绪论 1
第一节 干酪根的定义 3
第二节 干酪根的成因 4
一、干酪根母质的地史演化 4
二、沉积环境与有机相 10
三、有机质的早期转变和干酪根的形成 15
第三节 干酪根的类型和演化 16
参考文献 26
第一章 干酪根的有机岩石学研究 27
第一节 概述 29
第二节 干酪根的制备技术 31
一、物理方法 31
二、化学及化学-物理方法 31
三、干酪根的分离程序 33
一、干酪根显微组分的分类概况 35
第三节 烃源岩中干酪根显微组分的分类 35
二、我国烃源岩分散有机质分类进展 39
第四节 干酪根的透射光研究与应用 43
一、干酪根薄片的制备 43
二、干酪根透射光研究的应用 43
第五节 干酪根的反射光研究与应用 46
一、干酪根反射光片的制备 47
二、干酪根反射光研究的应用 47
一、显微荧光激发方式 50
第六节 干酪根的荧光研究和应用 50
二、显微荧光参数 51
三、烃源岩显微荧光研究的某些应用 53
第七节 干酪根的电镜、激光扫描显微镜研究与应用 55
一、干酪根的透射电镜研究技术 55
二、扫描电镜的研究与应用 58
三、共聚焦激光扫描显微镜的研究与应用 59
一、生油门限的合理划分 61
第八节 有机岩石学研究在烃源岩油气评价中的综合应用 61
二、烃源岩排烃效率研究与评价 63
三、烃类生成、运移与聚集的有机岩石学研究 65
四、沉积盆地古地温和地热历史的研究 72
参考文献 74
第二章 磁共振技术在干酪根研究中的应用 79
第一节 固体核磁共振的基本知识 81
一、固体高分辨13C NMR的基本技术 82
二、13C NMR(CP/MAS)的实验条件 86
三、化学位移(Chemical shift) 89
第二节 干酪根的13C NMR(CP/MAS)谱 94
一、不同类型干酪根的13C NMR(CP/MAS)谱 94
二、不同成熟度干酪根的13C NMR(CP/MAS)谱 99
第三节 固体13C NMR技术的进展 102
一、偶极相移 103
二、旋转边带的抑制与解析 108
三、动态核极化 113
四、关于固体13C NMR的定量误差 115
第四节 固体1H NMR谱 119
一、固体1H NMR宽谱 119
二、高分辨固体1H NMR谱 122
参考文献 128
第三章 干酪根的红外光谱与X射线衍射 133
第一节 干酪根的红外光谱 135
一、绪言 135
二、傅里叶变换红外光谱 135
三、红外光谱分析的新技术新方法 137
四、干酪根的红外光谱分析及其在地球化学研究中的应用 153
第二节 干酪根的X射线衍射分析 171
一、干酪根的衍射图及其数据处理 171
二、干酪根的衍射峰及其结构参数 174
三、结构参数在干酪根和煤地球化学研究中的应用 178
四、径向分布函数及其应用 182
五、讨论 185
参考文献 187
第四章 干酪根的化学降解 191
第一节 干酪根的氧化降解 193
一、高锰酸盐氧化降解法 193
二、重铬酸钠氧化降解法 219
三、臭氧氧化法 222
四、硝酸氧化法 225
五、四氧化钌的催化氧化 227
六、其它氧化方法 233
第二节 干酪根的选择性化学降解 234
一、在活性炭上铑的催化氢解 234
二、碘代三甲基硅烷降解还原法 236
三、还原烷基化法 237
四、三溴化硼或三氯化硼降解法 240
五、酚基化解聚 242
六、小结 244
参考文献 245
第五章 干酪根热演化的化学机理 251
第一节 干酪根热演化反应的物理化学基础 253
一、化学键的键能与分解能 253
二、范德华力与氢键 256
三、活化能 257
四、自由基反应机理 258
第二节 干酪根热演化的化学反应 261
一、脂族烃的热解反应 262
二、芳族烃的热解反应 265
三、杂原子官能团的热解反应 267
