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干酪根的演化化学干酪根是一种沉积物中的有机质，经过地质演化形成的。
它在化学上具有独特的特点，对石油勘探和石油地质研究具有重要意义。
干酪根的形成主要与有机质的化学成分和环境因素有关。
有机质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的复杂混合物，其中碳元素是主要成分。
在地质演化过程中，有机质经历了生物分解、颗粒运移、沉积作用等过程，逐渐转变为干酪根。
干酪根的化学成分主要包括生物聚合物、腐殖质和胶体物质等。
生物聚合物是有机质中重要的组成部分，主要由蛋白质、核酸、多糖等大分子有机化合物组成。
腐殖质是有机质中的一种不溶于水的物质，具有较高的分子量和较强的稳定性。
胶体物质是有机质中的一种胶体溶胶体系，具有较小的粒径和较大的比表面积。
干酪根的演化过程可以分为生物分解、成熟和石化三个阶段。
生物分解是指有机质在生物作用下发生分解和氧化的过程。
成熟是指有机质在地下埋藏过程中受到高温高压作用，逐渐转变为干酪根的过程。
石化是指干酪根在长时间的埋藏过程中，经过化学反应和结构改变，形成石油和天然气的过程。
干酪根的演化过程与化学反应密切相关。
在生物分解阶段，有机质中的蛋白质、核酸等生物聚合物会发生水解、氧化等反应，产生一些小分子有机物。
在成熟阶段，有机质中的腐殖质会发生裂解、脱氢等反应，生成石油和天然气的前体物质。
在石化阶段，干酪根中的有机质会发生裂解、聚合等反应，形成石油和天然气。
干酪根的演化过程还受到环境因素的影响。
温度、压力、埋藏深度等环境条件会影响干酪根的演化速度和产物类型。
高温和高压有利于干酪根的成熟和石化，但过高的温度和压力会导致有机质的热解和热裂，降低石油和天然气的产率。
埋藏深度越大，干酪根的演化程度越高，石油和天然气的含量也越高。
干酪根的演化对石油勘探和石油地质研究具有重要意义。
通过研究干酪根的化学成分和演化过程，可以了解地下沉积环境的特点，判断石油和天然气的形成条件和分布规律。
同时，干酪根中的有机质也是石油和天然气的主要来源，研究干酪根有助于预测石油和天然气资源的潜力和开发前景。
摘录：干酪根的介绍一、干酪根的定义及制备干酪根(Kerogen，曾译为油母)一词来源于希腊语Keros，指能生成油或蜡状物的有机质。
1912年Brown第一次提出该术语，表示苏格兰油页岩中有机物质，这些有机物质干馏时可产生类似石油的物质。
以后这一术语多用于代表油页岩和藻煤中有机物质，直到1960年以后才开始明确规定为代表不溶于有机溶剂的沉积有机质。
但不同学者的定义还是有着一定的差别。
Tissot 和Welte (1978)将干酪根定义为沉积岩中既不溶于含水的碱性溶剂，也不溶于普通有机溶剂的沉积岩中的有机组分，它泛指一切成油型、成煤型的有机物质，但不包括现代沉积物中的有机质（腐殖质）。
Hunt（1979）将干酪根定义为不溶于非氧化的酸、碱溶剂和有机溶剂的沉积岩中的分散有机质。
Durand（1980）认为，干酪根系指一切不溶于常用有机溶剂的沉积有机质，它既包括沉积物、也包括沉积岩中的有机质，既包括分散有机质，也包括富集有机质。
王启军（1984）的定义中去掉了Hunt定义中的“分散有机质”，但认为实际应用时，重点还是在古代沉积物和沉积岩中的分散有机质。
比较可以看出，关于干酪根定义的差别体现在以下三方面：（1）是否包括富集状态的有机质（如煤）（2）是否包括沉积物中的不溶有机质（3）是否限定为“不溶于非氧化的酸、碱溶剂”的有机质？关于第一点，由于富集状态的有机质也是生油气母质，而从后面的讨论中将可以看到，干酪根被视为是主要的产油气母质。
因此，本书认为，干酪根的定义中应该包括像煤这样的富集状态的有机质。
