶液。溶解有机质主要是动植物的遗体、分泌物、陆源异地有机物质等经水解和细菌分解的产物。 生物标志化合物：指沉积有机质、原油、油页岩、煤中那些来源于活的生物体，在有机质演化过程中具有一定稳定性，没有或较少发生变化，基本保存了原始生化组分的碳骨架，记载了原始生物母质的特殊分子结构信息的有机化合物。 树脂：是一切植物的成分，是抵抗化学和生物化学作用最强的一种萜类混合物。但主要成分是倍半萜、二萜、三萜类的衍生物。大部分树脂由不饱和的多环烯酸组成，是高等植物的重要组分之一，在植物的树心和树叶的表皮上都有树脂分布。 烃源岩自然演化剖面：指实际含油盆地不同深度烃源岩的可溶有机质的含量的变化特征，如氯仿沥青“A”、总烃转化率(mg HC/g TOC)和有关岩石热解参数、生物标志化合物参数等的纵向变化。 异戊二烯法则：（由5个碳原子构成的异戊二烯（甲基丁二烯）为所有生物标记化合物的基

本结构单元，即CH2=C-CH=CH2 ）凡含有成倍的C5单元的天然生物产物，通常就是整个异戊二

烯单元的连接。 有机地球化学：有机地球化学主要研究地质体与天体中有机物质的组成、结构以及他们的发生、发展与演化规律。 有机圈：地球上有机物的空间分布范围。包括大气圈的下部（对流层）、水圈和岩石圈。时间范围从30多亿年以前直到现代。 正常甾烷：正常甾烷是指角甲基分别位于C-10和C-13位置上的甾烷。其碳数从27到29，对应于C27到C29的甾醇。 重排甾烷(rearranged sterane)正常甾烷10，13位置上的甲基重排到5和14位置上。

2． 请绘出下列化合物的结构

1、法呢醇 2、芥子醇 3、氧芴 4、硫芴

5、萘 6、三芳甾

7、松柏醇 8、松香酸 9、乌索烷型 10、卡达烯 11、香茅醇 12、香叶烯 13、乙酰单元： 14、荧蒽

15、异戊二烯单元 16、羽扇烷型

17、甾族化合物骨架 3. 简述题 1、简述GC-MS的工作原理和检测方法 GC-MS的工作原理 虽然GC-MS的组合方法多种多样，但方法原理却基本相同。图3为GC／MS的工作原理图（210 何华和倪坤仪，2004）。 样品与载气同时由注样口进入色谱柱，色谱柱将样品混合物分离成各种单一组分，经色谱检测器检测，得到样品混合物的色谱图，进行定量分析。另一方面，由色谱柱流出的含被测组分的载气，经过接口，载气被除去，而气化的组分分子则被导入质谱仪的离子源；在离子源中，组分分子或组分分子的碎片受到离子化作用（如电子流轰击EI，化学电离CI等），失去或得到电子而成为带电荷电子，进入质量分析器；不同的质量分析器依据各自的质量分离原理，按质荷比(m/z)的不同将离子依次分离开（例如，扇形磁场质谱仪是利用不同质荷比的离子圆周运动的半径不同而将离子分开的）。经过分离的不同质荷比的离子形成离子流进入质谱检测器（通常为电子倍增管），产生的电流信号经放大后，由质谱记录仪描绘成质谱图。 GC-MS分析方法 在有机地球化学样品的GC-MS分析中，最常用的电离技术是电子轰击（EL），通常采用70eV的电能。在生物标志物研究中有时也采用化学电离（CI）。现在许多商品仪器有EI/CI组合离子源程序，在分析过程中可以很快地调换。其它常用的离子化方法，还有电场解吸，电场电离和空气电离。 2、简述Tissot的干酪根的类型及各类特征 Tissot等(1974)根据干酪根的元素分析，建立了元素分类体系，将干酪根分为I、II、III型，后来又将干酪根分为I、Ⅱ、 III和Ⅳ型(1980)。划分这四种类型的根据是干酪根的元素组成以及它们在Van Krevelen H/C原子比和O/C原子比图上的演化特征(图2—2)。 Ⅰ型干酪根具有高的原始H/C原子比，一般大于1.5；O/C原子比低，一般小于0.1。这类干酪根是由脂族链的脂类物质组成。与其他类型相比，聚芳香核和杂原子键含量低；有少量氧，主要在酯键中。当受到500～600℃热解作用时，这类干酪根比其他类型产生更多的挥发性和可抽提组分，是一种高产石油的干酪根。 Ⅱ型干酪根是生油岩中常见的一种干酪根类型，具有高的H/C原子比，约1.0~1.5；低的O/C原子比，为0.1~0.2。其中多芳香核、杂原子酮和羧酸基团，与I型干酪根相比，Ⅱ型干酪根占有更重要位置，但比Ⅲ型少。 III型干酪根具有较低的原始H/C原子比，一般小于1；O/C原子比高，达0.2或0.3。此类干酪根系由大量聚芳香核和杂原子酮及羧酸基团组成，但没有酯，非羧基氧很丰富，可能存在于醚基中，脂族链只占很小部分。 Ⅳ型干酪根具有非常低的H/C原子比(0.5～0.6)和异常高的O/C原子比(大于0.3)。这是一种残余有机质，可能是由于较老沉积物中的有机质经侵蚀、搬运再沉积而成，也可能由地面风化、燃烧转化而成，或者是再沉积前在沼泽和土壤中遭受氧化而成，它是一种“死碳”，其生烃潜力极低或没有。 3、简述卟啉在石油地球化学勘探中的应用 (1).识别生油岩 ——还原环境有利于卟啉的保存及演化，所以含量较高。岩石中卟啉含量常与有机碳丰度成正比。 (2).确定有机质来源 ——陆相泥岩及原油中镍卟啉含量高于钒卟啉，而海相碳酸盐岩及原油中则以钒卟啉为主。 (3).判断成熟度 ——随着有机质演化程度的升高，卟啉化合物的结构也有一些规律性变化。其含量从上升到一定深度后迅速下降。因此在高成熟的原油中卟啉含量很少。 （4）.石油运移的指标 ——当石油运移时，其中的卟啉会被粘土类矿物所吸附。因此，随着运移距离的加大，卟啉的含量会逐渐减少。这样就有助于追踪原油运移的途径。 （5）.卟啉化合物还可作为油源对比指标。 4、简述沉积物中有机质芳构化的过程和有机地球化学意义

