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第一章 化石燃料中轻馏分烃（C5～C13） 1

第一节 轻烃化合物的分离和定性 1

图1.1 同一油样用不同极性色谱柱分析的对比图 2

图1.2 ASTM D5134-98测定石脑油的参考用色谱图 4

图1.3 114个标样的色谱图 7

图1.4 GC×GC/TOFMS分析n-C6～n-C8的三维立体图 12

图1.5 C2～C4烷基取代苯的质量色谱图 14

图1.6 C9～CC13部分异构链烷烃的m/z 85质量色谱图 15

图1.7 C9～C13部分异构链烷烃的质谱图 16

图1.8 n-C10～n-C13中金刚烷类化合物的质量色谱图 17

第二节 轻烃用于地球化学研究的列举 18

图1.9 烃源岩具不同水体盐度油样的I/P与N/I关系图 18

图1.10 几种不同沉积环境的C7轻烃族组成分布图 19

图1.11 原油中C6～C13族组成比值的分布图 20

图1.12 研究准噶尔盆地南缘油样中存在蒸发分馏现象用图 21

表1.1 PONA柱轻烃分析C5～C13部分化合物的流出程序参考用表 22

参考文献 27

第二章 化石燃料中饱和烃类化合物 28

图2.1 饱和烃组分类别及其结构列举 28

第一节 链烷烃（开链） 29

图2.2 正构烷烃及短链类异戊二烯烃图 30

图2.3 部分规则类异戊间二烯烃类图 30

图2.4 部分规则、不规则类异戊二烯烃的检出 31

图2.5 甲基-和二甲基-链烷烃（n-C10 ～n-C17）气相色谱图 32

图2.6 甲基-链烷烃（n-C17～n-C22）气相色谱图 33

图2.7 部分长支链烷烃的保留位置图 33

图2.8 丛粒藻烷在不同极性色谱柱上的保留位置图 34

图2.9 正构烷烃高温气相色谱图1 34

图2.10 正构烷烃高温气相色谱图2 35

第二节 环状萜类 35

一、单萜类 35

图2.11 加氢松节油的单萜类质谱图和质量色谱图 36

二、倍半萜类 38

图2.12 部分倍半萜烷的质量色谱图及质谱图1 38

图2.13 部分倍半萜烷的质量色谱图及质谱图2 39

图2.14 部分倍半萜烷的质量色谱图及质谱图3 40

图2.15 降半日花烷类的质量色谱图 41

图2.16 加氢丝柏油的倍半萜烷类质量色谱图和质谱图 42

三、二萜类 43

图2.17 部分二萜烷的质量色谱图1 43

图2.18 部分二萜烷的质量色谱图2 44

图2.19 部分二萜烷的质量色谱图及质谱图 45

图2.20 部分二萜烷质谱图列举 46

图2.21 部分C18～C21三环烷与标样共注的质量色谱图 47

图2.22 一些四环二萜烷质量色谱图 47

图2.23 部分四环萜烷质谱图列举 48

四、三萜类 49

（一）藿烷（烯）类 49

图2.24 典型五环三萜类化合物的结构及编号 49

图2.25 藿烷类质谱图列举 50

图2.26 藿烷类的质量色谱图1 51

图2.27 藿烷类的质量色谱图2 51

图2.28 藿烷类的质量色谱图3 52

图2.29 藿烷类的质量色谱图4 53

图2.30 藿烷类的质量色谱图5 54

图2.31 藿烷类气相色谱图 55

图2.32 ββ藿烷质量色谱图1 56

图2.33 ββ藿烷质量色谱图2 56

图2.34 ββ藿烷质量色谱图3 57

图2.35 长链藿烷类质量色谱图 58

图2.36 部分藿烯类质谱图列举 59

图2.37 藿烯类质量色谱图1 60

图2.38 藿烯类质量色谱图2 61

图2.39 藿烯类质量色谱图3 62

图2.40 藿烯类质量色谱图4 63

（二）藿烷类衍生物 64

图2.41 重排藿烷类的GC/MS/MS质量色谱图 64

图2.42 藿烷与甲基藿烷类的质量色谱图 65

图2.43 藿烷-异藿烷（isohopanes）类的质量色谱图 66