关于第二点，尽管沉积物中的腐殖质和沉积岩中的不溶有机质并没有一个严格的界线，沉积岩中也存在溶于酸碱的腐殖酸，表明腐殖质在演化过程中事实上延伸入沉积岩中，但由于油气基本上是由沉积岩中的有机质转化而成的，因而油气地球化学更为关注的对象是沉积岩而不是沉积物中的有机质。
因此，作为生油气母质的干酪根的定义应该反映这一点，即不包括沉积物中的有机质。
干酪根类型和生烃能力评价干酪根（Kerogen）一词最初被用来描述苏格兰油页岩中的有机质，它经蒸馏后能产出似蜡质的粘稠石油。
现在为人们所普遍接受的概念是：干酪根是沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机质。
与其相对应，岩石中可溶于有机溶剂的部分，称为沥青。
一、干酪根基本情况：（1）干酪根定义:为腊状有机物质。
是动植物遗骸(通常是藻类或木质植物)在地下深部被细菌分解，除去糖类、脂肪酸及氨基酸后残留下的不溶于有机溶剂的高分子聚合物。
除了含有碳、氢、氧之外，也含有氮和硫的化合物。
（2）干酪根来源石油及天然气来源于沉积有机质。
对生成石油及天然气的原始物质而言，以沉积物（岩）中的分散有机质为主。
沉积物（岩）中的沉积有机质经历了复杂的生物化学及化学变化，通过腐泥化及腐殖化过程形成干酪根，成为生成大量石油及天然气的先躯。
干酪根是沉积有机质的主体，约占总有机质的80%-90%，研究认为80%以上的石油烃是由干酪根转化而成。
干酪根的成分和结构复杂，是一种高分子聚合物，没有固定的结构表达式。
（3）干酪根成分:有固定的化学成分，主要由C、H、O和少量S、N组成，没有固定的分子式和结构模型。
Durand等对世界各地440个干酪根样品的元素分析结果表明，平均C占76.4%，H占6.3%，O占11.1%，三者共占93.8%，是干酪根的主要元素成分。
又称油母质、油母。
来源于希腊字keros，是蜡的意思。
1912年，布朗(A G Brown)首次用该术语表示苏格兰油页岩中的有机物质，它们经过蒸馏生成蜡状稠油。
以后的学者通常将干酪根与生油母质联系起来。
1980年，杜朗(B Durand)在《干酪根》一书中将其定义为：沉积物中不溶于常用有机溶剂的所有有机质，包括各种牌号的腐殖煤(泥炭、泥煤、烟煤、无烟煤)、藻煤、烛煤、地沥青类物质(天然沥青、沥青、焦油矿中的焦油)、近代沉积物和泥土中的有机质。
这个定义的内涵太广泛，于是将其简化为：干酪根是沉积物中的溶于非氧化的无机酸、碱和有机溶剂的一切有机质。
干酪根的名词解释干酪根，即干酪状有机质，是由于植被沉积和埋藏，在高温高压作用下经过干馏和热解而形成的天然有机物。
1. 干酪根的形成过程干酪根主要由植物残骸、藻类和微生物组成。
这些有机质在长时间的湿地环境下，被沉积于水底或河流下方的湖泊、海洋等地。
随着时间的推移，这些有机质逐渐被沉积物覆盖，与水和气体的接触不断减少，温度和压力慢慢升高。
同时，微生物的分解作用得到抑制，有机质逐渐干燥，形成干酪状有机质。
2. 干酪根的分类根据来源和成因的不同，干酪根可以分为三类：泥板状干酪根、木质干酪根和藻类干酪根。
- 泥板状干酪根：泥板状干酪根主要由植物残骸和微生物组成，一般形成于湖泊、河流和沿海地区。
这些植物残骸在湿地环境中逐渐沉积，受到压实和干燥的影响，形成致密的泥板状干酪根。
- 木质干酪根：木质干酪根是由木材沉积形成的，一般形成于河流区域。
当树木被水冲走并沉积在湖泊或海洋底部时，木材在压力和温度的作用下逐渐转化为木质干酪根。
- 藻类干酪根：藻类干酪根主要由古代藻类的残骸和微生物组成，形成于海洋环境中。
藻类干酪根主要包括二次寄主代、绿藻代和黄金藻代等，这些藻类在海洋中繁殖并逐渐沉积，形成藻类干酪根。
3. 干酪根的应用价值干酪根具有重要的经济和科学价值。
