地质大分子结构中包裹烃类的迁移演化特征及其地球化学意义

Geological macromolecules are able to adsorb/occlude some other small molecules so that macromolecular structures can effectively protect the occluded components. This protection reduces the transformative effects of later geochemical processes, thus preserving the earlier organic geochemical information contained in these components. Recently research concerning this topic showed that at the latter stage the macromolecules may not only inherit occluded components of the earlier ones, but also occluded new molecules from the cracking of earlier macromolecule. It is significant to study the evolution of occluded hydrocarbons during evolution process of kerogen→asphaltene→solid bitumen for comprehensive evaluation of high evolution sedimentary organic matter. .This project is aimed to investigate evolution characterization of occluded components in geological macromolecules by simulation experiments of kerogen pyrolysis to generate asphaltene and asphaltene form bitumen. The simulation experiments contain kerogen thermal pyrolysis under high temperature in semi-open system and asphaltene pyrolysis in closed golden tube system. The latter ones mainly simulate maturation, biological degradation and physiochemical reactions between hydrocarbon, water and rocks to study the factors influencing the evolution of occluded components. And concerning the kerogen, asphaltene and solid bitumen from the same sources collected from geological section, evolution characterization of occluded hydrocarbons and its geochemical significance were discussed.

地质大分子结构中普遍存在吸附/包裹现象，其包裹组分因得到大分子骨架保护而保存有早期地球化学信息。随着大分子形态的演变，晚期地质大分子既继承了早期大分子包裹的成分，同时也可能含有与早期裂解相关的组分，因而包裹组分具有特殊的演化过程。在干酪根→沥青质→固体沥青的演化过程中，研究包裹烃类随着大分子形态变化而演化的特征对于高演化沉积有机质的综合评价具有重要意义。.本项目从油气演化过程出发，主要通过实验模拟干酪根降解形成原油、原油演化成固体沥青的过程来探讨地质大分子包裹组分的迁移演化特征。研究在半开放体系下干酪根热降解形成沥青质的过程中包裹烃类的迁移演化特征；在不同体系下沥青质演化成固体沥青的过程中，研究熟化作用、烃/水/岩相互作用及生物降解作用等因素对包裹烃类迁移演化过程的影响。针对具有明确亲缘关系的干酪根、沥青质和固体沥青等地质样品，展开实际地质条件下包裹烃类迁移演化特征及其地球化学应用研究。

地质大分子结构中普遍存在吸附/包裹现象，在干酪根→沥青质→固体沥青的演化过程中，研究包裹烃类随着大分子形态变化而演化的特征对于高演化沉积有机质的综合评价具有重要意义。本项目工作针对地质大分子结构中包裹烃类的迁移演化特征及其地球化学意义开展了系统的研究，依照项目设计的研究内容，主要在以下几个层面开展了实验研究和用讨论：（1）实验模拟研究了干酪根吸附/包裹烃类的热演化特征，发现干酪根分子结构中吸附/包裹组分的演化均受到温度的控制，但是高过成熟阶段的干酪根吸附组分很难准确评价烃源岩演化特征，而包裹组分仍可望应用于其地球化学评价；（2）对比研究干酪根及其实验降解沥青质的吸附/包裹烃类的地球化学特征，并结合前期关于地质大分子吸附/包裹的烃类组成及其碳同位素特征，发现晚期地质大分子的包裹组分不但继承了早期地质大分子包裹的组分，还包含有晚期地质大分子裂解相关的成分，且具有不同于吸附组分的特殊演化过程。开展吸附/包裹组分随着地质大分子形态的演变而演化的特征研究，对于缺失可溶组分有机质的地球化学评价、油（沥青）-源对比、原油的成藏演化以及高演化沉积有机质的综合评价等方面都具有重要意义；（3）利用地质大分子吸附/包裹烃类的研究手段，研究了三塘湖盆地芦草沟组干酪根吸附和包裹组分中不同系列长链含氧有机物（脂肪醛、脂肪酮、脂肪酸甲酯等）的组成及其单体碳同位素特征，进而揭示了不同系列长链含氧有机物之间的成因联系及其对该地区来自于芦草沟组的低熟油藏具有重要贡献。.依托该基金项目的资助，目前已在Organic Geochemistry和Energy & Fuels期刊上发表了3篇国际SCI论文（均为第一标注）；按照项目设计完成了预期的研究内容、达到了预期的研究目标。