第1章 生物的化學(xué)組成及沉積有機(jī)質(zhì)

1、 1 1、生物的進(jìn)化、生物的進(jìn)化 從異養(yǎng)生物從異養(yǎng)生物(heterotroph)到自養(yǎng)生物到自養(yǎng)生物(autotroph) 和從無氧呼吸到有氧呼吸的進(jìn)化和從無氧呼吸到有氧呼吸的進(jìn)化 從原核生物到真核生物、從無性生殖到有性生殖的進(jìn)化從原核生物到真核生物、從無性生殖到有性生殖的進(jìn)化 動(dòng)植物的分化：最早的動(dòng)物出現(xiàn)在動(dòng)植物的分化：最早的動(dòng)物出現(xiàn)在1000Ma前前 奧陶紀(jì)，陸地淡水出現(xiàn)原始魚形動(dòng)物；奧陶紀(jì)，陸地淡水出現(xiàn)原始魚形動(dòng)物； 志留紀(jì)，陸生高等植物；泥盆紀(jì)，陸生植物大規(guī)模繁殖志留紀(jì)，陸生高等植物；泥盆紀(jì)，陸生植物大規(guī)模繁殖 人類的起源：開始了生命史的最輝煌的篇章人類的起源：開始了生命史的最輝煌的篇

2、章 2612622 666OOHCOHCO 光光 葉綠素葉綠素 通過葉綠素和取之不盡的太陽能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物通過葉綠素和取之不盡的太陽能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物 有氧呼吸比無氧有氧呼吸比無氧 （發(fā)酵）呼吸的（發(fā)酵）呼吸的 效率高效率高19倍，提倍，提 高了生物新陳代高了生物新陳代 謝的效能。謝的效能。 簡單簡單復(fù)雜復(fù)雜單一單一多樣多樣高級(jí)高級(jí)低級(jí)低級(jí) 這是生物區(qū)系這是生物區(qū)系 和生態(tài)系統(tǒng)的和生態(tài)系統(tǒng)的 最大演化。從最大演化。從 此確立了生物此確立了生物 三極系統(tǒng)（動(dòng)、三極系統(tǒng)（動(dòng)、 植、菌）。植、菌）。 進(jìn)入古生代，進(jìn)入古生代， 動(dòng)植物化石劇動(dòng)植物化石劇 增達(dá)增達(dá)1200種。種。

3、這是生物這是生物 從簡單到從簡單到 復(fù)雜的轉(zhuǎn)復(fù)雜的轉(zhuǎn) 折點(diǎn)。一折點(diǎn)。一 切高等多切高等多 細(xì)胞生物細(xì)胞生物 都以真核都以真核 細(xì)胞為基細(xì)胞為基 本單元。本單元。 有性生殖有性生殖 的出現(xiàn)，的出現(xiàn)， 大大提高大大提高 了生物的了生物的 變異性和變異性和 適應(yīng)性。適應(yīng)性。 2 2、地史時(shí)期的沉積有機(jī)質(zhì)來源地史時(shí)期的沉積有機(jī)質(zhì)來源 浮游植物（浮游植物（phytoplankton）：）：可能是有機(jī)質(zhì)的第一來源可能是有機(jī)質(zhì)的第一來源 高等植物：高等植物：提供的有機(jī)質(zhì)與細(xì)菌相當(dāng)提供的有機(jī)質(zhì)與細(xì)菌相當(dāng) 細(xì)菌：細(xì)菌：可能是有機(jī)質(zhì)的第二大來源可能是有機(jī)質(zhì)的第二大來源 浮游動(dòng)物（浮游動(dòng)物（ZooplanktonZ

4、ooplankton） ：浮游動(dòng)物為主的浮游動(dòng)物為主的 低等水生生物是有機(jī)質(zhì)的重要來源低等水生生物是有機(jī)質(zhì)的重要來源 陸地高等植物始于志留紀(jì)。陸地高等植物始于志留紀(jì)。 中泥盆世經(jīng)歷了一個(gè)爆炸性中泥盆世經(jīng)歷了一個(gè)爆炸性 的發(fā)展，到晚石炭世，以蕨的發(fā)展，到晚石炭世，以蕨 類植物為主的陸生植物群達(dá)類植物為主的陸生植物群達(dá) 到高峰，形成世界第一大成到高峰，形成世界第一大成 煤期，晚二疊世煤期，晚二疊世早白堊世稱早白堊世稱 為為“裸子植物裸子植物”時(shí)代，以后時(shí)代，以后 迅速進(jìn)入迅速進(jìn)入“被子植物被子植物”時(shí)代時(shí)代 適應(yīng)性強(qiáng)的被子植物的繁適應(yīng)性強(qiáng)的被子植物的繁 衍是植物界最重要的變革。衍是植物界最重要的變