首先，干酪根是石油和天然气的重要原始有机物，通过其热解和转化，可以产生大量的石油和天然气。
其次，干酪根是研究地球演化历史和古气候变化的重要指示物，通过分析干酪根中的有机组分和同位素组成，科学家可以了解地球古代生物的多样性和环境演变过程。
此外，干酪根还具有一定的环境修复和土壤改良功能，可以提高土壤的质地和保水性，促进植物生长。
4. 干酪根的挑战和保护随着能源需求的增加和石油勘探的深入，对干酪根的需求也在增加。
然而，由于干酪根形成需要漫长的时间和特定的环境条件，其资源形成速度远远低于消耗速度。
这种不平衡导致了干酪根资源的稀缺性和可持续性问题。
因此，保护和合理利用干酪根资源成为当务之急。
摘录：干酪根的介绍一、干酪根的定义及制备干酪根(Kerogen，曾译为油母)一词来源于希腊语Keros，指能生成油或蜡状物的有机质。
1912年Brown第一次提出该术语，表示苏格兰油页岩中有机物质，这些有机物质干馏时可产生类似石油的物质。
以后这一术语多用于代表油页岩和藻煤中有机物质，直到1960年以后才开始明确规定为代表不溶于有机溶剂的沉积有机质。
但不同学者的定义还是有着一定的差别。
Tissot 和Welte (1978)将干酪根定义为沉积岩中既不溶于含水的碱性溶剂，也不溶于普通有机溶剂的沉积岩中的有机组分，它泛指一切成油型、成煤型的有机物质，但不包括现代沉积物中的有机质（腐殖质）。
Hunt（1979）将干酪根定义为不溶于非氧化的酸、碱溶剂和有机溶剂的沉积岩中的分散有机质。
Durand（1980）认为，干酪根系指一切不溶于常用有机溶剂的沉积有机质，它既包括沉积物、也包括沉积岩中的有机质，既包括分散有机质，也包括富集有机质。
王启军（1984）的定义中去掉了Hunt定义中的“分散有机质”，但认为实际应用时，重点还是在古代沉积物和沉积岩中的分散有机质。
比较可以看出，关于干酪根定义的差别体现在以下三方面：（1）是否包括富集状态的有机质（如煤）？（2）是否包括沉积物中的不溶有机质？（3）是否限定为“不溶于非氧化的酸、碱溶剂”的有机质？关于第一点，由于富集状态的有机质也是生油气母质，而从后面的讨论中将可以看到，干酪根被视为是主要的产油气母质。
因此，本书认为，干酪根的定义中应该包括像煤这样的富集状态的有机质。
关于第二点，尽管沉积物中的腐殖质和沉积岩中的不溶有机质并没有一个严格的界线，沉积岩中也存在溶于酸碱的腐殖酸，表明腐殖质在演化过程中事实上延伸入沉积岩中，但由于油气基本上是由沉积岩中的有机质转化而成的，因而油气地球化学更为关注的对象是沉积岩而不是沉积物中的有机质。
因此，作为生油气母质的干酪根的定义应该反映这一点，即不包括沉积物中的有机质。
关于第三点，由于在干酪根的制备过程中，需要用非氧化的酸、碱来除去无机矿物，因此，部分学者在干酪根的定义中加上了“不溶于非氧化的酸、碱溶剂”的限定。
事实上，沉积岩中的有机质要么归入可溶有机质（沥青），要么归入不溶有机质，不应该有第三种归宿。
否则的话，我们应该为溶于“非氧化的酸、碱”，但既不属于可溶有机质，也不属于不溶有机质的沉积有机质准备一个新的概念和定义。
也就是说，制备干酪根的操作流程，不应该被反映到干酪根定义的内涵当中。
因此，本书给出的干酪根定义是：泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。
干酪根是地球上有机碳的最重要形式，是沉积有机质中分布最广泛、数量最多的一类。
Tissot 等（1978）认为，在古代非储集岩中，例如页岩或细粒的石灰岩，干酪根占有机质的80～99%（图6-3-1）。
不过，我们认为，对生烃能力高（如氢指数>600mgHC/gC，氢指数的概念将在后面介绍）的有机质，这一估计比例可能偏高。
沉积岩中分散状态的干酪根，比富集状态的煤和储集层中的石油含量丰富1000倍，比非储集层中沥青和其它分散的石油丰富50倍。