第三节 干酪根热演化与成烃的化学机理 273
一、干酪根芳族结构的热演化 273
二、干酪根脂族结构的热演化 278
三、干酪根杂原子官能团的热演化 282
四、干酪根结构热演化与成烃的化学机理 284
参考文献 293
第六章 干酪根的热解-色谱、热解-色谱-质谱与生物标志化合物 297
第一节 在线的(on-line)干酪根热解-色谱及热解-色谱-质谱技术 299
一、干酪根热解技术的发展 299
二、干酪根的热解技术简介 300
第二节 离线(off-line)干酪根热解过程中生物标志化合物的化学分离分析 306
一、干酪根热降解产烃率 306
二、干酪根降解产物的生物标志化合物的分离分析 307
三、干酪根人工降解产物中生物标志化合物的分离分析特征 307
四、干酪根人工降解产物中生物标志化合物的分离分析流程简介 307
第三节 干酪根热解产物中生物标志化合物的类型 309
一、烷烃类化合物 310
二、烯烃类化合物 314
三、芳烃化合物 315
四、含氧化合物 319
五、含氮化合物 322
六、含硫化合物 324
第四节 不同类型干酪根前身物、干酪根、煤岩组分的热解产物 328
一、干酪根前身物的热解色谱-质谱分析 328
二、不同干酪根类型的热解产物 331
三、各类煤岩组分的热解产物 336
第五节 干酪根热解色谱、色谱/质谱法的地质应用 340
一、干酪根结构研究 340
二、干酪根的类型研究 343
三、干酪根成熟度研究 347
四、干酪根热演化过程的研究 349
五、干酪根裂解过程中生物标志物生成动力学研究 351
六、沉积古环境评价研究 351
七、油/源对比研究 353
八、油气原生运移和二次运移的研究 355
九、裂解气相色谱或色谱-质谱在干酪根、油气成因理论方面的应用 358
参考文献 364
第七章 干酪根结构 373
第一节 概述 375
一、干酪根结构研究的意义 375
二、干酪根结构研究的含义 375
三、干酪根结构研究的方法 376
第二节 干酪根结构的直接法研究——固体13C核磁共振法 377
一、绿河油页岩干酪根 378
二、抚顺油页岩干酪根 380
三、黄县褐煤 382
第三节 干酪根结构的降解法研究 384
一、化学降解法 384
二、用热解聚-超临界溶剂抽提法研究抚顺和茂名油页岩干酪根的结构 389
第四节 干酪根结构的综合化学模型 398
一、Behar-Vandenbroucke模型 400
二、三维模型 405
一、显微组分的分离 407
第五节 干酪根显微组分的结构 407
二、稳定组 409
三、镜质组 418
四、惰质组 421
第六节 干酪根结构的新概念 423
一、干酪根的平均分子结构单元 423
二、干酪根的两相结构——活动相与刚性相 426
三、干酪根与留存生物聚合物 431
参考文献 436
第八章 干酪根的碳氢同位素地球化学 443
第一节 概述 445
一、干酪根的碳氢同位素研究现状 445
二、干酪根的碳氢同位素示踪原理 446
第二节 干酪根的碳氢同位素分析 447
一、干酪根的碳氢同位素分析样制备 447
二、质量分析基本原理 448
一、干酪根在演化过程中的碳氢同位素效应 449
第三节 干酪根在演化过程中的同位素分馏 449
二、接触变质和地质时代的同位素效应 457
第四节 干酪根和煤的碳氢同位素组成 459
一、干酪根的碳氢同位素组成 459
二、不同来源煤的碳氢同位素组成 460
第五节 干酪根的碳氢同位素演化规律 462
一、有机化合物中的稳定同位素变异 462
二、油气形成及干酪根的碳氢同位素演化规律 465
参考文献 468
第九章 干酪根成烃模拟实验及其应用 471
第一节 国内外研究概况 473
第二节 模拟实验的主要方法 475
一、高温高压水热体系实验装置 475