图2.44 藿烷-重排异藿烷的GC/MS/MS质量色谱图 67

图2.45 28-降藿烷的质量色谱图 68

图2.46 28-降藿烷、25，28-双降藿烷的质量色谱图 69

图2.47 脱甲基三环萜烷类和17α（H）-25-降藿烷类质量色谱图 70

图2.48 8，14-断藿烷质量色谱图及质谱图 71

图2.49 （甲基）-17，21-断藿烷类和（甲基）-三环萜烷质量色谱图 72

（三）非藿烷类三萜烷 73

图2.50 奥利烷、蒲公英烷的GC/MS/MS图及质谱图 73

图2.51 重排奥利烷GC/MS/MS图及质谱图 74

图2.52 非藿烷类五环三萜烷质谱图 76

图2.53 几种非藿烷类的质量色谱图 77

五、多萜类 78

图2.54 与双杜松烷有关的未知物的质量色谱图 78

图2.55 与双杜松烷有关的未知物的质量色谱图和质谱图 79

图2.56 部分杜松烷类和七环-八环三杜松烷类质量色谱图和质谱图 80

图2.57 30-降藿烷和六环藿烷烃的GC/MS/MS质量色谱图 81

图2.58 六环藿烷烃的质量色谱和质谱图 82

图2.59 新颖C34和C35六环藿烷烃的GC/MS/MS图和质谱图 83

图2.60 类胡萝卜烷系列的质量色谱图及部分质谱图 84

六、长侧链环状萜烷类 85

图2.61 长侧链取代环己烷系列质量色谱图1 85

图2.62 长侧链取代环己烷系列质量色谱图2 86

图2.63 二环萜烷系列的质量色谱图 86

图2.64 13α（烷基）-三环萜烷的质量色谱图 87

图2.65 某未成熟样品三环萜烷的质量色谱图 88

图2.66 C19～C41三环萜烷的质量色谱图 89

七、其他 90

图2.67 大环烷烃的质谱图和质量色谱图 90

图2.68 十氢化萘系列的质量色谱图 91

图2.69 特殊三环、四环萜烷质量色谱图和质谱图 92

图2.70 一类罕见的多环烷烃的检出 93

第三节 甾类 94

图2.71 甾体化合物的结构和碳位编号图 94

一、短侧链甾烷类 94

图2.72 某样品的甾烷分布图 95

图2.73 孕甾烷和升孕甾烷质谱图 96

图2.74 A环脱甲基甾烷分布图及质谱图 97

二、C26甾烷 98

图2.75 C26，降胆甾烷的质量色谱图1 98

图2.76 C26，降胆甾烷的质量色谱图2 99

图2.77 C26甾烷的质谱图列举 100

三、规则甾烷/烯类 100

图2.78 甾烷的质量色谱图 101

图2.79 甾烷C21～C29的GC/MS/MS质量色谱图 102

图2.80 规则甾烷质谱图列举 103

图2.81 含甾烯样品总离子流图 104

图2.82 九个甾烯标样的RIC图 105

图2.83 甾烯类质量色谱图 106

图2.84 甾烯类质谱图列举 107

四、重排甾烷/烯类 109

图2.85 重排甾烷和规则甾烷质量色谱图1 109

图2.86 重排甾烷和规则甾烷质量色谱图2 110

图2.87 重排甾烷/烯类质谱图列举 111

图2.88 （甲基-）重排甾烯、（甲基-）重排螺旋甾烯的质量色谱图 112

五、甲基甾烷类 114

图2.89 规则甾烷和4-甲基甾烷的质量色谱图 114

图2.90 4-甲基甾烷质谱图列举 115

图2.91 2α-和3β-甲基甾烷的质量色谱图 116

图2.92 甾烷、甲基甾烷、乙基甾烷类的质量色谱图 117

图2.93 3β-烷基-24-乙基胆甾烷的质量色谱图 118

图2.94 甲藻甾烷、4-甲基甾烷、甾烷的质量色谱图 119

图2.95 甲藻甾烷质量色谱图及质谱图 120

图2.96 C30，甲基甾烷的GC/MS/MS质量色谱图 121

图2.97 24-异丙基和正丙基胆甾烷的GC/MS/MS质量色谱图 121

图2.98 四个系列C30，甲基甾烷的GC/MS/MS质量色谱图 122

六、其他 123