5、革。 寒武紀(jì)以后，寒武紀(jì)以后， 以浮游動(dòng)物以浮游動(dòng)物 為主的低等為主的低等 水生動(dòng)物才水生動(dòng)物才 成為重要的成為重要的 有機(jī)質(zhì)來源。有機(jī)質(zhì)來源。 而高動(dòng)物提而高動(dòng)物提 供有機(jī)質(zhì)始供有機(jī)質(zhì)始 終非常有限。終非常有限。 以浮游植物為以浮游植物為 食，因而浮游食，因而浮游 動(dòng)物高產(chǎn)期往動(dòng)物高產(chǎn)期往 往緊接浮游植往緊接浮游植 物高產(chǎn)期而出物高產(chǎn)期而出 現(xiàn)?，F(xiàn)。 在生理方在生理方 面具有巨面具有巨 大的應(yīng)變大的應(yīng)變 性，存在性，存在 于生命的于生命的 整個(gè)地史整個(gè)地史 時(shí)期，并時(shí)期，并 遍及生物遍及生物 圈的任何圈的任何 地方。地方。 浮游植物的浮游植物的 4 4個(gè)高產(chǎn)期：個(gè)高產(chǎn)期： 前寒武紀(jì)晚前寒武紀(jì)

6、晚 期期-早泥盆世，早泥盆世， 盛產(chǎn)具有機(jī)盛產(chǎn)具有機(jī) 壁的生物。壁的生物。 晚古新世晚古新世-始始 新世。新世。 中新世達(dá)到中新世達(dá)到 高峰，其它高峰，其它 時(shí)期產(chǎn)量較時(shí)期產(chǎn)量較 低。低。 晚侏羅世晚侏羅世-白白 堊紀(jì)，盛產(chǎn)堊紀(jì)，盛產(chǎn) 鈣質(zhì)、硅質(zhì)鈣質(zhì)、硅質(zhì) 浮游生物。浮游生物。 第第 三三 紀(jì)紀(jì) 晚第三紀(jì)晚第三紀(jì) 早第三紀(jì)早第三紀(jì) 上新世上新世 中新世中新世 漸新世漸新世 始新世始新世 古新世古新世 在地質(zhì)歷史中，化石浮游植物群和總浮游植物群豐度變化在地質(zhì)歷史中，化石浮游植物群和總浮游植物群豐度變化 藍(lán)藍(lán) 綠綠 藻藻 綠綠 藻藻 陸地植物的演化過程陸地植物的演化過程 細(xì)菌細(xì)菌 藍(lán)綠藻藍(lán)綠藻 鞭

7、毛蟲或其它單細(xì)胞生物鞭毛蟲或其它單細(xì)胞生物 霉菌霉菌 有機(jī)圈及有機(jī)碳的地化循環(huán)有機(jī)圈及有機(jī)碳的地化循環(huán) 有機(jī)圈有機(jī)圈 指地球上古今生物指地球上古今生物 以及生物為來源的以及生物為來源的 有機(jī)物分布、演變有機(jī)物分布、演變 的空間。的空間。 生物圈生物圈 指地球上活的生物指地球上活的生物 分布、發(fā)育的空間。分布、發(fā)育的空間。 有機(jī)圈的范圍大于生物圈有機(jī)圈的范圍大于生物圈 所有有機(jī)物都是碳化物，研究所有有機(jī)物都是碳化物，研究 有機(jī)物的演化過程，一定意義有機(jī)物的演化過程，一定意義 上就是研究碳的演化、分布和上就是研究碳的演化、分布和 循環(huán)的過程。循環(huán)的過程。 交交 換換 庫庫 有有 機(jī)機(jī) 圈圈 巖石圈

