第一章沉积有机质的物质的形成与聚集ppt课件.ppt
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1、第一节 沉积有机质的成因 第二节 近现代沉积有机质 的物质组成 第三节 沉积有机质的聚集,第一章 沉积 有机质的形成与聚集,一、沉积有机质的来源 二、生物解剖结构与化学组成 三、生物质向沉积有机质的转化,第一节 沉积有机质的成因,(一)概述 1、有机质的定义 包括一切生物体及其分解或合成的各种产物 。 2、沉积有机质的分类,一、沉积有机质的来源,(二)自然界中有机碳的循环,1、自然界中碳的分类,还原碳:有机碳,如生物质 碳 氧化碳:无机碳,如碳酸盐岩 元素碳:如石墨,金刚石,2、自然界中碳的循环,思考题: 1.有机碳循环的不完整性会造成什么样的结果? 2.有机碳循环研究对化石能源矿产的地质意义
2、?,初次循环 二次循环 几天几十年 几百万年数亿年 水、生物、大气圈 岩石圈表层 岩石圈表层 岩石圈浅层 沉积有机质 化石能源矿产,(三)沉积有机质的来源,图1-2 生物进化与沉积有机质地史分布示意图 (据钟宁宁、秦勇等,1995),图1-4 沟鞭藻与世界特大型油田分布的关系 (据何承全,1984) 思考题:为什么到元古界末期才有煤层形成?,(一)生物解剖结构 动物(细胞膜) 低等植物 植物 高等植物 根 表皮:角质层、腊质 茎 周皮:木栓层 皮层:通气、吸收 维管束:木质部 叶:表皮、叶肉、叶脉,二、生物解剖结构与化学组成,缘孔,图1-5 高等植物茎干的解剖结构 (据高信曾等, 1978),
3、木射线,动物来源的有机碎屑往往是海相或湖相沉积有机质的一种重要赋存形式,古生界沉积岩中常见的动物有机碎屑来源于笔石、几丁虫、虫颚以及某些来源不明的动物有机体,均为现代已灭绝了的动物。,图1-8 笔石体形态及表皮解剖结构(据Goodarzi,1984),(二)生物质的化学组成,1、化合物组成 纤维素 碳水化合物 半纤维素 果胶质 化合物 木质素 芳香族高分子聚合物 蛋白质 含氮化合物 类脂化合物 混合物(脂肪、蜡质) 2、化合物稳定性序列(抗降解能力) 蛋白质色素脂肪半纤维素纤维素木质素 木栓质种子皮壳角质孢粉素蜡质和树脂,3、 化合物的化学结构,4、化合物元素组成 生物体 化合物不同 有机元素
4、不同 有机质的元素和生烃能力不同 表1-1 植物及其化合物的元素组成,思考题 1. 生物质化合物的稳定序列及其原因? 在沉积有机质研究中的意义? 2. 化合物在生物质中的分布? 3. 生物体的不同生物组成中有机元素的 相对丰度及其地质意义?,(一)沉积有机质形成过程 1、作用过程 再循环 死亡 分配 生物作用 吸收 生物质 降解产物 物理化学作用 大气、水体 埋葬作用 沉积有机质 气态分子和水 分解产物:氨基酸,糖类等 生物遗体 其它小分子化合物 合成产物:腐殖酸,沥青质 沉积有机质 生物残体 有机碎屑:生物残体 氧化降解阶段 还原合成阶段 沉积埋藏阶段,三、生物质向沉积有机质的转化,2、作用
5、方式 细碎作用(机械作用):物理作用,生物碎片 腐败作用(腐朽作用):喜氧性细菌、真茵 消化作用(代谢作用):粪粒、团块有机质 发酵作用(缩合作用):厌氧性细菌、酶 碳水化合物 糖 蛋白质 氨基酸 脂肪 脂肪酸 木质素 腐殖酸和腐殖质 吸附作用(无机矿物):沉淀、凝聚、转化作用 化学作用(水解作用):水合作用、重排作用 压实作用:重力作用,3、影响因素 生物体本身的化学组成 影响因素 水体的动力状态 水介质性质(氧化还原、酸碱度、温度) 表1-2 植物与泥炭有机质化学组成的比较,(二)沉积有机质的形成作用 1、作用类型,2、泥炭化作用方式 凝胶化作用:强覆水、缺氧、还原、厌氧微生物 方式 丝炭
6、化作用:氧化(暴露、流水、火灾) 残植化作用:覆水(流动)、富氧 透明残体:腐植酸沥青质水分 结果 不透明残体:化学结构高度缩聚的惰性物质 残积类脂物质:孢子花粉角质层树脂 木栓层 思考题: 1. 三种泥炭化作用方式的条件及其产物? 2. 沉积有机质被埋藏后凝胶化作用是否还能进行?,一、沉积有机质的三重属性 二、腐植酸的化学组成 三、可抽提沥青的化学组成,第二节 近现代 沉积有机质的物质组成,1、概述 思考题:从哪些视角,采用哪些方法来研究沉积有机质? 表2-2 沉积有机质的三重属性,一、沉积有机质的三重属性,2、不溶有机质(干酪根) 干酪根:不溶于有机溶剂的有机质浓缩物. 沉积岩中有机质的含
7、量大都在0.51.5之间, 为了便于研究,往往要将其富集起来。 物理方法 干酪根的提取和分离方法 化学方法 物理化学方法 物理方法 浮选法、超声波法、电磁法、静电法以及基于矿物和 有机质湿润性质差异的分离方法 化学方法 盐酸+氢氟酸溶解无机矿物 思考题: 干酪根的制备及意义? 干酪根的类型及生烃贡献?,2、可溶有机质,褐煤蜡: 110 ,苯抽提物3% 德国:12%20%, 最高5060% 云南:9%,泥炭蜡:,表1-3 我国泥炭化合物平均化学组成 (干基,%),1、腐植酸(HA)的定义 具有酸性、亲水性、吸附性和复杂多样结构的芳香性化合物。 2、腐植酸的结构 0.0010.1m的球形微粒联成的
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