图2.99 脱-A，B环-甾烷和1，10或4，5位断的甾烷质谱图列举 123

图2.100 断甾烷和4-甲基甾烷系列质量色谱图 124

图2.101 断甾烷及相关质谱图 125

图2.102 脱-A，B环-甾烷质量色谱图 126

图2.103 C30 ～C32羊毛甾烷的质量色谱图 127

图2.104 达玛-13（17）-烯与和达玛烷的检出 128

图2.105 C27 ～C29-螺旋甾烯质量色谱图 128

表2.1 部分甾烷和三萜烷类标样的卡瓦指数值表 129

表2.2 典型甾类的流出顺序（SE-54色谱柱） 132

表2.3 部分五环三萜类化合物的流出顺序（60 m-DB-5柱，供参考） 134

参考文献 138

第三章 化石燃料中芳烃类化合物 143

第一节 芳烃馏分中常见的分子标志物 143

图3.1 样品芳烃馏分中部分PAH母体结构图 144

图3.2 PAH母体的质谱图列举 145

图3.3 PAH分子通常的质谱裂分途径图 146

图3.4 C2～C4烷基苯的质量色谱图 146

图3.5 C4～C6烷基苯的质量色谱图 147

图3.6 茚满系列的质量色谱图 148

图3.7 四氢化萘系列GC/GC/TOFMS质量色谱图 149

图3.8 环己基苯系列质量色谱图 150

图3.9 萘系列的质量色谱图 151

图3.10 联苯系列质量色谱图 152

图3.11 1，2二氢化苊系列质量色谱图 152

图3.12 氧芴系列质量色谱图 153

图3.13 芴系列质量色谱图 154

图3.14 菲系列质量色谱图 155

图3.15 2-苯基萘系列质量色谱图 156

图3.16 二苯并噻吩系列质量色谱图 157

图3.17 二苯并噻吩类化合物分布的质量色谱图 158

图3.18 苯并萘并噻吩系列质量色谱图 159

图3.19 萤蒽和芘系列质量色谱图 159

图3.20 萤蒽系列质量色谱图 160

图3.21 芘系列质量色谱图 160

图3.22 ？系列质量色谱图 161

图3.23 m/z 252质量色谱图 161

第二节 芳烃馏分中的生物标志物 162

一、长链烷基苯系列类等 162

图3.24 芳构化类胡萝卜烷系列的质量色谱图 162

图3.25 苯基癸烷～十五烷的质量色谱图 163

图3.26 1-烷基-2，3，6-三甲基苯系列质量色谱图 164

图3.27 部分长链烷基取代系列的质量色谱图 165

图3.28 部分长链烷基萘系列m/z 141的质量色谱图 166

图3.29 部分长链烷基菲系列m/z 191的质量色谱图 166

图3.30 长链烷基取代PAH质谱图列举 167

二、芳构化的二环萜类 168

图3.31 部分芳构化倍半萜质量色谱图 168

图3.32 部分C11～C14芳烃化合物的质量色谱图 169

图3.33 二甲基烷基萘类（Cn H2n-12）质量色谱图 170

图3.34 三甲基-1-烷基萘系列质量色谱图 171

图3.35 基峰为m/z 133/134的双芳化合物系列质量色谱图 171

图3.36 芳构化二环萜类质谱图列举 172

三、芳构化的三环萜类 173

图3.37 部分芳构化二萜类的质量色谱图 173

图3.38 部分单芳二萜和三环烷质量色谱图 174

图3.39 部分单芳二萜类质量色谱图 175

图3.40 C环-单芳三环萜烷系列的质量色谱图 176

图3.41 部分双芳二萜烷质量色谱图 177

图3.42 部分芳构化二萜烷质谱图列举 178

图3.43 部分双芳三环烷类的m/z 209质量色谱图 179

图3.44 部分双芳三环烷类的m/z 223质量色谱图 180

图3.45 部分双芳三环烷类的m/z 237质量色谱图 181

图3.46 部分芳构化三环烷质谱图列举 182

图3.47 部分A，B环-双芳二萜烷的质量色谱图 184

四、芳构化的四环萜类 185

图3.48 部分芳构化杜松烷类的总离子流和质量色谱图 185