5、简述沉积物中有机质组分分析的分析过程 6、简述沉积物中有机质组分分析时的常用抽提、分离和分析内容 7、简述沉积物中正构烷烃的有机地球化学意义 8、简述地质体中正构烷烃分布特征 9、简述动植物中脂肪酸的共性 (1）多数链长为14至20个碳原子，均为偶数。常见的为16和18个碳原子。脂肪酸合成酶——乙酰单元 （2）饱和脂肪酸中最普遍的是软脂酸和硬脂酸。不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸和亚油酸。 （3）不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸熔点低。 （4）在高等植物、藻类和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸。如高等植物中不饱和脂肪酸约占脂肪酸的78%，藻类中不饱和脂肪酸占73~88%。动物中普遍具有饱和脂肪酸的优势，如鱼类，饱和脂肪酸占脂肪酸总量的66%左右。 （5）不同种类的生物含有不同种类的脂肪酸。植物油脂中脂肪酸碳数范围为16~22%，以16，18为主，油酸和亚油酸十分丰富，硬脂酸含量少。藻类也以16，18碳数为主，但与植物相比，C20, C22烯酸也较重要。动物油脂中脂肪酸以16，18，14为主，硬脂酸为动物脂肪的主要成分，C20以上的脂肪酸含量比植物油脂中比例大。 （6）细菌所含的脂肪酸种类比高等动、植物少得多。碳数多在12至18之间，个别可达35以上。细菌中绝大多数脂肪酸为饱和脂肪酸，有的还带有甲基分支。 （7）除这些大量的脂肪酸以外，在植物类脂中还有一些广泛存在而含量少的脂肪酸。如6，8，10，22，24烷酸，16：1，16：3，20：4，20：6等烯酸。甚至某些植物类脂中还有高碳数（22——30）偶碳数烯酸存在。 10、简述浮游植物、浮游动物、细菌、高等植物的生化组成特征。

11、简述干酪根的热演化过程 12、简述干酪根主要的有机显微组分特征 13、简述生物成因直链烷烃的特征。 生物合成的正构烷烃具有明显的的奇偶优势。如高等植物中直链烃具有奇碳优势，与伴生的酸和醇其偶碳优势相反。从表中看出， 其中占优势的烃是 nC27、nC29和nC31。苹果表皮、甘兰苗和白菜中的nC29约占直链烃的90%。 仙人掌的表皮腊主要烃类是nC35。 海生植物中烷烃链较短，主要为nC15、nC17和nC21。一般藻类烃碳数小于20，尤以15、17最富。绿藻、红藻中nC17 占正烷烃总量的36-95%，褐藻中nC15占98%左右，分布极广的蓝绿藻也以nC17为主要烃类。 生长在滨海和微咸水沿岸的水草类主要烃类为nC21、nC23和nC25，介于海生藻类和陆地植物之间，淡水和微咸水都适应的葡萄藻可以合成大量脂类，高碳数正构烷烃含量十分丰富，其中nC29占26%，nC31占28%，nC17仅占2%。 细菌体内的烃主要分布在C10—C20之间，奇碳数优势不明显，但也有少数nC17含量很高。图表示不同生物体的原生烃碳数分布。 14、简述萜类化合物由哪些种类组成，各类中的主要化合物是哪些？

15、简述研究干酪根的方法 16、简述有机地球化学研究的内容 17、简述植醇在氧化和还原条件下的演化过程和产物 18、如何判断湖泊沉积物中有机质的来源？