8、巖石圈 生物圈生物圈 儲(chǔ)儲(chǔ) 存存 庫庫 在有機(jī)圈中有機(jī)碳循環(huán)示意圖在有機(jī)圈中有機(jī)碳循環(huán)示意圖 石油、天然氣石油、天然氣 變質(zhì)沉積巖變質(zhì)沉積巖 中的有機(jī)質(zhì)中的有機(jī)質(zhì) 沉積巖中的有機(jī)沉積巖中的有機(jī) 物、煤、干酪根等物、煤、干酪根等 土壤、沉積物中有機(jī)物；出土壤、沉積物中有機(jī)物；出 露、開采至地表的有機(jī)物露、開采至地表的有機(jī)物 死亡的死亡的 動(dòng)植物細(xì)菌動(dòng)植物細(xì)菌 動(dòng)物動(dòng)物 光合作用光合作用 植物和細(xì)菌植物和細(xì)菌 CO2 二氧化碳的循環(huán)過程和途徑（Tissot， 1978） 生物體是沉積有機(jī)質(zhì)的原始母質(zhì)生物體是沉積有機(jī)質(zhì)的原始母質(zhì) 生生 物物 植物 動(dòng)物 微生物 生生 物物 體體 生生 物物 化化 學(xué)

9、學(xué) 組組 成成 主要主要 次次 要要 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂類脂類 碳水化合物碳水化合物 核酸核酸 酶酶 木質(zhì)素木質(zhì)素 色素色素 維生素維生素 丹寧與樹脂丹寧與樹脂 碳水化合物碳水化合物又稱糖類。分子通式又稱糖類。分子通式Cn(H2O)n。 它是含多羥基的醛類或酮類以及由它們聚合而成的高分子它是含多羥基的醛類或酮類以及由它們聚合而成的高分子 化合物。其基本的組成單元為：葡萄糖。化合物。其基本的組成單元為：葡萄糖。 碳水化合物是分布極廣的有機(jī)物，是光合作用的產(chǎn)物，它碳水化合物是分布極廣的有機(jī)物，是光合作用的產(chǎn)物，它 將太陽能儲(chǔ)存于生物體內(nèi)，將太陽能儲(chǔ)存于生物體內(nèi)，為為生物的生命活動(dòng)提供了基本生物的生命

10、活動(dòng)提供了基本 能量能量，構(gòu)成某些動(dòng)植物的支撐組織。構(gòu)成某些動(dòng)植物的支撐組織。 動(dòng)物動(dòng)物 糖糖 細(xì)菌細(xì)菌 植物植物 糖占干重的糖占干重的80% 糖占干重的糖占干重的1030% 動(dòng)物器官：糖占干重的動(dòng)物器官：糖占干重的2% )( D 葡萄糖構(gòu)型 OHOH OHOH OHOH HOHO H H H H H H H H H H O O CHCH2 2OHOH 糖糖 單糖單糖 低聚糖低聚糖 (210單糖分子單糖分子) 多糖多糖 （10個(gè)以上）個(gè)以上） 地地 球球 化化 學(xué)學(xué) 意意 義義 單糖單糖 低聚糖低聚糖 多糖多糖 易溶于水，地質(zhì)體易溶于水，地質(zhì)體 中保存甚微。中保存甚微。 上千個(gè)單糖以糖苷鍵上千

11、個(gè)單糖以糖苷鍵 的形式相連成高聚體。的形式相連成高聚體。 不易溶于水。不易溶于水。 植物的骨架植物的骨架（半）纖維素（半）纖維素 最具地球化學(xué)意義最具地球化學(xué)意義 昆蟲的甲殼、植物的樹膠等昆蟲的甲殼、植物的樹膠等 植物儲(chǔ)存的養(yǎng)分植物儲(chǔ)存的養(yǎng)分淀粉淀粉 動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存的養(yǎng)分動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存的養(yǎng)分糖原糖原 纖維素是一種復(fù)雜的多糖，其分子纖維素是一種復(fù)雜的多糖，其分子 量在量在50000400000之間。占植物界之間。占植物界 含碳量的含碳量的50%以上。棉花（以上。棉花（90%以上）以上） 幾丁質(zhì)幾丁質(zhì)甲殼質(zhì)甲殼質(zhì) 纖維素不溶于水。纖維素不溶于水。 葡萄糖葡萄糖 酸、微生物酶酸、微生物酶 作用發(fā)生水解作