图3.49 部分芳构化断双杜松烷和三杜松烷质谱图列举 186

图3.50 双芳/三芳脱-A-羽扇烷、乌散烷和奥利烷的质量色谱图 187

图3.51 芳构化脱-A-五环三萜烷质谱图列举 188

图3.52 C27～C35，单芳-8，14-断藿烷的质量色谱图 190

图3.53 8，14-断-D和D，E环芳构化降藿烷/烯的质量色谱图 191

图3.54 单芳-8，14-断藿烷/烯的质谱图列举 192

图3.55 部分芳构化8，14-断五环三萜烷类的质量色谱图 193

图3.56 芳构化8，14-断非藿烷类五环三萜烷的质谱图列举 194

五、芳构化的五环萜类 195

图3.57 部分A环-单芳五环三萜类的质量色谱图 195

图3.58 部分A环-单芳五环三萜类的质谱列举 196

图3.59 部分A，B环-双芳五环三萜类的质量色谱图 197

图3.60 部分A，B环-双芳五环三萜类的质谱图列举 198

图3.61 黑色泥岩抽提物芳烃馏分的质量色谱图 199

图3.62 不同芳构化程度的藿烷的质谱图列举 200

图3.63 三芳以上芳构化五环三萜类的质量色谱图 201

图3.64 三芳以上非藿烷类五环三萜的质谱图列举 205

图3.65 苯并藿烷类的质量色谱图 206

图3.66 苯并藿烷类的质谱图列举 206

六、芳构化的甾烷类 207

图3.67 A/B环-单芳甾烷的质量色谱图 207

图3.68 A/B环-单芳甾烷的质谱图列举 208

图3.69 C环-单芳甾烷的质量色谱图 209

图3.70 C环-单芳甾烷的结构和质谱图列举 210

图3.71 A，B环-双芳甾烷和甲基甾烷的质量色谱图 211

图3.72 双芳甾烷和双芳甲基甾烷质谱图列举 212

图3.73 三芳甾烷和甲基三芳甾烷的质量色谱图 213

图3.74 三芳甾烷和甲基三芳甾烷的质谱图列举 214

图3.75 三芳甾烷和芳构化甲藻甾烷的质量色谱图 215

参考文献 216

第四章 化石燃料中非烃类标志化合物 219

第一节 石油中含氧的非烃类生物标志化合物 219

一、开链（无环）含氧化合物 219

（一）开链脂肪酸类 219

图4.1 一元直链脂肪酸m/z 74的质量色谱图 219

图4.2 正十六酸甲酯、正三十四酸甲酯的质谱图 220

图4.3 二元直链羧酸甲酯系列和一元直链羧酸甲酯系列的质量色谱图 221

图4.4 二元直链羧酸二甲酯的质谱图列举 222

图4.5 支链烷酸甲酯和类异戊二烯烷酸甲酯的质量色谱图 223

图4.6 甲基链烷酸甲酯的质谱图列举 224

图4.7 姥鲛烷酸甲酯和植烷酸甲酯的质谱图 225

图4.8 羟基酸质谱图列举1 226

图4.9 羰基酸质谱图列举2 227

（二）开链醇类 229

图4.10 直链一元伯醇类的m/z 75质量色谱图 229

图4.11 正十四伯醇和正三十二伯醇的TMS质谱图 229

图4.12 非烃组分经衍生化后测得的RIC图 230

图4.13 仲醇类化合物的TMS质量色谱图 231

图4.14 类异戊二烯醇m/z 131的质量色谱图 232

图4.15 部分直链仲醇TMS质谱图 233

图4.16 1，15-二羟基三十烷TMS质谱图 235

（三）开链酮类 235

图4.17 直链一元酮类化合物的质谱图列举 235

图4.18 中性非烃组分直链一元酮m/z（57＋58）的质量色谱图 236

图4.19 植酮的质谱图 236

图4.20 11-羟基二十七烷-11-酮的质谱图 237

图4.21 2-，3-，4-n-十二烷基环己烷酮的质谱图 238

图4.22 环己烷基正十八烷-4，8-二酮的质谱图 239

二、环状甾、萜类含氧化合物 239

（一）甾醇、甾烷酸、甾酮类 239

图4.23 胆甾醇三甲基硅醚酯（TMS）骨架和碳数编号图 239

图4.24 游离甾醇（TMS）的色谱图 240