图6-3-1 古代沉积岩中分散有机质的组成（据Tissot 和Welte，1978、1984）二、干酪根的组成及研究方法１、干酪根的显微组分组成从岩石中分离出来的干酪根一般是很细的粉末，颜色从灰褐到黑色，肉眼看不出形状、结构和组成。
但从显微镜下来看，它由两部分组成，一部分为具有一定的形态和结构特点的、能识别出其原始组分和来源的有机碎屑，如藻类、孢子、花粉和植物组织等，通常这只占干酪根的一小部分，而主要部分为多孔状、非晶质、无结构、无定形的基质，镜下多呈云雾状、无清晰的轮廓，是有机质经受较明显的改造后的产物。
显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分。
干酪根显微检验技术，包括自然光的反射光和透射光测定，紫外荧光和电子显微镜鉴定。
用显微检验技术，可以直接观察干酪根的有机显微组成，从而了解其生物来源。
显微镜透射光主要鉴定干酪根的透光色、形态和结构；反射光主要鉴定干酪根的反光色、形态、结构和突起；荧光主要鉴定干酪根在近紫外光激发下发射的荧光；电子显微镜用于研究干酪根的细微结构及其晶格成像。
将它们综合利用，可取得良好效果。
煤岩学者对煤的有机显微组成进行了长期深入的研究。
沉积岩中干酪根的有机显微组分研究是煤岩学中有机显微组分鉴定技术在干酪根鉴定中的应用。
表6-3-1为干酪根显微组分的分类方案。
其中，壳质组又称脂质组或类脂组，为化学稳定性强的部分组成，我国将其分为稳定组和腐泥组。
镜质组是由植物的茎、叶和木质纤维经凝胶化作用形成。
惰质组是由木质纤维经丝炭化作用形成。
表6-3-2为各种显微组分的光性特征。
表6-3-1干酪根的显微组分组成（涂建琪，1998）大类显微组分组显微组分母质来源水生生物腐泥组藻类体藻类腐泥无定形体藻类为主的低等水生生物动物有机组动物有机残体有孔虫、介形虫等的软体组织及笔石等的硬壳体陆壳质组树脂体来自高等植物的表皮组织、分泌物表6-3-2 干酪根显微组分的光学特征我国原石油工业部(1986)也提出了一个类似的分类（表6-3-3），该分类在石油地质中应用很广。
由于生产的需要，近年来干酪根显微组分的划分越来越详细，并试图与煤岩显微组分对比。
表6-3-3 干酪根显微组分分类（据原石油工业部，1986）目前，有机岩石学的发展趋势是综合采用各种观察方式，对全岩光片（不富集干酪根，直接将无机、有机部分一起制成光片）、干酪根光片及干酪根薄片对沉积岩中分散有机质进行详细研究．将干酪根与全岩显微组分的分类统一起来，采用同一分类术语，而且在分类中还考虑成熟度的影响。
需要注意的是，沉积岩中的干酪根几乎没有完全由单一的显微组分组成，常为多种显微组分的混合，只不过某种干酪根以某组显微组分为主。
在一般沉积岩中，紫外荧光和电子探针的结合应用中表明，大多数无定形有机物质埋藏浅时具有荧光。
在成熟度大体一致条件下，各显微组分的荧光强度近似反映了其生油潜能：藻质体和以藻和细菌为主形成的富氢无定形生油潜能最大；壳质体及部分富氢无定形次之；镜质组及贫氢无定形生油潜能差，以生气为主；惰质组生油气潜能极低。
2、干酪根的元素组成干酪根是一种复杂的高分子缩聚物，它不同于一般纯的有机化合物，因此没有固定的化学组成，只有一定的组成范围。
干酪根元素分析表明，它主要由C、H、O和少量的S、N五种元素组成，其中含碳量为70～85％，氢3～11％，氧3～24％，氮<2%，硫含量较少。
但不同来源的干酪根元素组成有所不同，源于水生生物、富含类脂组的干酪根相对富氢贫氧。
与原油的平均元素组成（C、H、O分别约为84％、13％、2％）相比，干酪根明显贫氢富氧。
由此不难理解，相对富氢贫氧的干酪根将会生成更多的石油。
因此，干酪根的元素组成成为后面划分干酪根类型，判断其生油气能力的重要指标。