12、用發(fā)生水解 Cx(H2O)y 纖維素纖維素 纖維素糊精纖維素糊精 纖維式糖纖維式糖 水解水解 水解水解 水解水解 纖纖 維維 素素 OHOH OHOH OHOH HOHO H H H H H H H H H H O O CHCH2 2OHOH 葡萄糖葡萄糖 淀粉的結(jié)構(gòu)淀粉的結(jié)構(gòu) 糖糖 單糖單糖 低聚糖低聚糖 (210單糖分子單糖分子) 多糖多糖 （10個(gè)以上）個(gè)以上） 地地 球球 化化 學(xué)學(xué) 意意 義義 單糖單糖 低聚糖低聚糖 多糖多糖 易溶于水，地質(zhì)體中易溶于水，地質(zhì)體中 保存甚微。保存甚微。 上千個(gè)單糖以糖苷鍵上千個(gè)單糖以糖苷鍵 的形式相連成高聚體。的形式相連成高聚體。 不易溶于水。不易溶

13、于水。 植物的骨架植物的骨架（半）纖維素（半）纖維素 最具地球化學(xué)意義最具地球化學(xué)意義 多糖多糖 昆蟲的甲殼、植物的樹膠等昆蟲的甲殼、植物的樹膠等 植物儲(chǔ)存的養(yǎng)分植物儲(chǔ)存的養(yǎng)分淀粉淀粉 動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存的養(yǎng)分動(dòng)物體內(nèi)儲(chǔ)存的養(yǎng)分糖原糖原 纖維素是一種復(fù)雜的多糖，其分子纖維素是一種復(fù)雜的多糖，其分子 量在量在50000400000之間。占植物界之間。占植物界 含碳量的含碳量的50%以上。棉花（以上。棉花（90%以上）以上） 幾丁質(zhì)幾丁質(zhì)甲殼質(zhì)甲殼質(zhì) 纖維素不溶于水。纖維素不溶于水。 葡萄糖葡萄糖 酸、微生物酶酸、微生物酶 作用發(fā)生水解作用發(fā)生水解 Cx(H2O)y 動(dòng)物和植物支撐組織中的大分子碳水化合

14、物動(dòng)物和植物支撐組織中的大分子碳水化合物 衍生物衍生物( (即纖維素、果膠、藻酸和幾丁質(zhì)即纖維素、果膠、藻酸和幾丁質(zhì)) ) OH-基 分分 子子 量量 小小 大大 幾丁質(zhì)幾丁質(zhì) 藻酸藻酸 果膠果膠 纖維素纖維素 CH2OH CH2OH + HO-C-C15H31 CH2OH O CHO-C-C15H31+H2O O CH2O-C-C15H31 O CH2O-C-C15H31 O 甘油甘油棕櫚酸棕櫚酸脂肪脂肪 動(dòng)植物的中油脂是最重要的脂類。動(dòng)植物的中油脂是最重要的脂類。 油脂大量分布于動(dòng)物的皮下組織、植物的油脂大量分布于動(dòng)物的皮下組織、植物的 孢子、種子合果實(shí)中。細(xì)菌和藻類也含有孢子、種子合果實(shí)

15、中。細(xì)菌和藻類也含有 豐富的脂類。豐富的脂類。 脂類是構(gòu)脂類是構(gòu) 成生物膜成生物膜 的重要物的重要物 質(zhì)，并為質(zhì)，并為 機(jī)體的新機(jī)體的新 陳代謝提陳代謝提 供必要的供必要的 能量。能量。 瀝青和烴類也具有瀝青和烴類也具有 脂類的特點(diǎn)，因此脂類的特點(diǎn)，因此 有人將其歸入脂類有人將其歸入脂類 注意注意 特點(diǎn)特點(diǎn) 不溶于水不溶于水 易溶于乙醚、易溶于乙醚、 氯仿、苯等低極性氯仿、苯等低極性 的有機(jī)溶劑的有機(jī)溶劑 脂類脂類 脂類脂類 化合物化合物 類脂類脂 化合物化合物 油溶性染料、萜烯類化合物、油溶性染料、萜烯類化合物、 甾化合物類及磷脂等甾化合物類及磷脂等 脂肪、植物油、高級(jí)脂肪酸蠟、脂肪、植物油

