干酪根

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。

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。

干酪根制备流程1原理干酪根分离采用化学、物理的方法，除去岩石中的无机矿物及氯仿可溶有机质，使其他有机质富集。

2仪器和设备2．1反应装置：耐氢氟酸腐蚀的材料制成。

2．2加热搅拌装置：可加热至约90℃，转速可调。

2．3离心机：最高转速不低于4 000 r/min，配带体积约400 mL、50 mL、10 mL 的离心管。

2．4电热干燥箱：最高温度不低于200℃。

2．5电冰箱：冷冻温度低于-5℃。

2．6超声波清洗器或振荡器：输出功率250 W。

2．7高温炉：温控1 000℃±20℃。

2．8分析天平：分辨率0.1 mg。

2．9玛瑙研钵：直径约8 cm。

2．10坩埚：耐1 000℃高温。

2．11密封式化验制样粉碎机。

2．12标准检验筛：0.18 mm、0.5 mm、1.0 mm。

2．13天平：分辨率0.5 g，最大称量500 g。

2．14密度计：相对密度测量范围在1.00 g/mL～2.50 g/mL。

3试剂和材料3．1盐酸：化学纯，配成约1 mol/L、6 mol/L、8 mol/L的溶液。

3．2氢氟酸：化学纯。

3．3冰醋酸：化学纯。

3．4无砷锌粒：分析纯。

3．5氯仿：分析纯。

3．6硝酸银：分析纯，配成1％溶液。

3．7氧氧化钠：分析纯，配成0.5 mol/L溶液。

3．8重液：相对密度d420为2.0 g/mL～2.1 g/mL的有关溶液。

3．9 PH试纸：PH1～PHl2。

4样品制备4．1岩样分离干酪根的岩样，其有机碳含量应符合表1规定。

表1 分离干酪根的岩样有机碳含量4．2碎样岩样经粗碎、缩分后，依据干酪根用途再细碎为粗粒级及细粒级两种岩样。

两种岩样粒径应符合表2规定。

表2细碎岩样的粒级和粒径4．3取样量为保证测试项目所需干酪根的数量，根据岩石中有机碳的含量，按表3确定取样量。

有机碳含最较低时，可适当增加取样量。

经氯仿抽提后的细粒级岩石样品取样量按本条执行。

表3取样量5步骤5．1前处理称取一定量岩样，放人酸反应容器中，用蒸馏水浸泡，使岩样中的泥质充分膨胀，2 h～4 h后除去上部清液。

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。

沉积岩中干酪根的提取一、实验目的学习干酪根的分离方法，了解干酪根纯度鉴定方法。

二、实验原理干酪根为Kerogen的音译，系指存在于沉积岩中小溶于酸碱溶液和普通有机溶剂的有机质，是典型的生油母质。

干酪根是由杂原子键、脂肪键和芳香片缩合形成的大分子聚合物，在沉积岩中普遍存在。

通常采用化学和物理方法，除去岩石中无机物和可溶有机质，最后使干酪根与无机矿物分离。

三、实验设备与试剂1．仪器：酸反应器，离心机，电热干燥箱，马福炉，电热磁力搅拌器，水壶，水浴锅2．试剂；盐酸，氢氟酸，纯净水，二氯甲烷、甲醇。

四、实验步骤1．对原岩进行粉碎至100目，200g左右。

将样品放置烘箱干燥，45摄氏度24小时。

称取样品100g左右。

装入瓶中。

每个样品做两份。

2．配置盐酸溶液，盐酸与纯净水体积1:1配制。

配制时，注意盐酸加入水中。

3.将样品放入放入酸反应器中，用滴管加入盐酸，边加入边搅拌，一直到加到无气泡产生。

倒入盐酸，约350-400ml（大概酸反应器的2/3左右），在80o C 下搅4-6小时，除去碳酸盐（每20-30min搅拌一次）。

若碳酸盐含量高，需补加盐酸。

一直反应到无气泡产生为止，此时上清液为淡黄色至无色。

将上清液倒入盛有大量水的水桶中（视情况，若浑浊，先离心）。

4，用水壶煮纯净水。

用热水清洗样品，搅拌，放入离心机中离心4min，倒去上清液。

这样反复清洗，共6次。

离心机使用方法：接上电源，打开电源开关，调时18min，调至5档，待离心机启动稳定调至9档，在9档保持4min，调至0档，待1000转以下，方可打开。

离心前要保证对称瓶质量一样（用天平称量）。

5，重复3,4共3次，直至上清液为淡黄或无色。

6，向上述所得样品加入1/3体积的盐酸（注意是上述配好的1:1盐酸），放200-250ml的HF酸，注意在通风厨内操作，带上绿皮手套及实验服（HF酸具有很强的腐蚀性）。

15min中搅拌一次，一次20几下。

在80o C煮？小时，每次煮完用开水清洗后离心，参照3,4步。