大量实际分析资料表明，干酪根中各元素含量的变化既与干酪根的来源和成因有关，也与干酪根的演化（向油气的转化）程度密切相关。
这将在以后详述。
3、干酪根的基团组成物质分子中的基团在连续红外光照射下，可吸收振动频率相同的红外光，形成该分子特有的红外光谱（参见第三章）。
用红外光谱仪测定的干酪根红外光谱可用来研究其基团组成及含量。
用红外光谱参数（谱带强度或吸光度比）可方便地用以确定不同干酪根的性质和类型。
图6-3-2为干酪根典型红外光谱图。
表6-3-4为各基团的红外光谱主要吸收频率及所反映的振动特征。
红外吸收带的位置和相对强度，是干酪根中化学基团组成、相对丰度和键合性质的反映。
可以看出，干酪根中主要由脂族结构、芳香结构和杂原子（主要是O）结构三类基团组成。
不同类型干酪根的红外光谱图，它们的谱带非常类似。
其中，以脂族基团含量高的干酪根产烃能力较高。
这三类基团相对含量的多少既受干酪根来源和成因的影响，也受干酪根演化程度的影响，也是以后判别干酪根类型和演化程度的重要指标之一。
图6-3-2 干酪根（Ⅱ型）的典型红外图谱（据Tissot和Welte，1979、1984）显然，Ⅰ型和Ⅱ型干酪根的红外光谱图与Ⅲ型相比，反映饱和烃结构的谱带将较强，而后者的芳烃结构谱带较强。
虽然不同类型干酪根的红外光谱相似，但有关吸收性却存在明显差异。
生油潜能大的富氢富脂肪链的干酪根在红外光谱上烷基吸收峰高，而含氧基团峰低；生油潜能小的干酪根则含氧基团吸收峰高芳基高，而烷基峰低。
因此，应用不同红外参数来表征这些差异，可划分干酪根类型。
不同类型和成熟度的干酪根，其生油、生气能力是不同的。
红外光谱参数不仅能反映干酪根的组成和类型，也能表征其演化及成熟度。
同一类型干酪根的红外光谱随成熟度增高，首先含氧基团及其吸收峰减少，接着烷基及其吸收峰减少。
4、干酪根的碳同位素组成干酪根的碳同位素组成，取决于它的生物先质的同位素组成以及发生在干酪根形成和演化过程中的同位素分馏。
碳有三个同位素，即12C、13C和14C，其中前两个是稳定碳同位素，14C为放射性同位素，其半衰期短，可用于测定第四纪年龄，通常用于考古学而较少用于解决石油地质中的问题。
12C、13C在石油地质中的应用日益广泛，主要用于研究油气成因和油气源。
稳定碳同位素12C和13C的相对丰度平均为：12C－98.892，13C－1.108。
它们的相对丰度是变化的，其原因在于同位素之间化学和物理性质的微小差异而发生同位素效应，进而产生同位素分馏作用。
表6-3-4 有机官能团的红外光谱特征基团类型主要吸收频带（cm-1）反映的基团振动特征代表符号烷基类型（反映类脂化合物的丰度，是形成油气的主29302860脂肪链的甲基（-CH3）、次甲基（CH2）官能团的伸缩振动Kal 1455 -CH2、-CH3的不对称弯曲振动K1455 1375 -CH3的对称弯曲振动K1375要组成）720 脂肪链-(CH2)n-（n>4）的C-C骨架振动K720芳基类型（反映芳烃含量及缩聚程度）1630～1600 芳核中C=C伸缩振动K1630870810750芳环CH的面外变形振动Karo含氧、氮、硫杂原子基团类型（反映杂原子含量）3600～3200 -OH的伸缩振动KOH 3500～3100 -NH2、-NH伸缩振动2600～2500 -SH伸缩振动1710 羰基、羧基的C=O的伸缩振动K1710 1650～1560 -NH2的变形振动1600～1500 -NO2的不对称伸缩振动1300～1250 -NO2的对称伸缩振动1220～1040 S=O的对称伸缩振动1100～1000 芳基、烷基中醚C-O、-C-O-C-伸缩振动K1100稳定碳同位素相对丰度的度量可以用12C/13C比值表示，而习惯上以δ13C表示：式中（13C/12C）样品——待测样品的13C与12C比值；（13C/12C）标准——标准样品的13C与12C比值。
