石油地球化學

研究石油、演化球化評價，球化組。

簡史　1934年A.特賴布斯首先從原油中鑒定出葉綠素的衍生物──金屬卟啉，證明石油是生物成因的。50年代初P.V.史密斯、В.В.韋別爾等從現代沉積物中鑒定出微量類似原油的烴類化合物，而提出石油直接來源於年輕沉積物有機質的成因假說。但是，深入研究沉積物和原油中的有機組分后發現兩者具有明顯的差異，進而否定了上述假說，並逐步發展產生了石油成因的現代理論──乾酪根熱降解成油說（見乾酪根成油說）。

石油演化　指石油發生、發展及衰亡的全過程。沉積岩中有機物演化經歷了 3個主要階段：①成岩作用階段初期微生物活動十分重要，而後則是化學重排、縮聚作用和非溶解作用，成岩階段末，有機質轉化為乾酪根；②在沉積盆地埋藏過程中，後生作用階段的增溫導致了乾酪根的熱降解而生成石油;③盆地埋深進一步加大，變生階段有機物的變化早於礦物相的變質作用，此時已生成的石油將要降解成低分子烴類，直至甲烷干氣和伴生的熱變固體瀝青。石油生成和演化階段的劃分在石油勘探中具有重要的指導意義。為了在某一勘探區確定這些界線的具體位置，簡便可靠的方法是採用確定乾酪根(包括鏡質組、孢粉化石與熱變瀝青等) 成熟度的各項指標，如有機質顏色、反射率、碳氫元素比、自由基濃度(FSR)等。P.阿爾布雷希特等人對喀麥隆杜阿拉盆地的系統研究，為有機質演化與石油成因提供了一個良好的實例。下圖列出了他們的主要研究結果與石油形成階段的劃分。

海相生油和陸相生油中國陸相石油的勘探開發有力地證明了，陸相有機質和海相有機質相似，也可以成為重要的生油母質。水生生物輸入為主或經細菌降解的陸相有機質構成了最佳的生油母質──Ⅰ型乾酪根。當混入的陸源物質增加時，乾酪根類型變為Ⅱ型，最終為Ⅲ型。Ⅰ型和Ⅱ型成油，Ⅲ型為腐殖質，主要形成腐殖煤和天然氣。根據有機地球化學指標判別 3類不同的乾酪根就能很好地評價生油岩。中國中、新生代含油盆地多為陸相或海相沉積，生油岩常與煤系共生，原油具有典型陸源的特徵。陸相生油岩沉積環境包括了淡水湖泊、半鹹水湖泊和鹹水湖泊環境。煤不僅生氣，也可以生油。加拿大、澳大利亞和印度尼西亞已找到了與煤系沉積有關的油田，中國也可能存在煤成油，特別是煤成輕質油。在生油門檻之上可以生成未成熟油或低成熟油。在中國已證實存在這種原油，特別是與膏鹽相沉積有關的未成熟原油，其特點是含硫量極高，並富含含硫化合物，如長鏈烷基噻吩類化合物、含硫甾烷和含硫萜烷等，海相碳酸岩亦可成為重要的生油岩。中國廣泛發育元古宙－三疊紀海相碳酸岩地層，有機質熱成熟度普遍偏高。

原油變化和原油對比　①原油變化。原油生成后還會受到各種地質因素的影響，地表氧化、水洗和微生物作用可以大大改變原油的性質。大量正構烷烴損失后，可能變成以異構烷烴、芳烴、非烴為主的重質原油。成熟作用也影響油質，重質組分、非烴物質隨成熟度增加而減少，變成高成熟度的輕質原油，許多反映原始母質的、穩定性低的生物標誌化合物被破壞了。原油運移也會改變原油的性質。②原油對比。原油對比包括原油及其來源岩石（生油岩）的對比（油源對比）以及不同層系原油的劃分、對比和運移的研究（原油對比）等兩個主要方面。油源對比在石油勘探中十分重要，同源時就應該有同一原始有機質遺體的指紋特徵，這是油源對比的基本依據。原始有機質轉化成油經歷了巨大的變化，石油生成后還會受到各種後期變化，因此，油源對比，特別是某些特殊原油，如次生氧化原油、高成熟度原油的對比乃是一項十分複雜的任務。

石油有機地球化學工作中還存在一些薄弱環節，如石油的原生運移、碳酸岩生油、生油量計算和生油盆地評價，以及新生物標誌化合物的合成、結構確認技術等，有待於進一步研究探討。

參考書目

傅家謨、史繼揚：石油演化理論與實踐(Ⅰ)、(Ⅱ)，《地球化學》，1、2期，1975、1977。

傅家謨等著：《煤成烴地球化學》，科學出版社，北京，1990。

B.P.Tissof and D.H.Welte, Petroleum Formationand Occurrence,2nd ed.,Springer-Verlag,Berlin,1984.