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