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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