二、压实热解实验装置 476
三、限定体系(Confining System)——黄金管实验装置 482
第三节 实验体系对干酪根热解过程的影响 485
一、封闭体系与开放体系 486
二、含水热解与干燥体系 487
三、有机溶剂中的热解和成熟作用 491
第四节 温度对热解产物特征的影响 493
一、气体产物随模拟温度的变化 493
二、液体产物的产率随温度变化 495
三、干酪根的结构变化与温度关系 497
第五节 压力对干酪根热演化过程的影响 500
一、模拟实验对于研究深部油气形成和演化的特殊意义 500
二、压力对油气产率和成熟度的影响 500
三、压力对热解产物组成的影响 502
第六节 模拟实验时间对干酪根热演化特征的影响 503
一、对干酪根热演化气体产率的影响 503
二、受热时间对液体产率的影响 505
三、受热时间对生物标志物分布特征的影响 507
一、粘土矿物的接触催化作用 510
第七节 矿物对干酪根成烃的催化作用 510
二、对碳酸盐矿物催化作用的新见解 512
参考文献 515
第十章 干酪根的热分析 520
第一节 干酪根与生油岩的热重分析 521
一、热重法划分干酪根类型 521
二、两步热重分析技术 524
三、两步热重法划分干酪根类型 525
四、两步热重法测定干酪根芳碳率 526
第二节 干酪根的差示扫描量热分析和差热分析 528
一、差示扫描量热分析在干酪根热演化研究中的应用 528
二、差示扫描量热法划分干酪根类型 530
三、差分差示扫描量热法在干酪根结构研究中的应用 533
第三节 热解法快速评价干酪根与生油岩 535
一、氢指数、氧指数与H/C、O/C的相关性 535
二、氢指数、氧指数法划分有机质类型 537
三、生油岩的成熟度评定 538
参考文献 539
第十一章 干酪根热解动力学 541
第一节 概述 543
第二节 干酪根热解动力学基础 544
第三节 干酪根热解动力学模型研究 546
一、总包一级反应动力学模型 546
二、分段一级反应模型 547
三、总包n级反应模型 547
四、最大反应速率模型 547
五、平行一级反应模型 549
六、无数平行一级反应模型 549
七、以沥青为中间产物的平行连续反应模型 550
八、活化能随转化率变化模型 551
第四节 以热解动力学特征判别干酪根类型 552
二、热解特征参数(PTP)法 554
一、热解温度范围法(△T法) 554
三、活化能差异法 555
第五节 不同热解动力学模型对不同类型干酪根的适应性 556
第六节 压力对干酪根热解的影响 559
一、热解气恒压法 559
二、水介质增压法 560
第七节 热解动力学应用于油气生成量的计算举例 561
一、自然演化生烃率及生油气量概述 561
二、例一：龙岗洼陷阜二段生油气量计算 562
三、例二：临南洼陷沙三段生油气量计算 564
参考文献 566
第十二章 干酪根成烃模式与油气评价 570
第一节 概述 571
第二节 干酪根的成烃作用模式 573
一、干酪根成烃作用的一般模式 573
二、不同类型干酪根的成烃模式 574
三、碳酸盐岩干酪根的成烃作用模式 579
四、干酪根显微组分的成烃作用模式 580
第三节 干酪根早期成烃与生物聚合物成烃 581
一、未成熟原油与低(准)成熟原油 583
二、生物聚合物与高硫干酪根 585
三、富烃藻类生物降解及富氢干酪根早期成油 590
第四节 煤与煤系干酪根成烃 592
一、煤与煤系数干酪根成烃研究 592
二、腐殖型成烃母质的复杂多样性 593
三、腐殖型有机质类型与成烃性能 595
四、煤和煤系干酪根成烃模式 601
第五节 干酪根与烃源岩油气评价 605
一、烃源岩中干酪根的丰度 605
二、烃源岩中干酪根的成熟度 610
三、烃源岩中干酪根的类型 619
参考文献 629