图4.25 游离甾醇（TMS）总离子流图和m/z 129质量色谱图 242

图4.26 部分甾烷醇（TMS）的质谱图 243

图4.27 部分δ5-甾烯醇（TMS）的质谱图 244

图4.28 部分δ5，22-甾烯醇（TMS）的质谱图 245

图4.29 部分δ5，24（28）-甾烯醇（TMS）的质谱图 246

图4.30 部分δ22-甾烯醇（TMS）的质谱图 247

图4.31 部分δ24（28）-甾烯醇（TMS）的质谱图 248

图4.32 部分δ7-甾烯醇（TMS）的质谱图 248

图4.33 甾醇类化合物的质量色谱图 249

图4.34 甾烷酸类的质量色谱图 253

图4.35 甾、萜烷酸类相对位置的质量色谱图 254

图4.36 部分甾烷酸甲酯类质谱图列举 255

图4.37 乙基胆甾烯酮质谱图 256

（二）萜类脂肪酸、醇、酮 256

图4.38 三环萜烷酸系列的m/z 191质量色谱图 256

图4.39 C22，三环萜烷酸甲酯的质谱图 257

图4.40 四种芳构化松香酸甲酯的质谱图 257

图4.41 藿烷酸甲酯类的化学结构、碳位编号和特征碎片断裂方式图 258

图4.42 藿烷酸甲酯类化合物的质量色谱图 259

图4.43 部分藿烷酸甲酯的质谱图列举 260

图4.44 藿醇和藿酮类质谱图列举 263

图4.45 部分奥利、乌散类五环三萜酸、醇、酮类的质谱图 264

图4.46 别桦木（烷、酮）类的质谱图 266

图4.47 伽马蜡烷酸甲酯和酮的质谱图 267

（三）其他类含氧化合物 268

图4.48 苯羧酸类的TIC和质量色谱图 268

图4.49 苯羧酸质谱图列举 269

图4.50 苯酚类化合物的TIC和质量色谱图 270

图4.51 苯酚类化合物的TMS质谱图列举 271

图4.52 α-脱羟基维生素E降解系列的质量色谱图 272

图4.53 脱羟基维生素E类的质量色谱图 273

图4.54 脱羟基维生素E的质谱图列举 273

图4.55 9-芴酮的结构、碳数编号和质量色谱图 274

图4.56 芴酮与咔唑类的色谱保留位置图 275

图4.57 芴醇类质谱图列举 275

第二节 石油中含硫的非烃类标志化合物 276

一、开链的含硫化合物 276

图4.58 烷基硫醇、硫醚质谱图列举 276

图4.59 异戊间二烯链的硫醚质谱图列举 277

图4.60 直链或异戊间二烯链的硫杂环化合物的质谱图列举 278

图4.61 直链或异戊间二烯链的硫杂环化合物色谱图列举 279

二、环状甾、萜类含硫化合物 280

图4.62 几种硫醚和甾类含硫化合物的色谱图和质量色谱图 280

图4.63 二、四环萜类含硫化合物和三环硫化物的质量色谱图 282

图4.64 二环萜类硫化物和三环含硫化合物的质谱图 283

图4.65 藿烷类硫化物的质量色谱图 284

图4.66 藿烷类含硫化合物质谱图列举 284

三、噻吩类杂环化合物 285

（一）短链烷基噻吩、四氢化噻吩类 285

图4.67 富硫于酪根热裂解产物中低分子量的含硫化合物 285

（二）长链烷基噻吩、四氢化噻吩类 287

图4.68 长链烷基噻吩类别及其结构列举 287

图4.69 长链烷基噻吩和四氢化噻吩质谱图列举 288

图4.70 长链烷基噻吩系列的质量色谱图 290

图4.71 长链烷基苯并噻吩系列的质量色谱图 291

图4.72 长链烷基四氢化噻吩系列的质量色谱图 292

图4.73 长链烷基苯并二氢噻吩系列的质量色谱图 293

（三）长链烷基四氢化噻喃类 294

图4.74 各长链烷基四氢化噻喃系列的质谱图列举 294

图4.75 苯并噻吩、噻吩类衍生物的质谱图列举 295

第三节 石油中含氮的非烃类标志化合物 296

图4.76 咔唑、烷基咔唑和苯并咔唑的质量色谱图 296

图4.77 烷基苯并咔唑烷基咔唑的质量色谱图 296

参考文献 298