16、、高級(jí)脂肪酸蠟、 脂肪酸、醇類及天然蠟等脂肪酸、醇類及天然蠟等 真脂真脂 地地 球球 化化 學(xué)學(xué) 意意 義義 脂類脂類脂類酸脂類酸 脂肪脂肪 不穩(wěn)定，不穩(wěn)定， 水解成水解成 脂肪酸脂肪酸 脂肪酸脂肪酸 穩(wěn)定，低穩(wěn)定，低 溫缺氧環(huán)溫缺氧環(huán) 境易保存境易保存 動(dòng)物動(dòng)物 植物植物 土壤土壤 沉積巖沉積巖 沉積物沉積物 地下水地下水 分布分布 細(xì)菌細(xì)菌 脂類酸脂類酸 飽和脂類酸飽和脂類酸 不飽和不飽和 脂類酸脂類酸 硬脂酸硬脂酸 軟脂酸軟脂酸 油酸油酸 亞油酸亞油酸 （1） 脂肪酸脂肪酸 多數(shù)鏈長多數(shù)鏈長1420個(gè)個(gè) 碳原子，均為偶數(shù)碳原子，均為偶數(shù) 不飽和脂類酸的熔點(diǎn)比同等不飽和脂類酸的熔點(diǎn)比同等

17、鏈長的飽和脂類酸熔點(diǎn)低鏈長的飽和脂類酸熔點(diǎn)低 高等植物、藻類和低溫生活的高等植物、藻類和低溫生活的 動(dòng)物中，不飽和脂肪酸的含量高動(dòng)物中，不飽和脂肪酸的含量高 于飽和脂肪酸于飽和脂肪酸 油油不飽和脂類酸含量較高的甘油酯不飽和脂類酸含量較高的甘油酯 在常溫下呈液態(tài)，稱為油（在常溫下呈液態(tài)，稱為油（oil） 脂脂飽和脂類酸含量較高的酯飽和脂類酸含量較高的酯 在常溫下呈固態(tài)，稱為脂（在常溫下呈固態(tài)，稱為脂（fat） 高等植物中不飽和脂肪酸約占脂肪酸的高等植物中不飽和脂肪酸約占脂肪酸的78% 藻類不飽和脂肪酸約占脂肪酸的藻類不飽和脂肪酸約占脂肪酸的73%88% 魚類飽和脂肪酸約占脂肪酸總量的魚類飽和脂肪

18、酸約占脂肪酸總量的66% 不同種類的生物含有不同種類的生物含有 不同類型的脂肪酸不同類型的脂肪酸 植物植物1622、 16、18為主為主 藻類藻類16、 18為主為主 動(dòng)物動(dòng)物16、18 、 14為主為主 細(xì)菌所含的脂肪酸種類細(xì)菌所含的脂肪酸種類 比高等動(dòng)植物少的多比高等動(dòng)植物少的多 在植物類脂中還廣泛存在植物類脂中還廣泛存 在一些含量少的脂肪酸在一些含量少的脂肪酸 如如6、8、10、22、24烷酸；烷酸； 16：1、16：3、20：4、20：6等烯烴等烯烴 碳數(shù)碳數(shù) 蠟是不溶于水蠟是不溶于水 的固體，它是的固體，它是 高級(jí)脂肪酸與高級(jí)脂肪酸與 高級(jí)一元醇或高級(jí)一元醇或 甾醇形成的脂，甾醇形成

19、的脂， 包括長鏈烷烴包括長鏈烷烴 名稱名稱分子式分子式 蟲蠟蟲蠟C25H51COOC26H53 蜂蠟蜂蠟C15H31COOC30H61 鯨蠟鯨蠟C15H31COOC16H33 巴西棕櫚蠟巴西棕櫚蠟C25H51COOC30H61 蠟是原油中高蠟是原油中高 碳數(shù)正構(gòu)烷烴碳數(shù)正構(gòu)烷烴 的主要來源的主要來源 O O RC （高級(jí)脂肪酸）（高級(jí)脂肪酸） （甾醇）（甾醇） 蠟的結(jié)構(gòu)蠟的結(jié)構(gòu) （2） 蠟蠟 在皮膚、羽毛、在皮膚、羽毛、 樹葉、果實(shí)表樹葉、果實(shí)表 面以及昆蟲的面以及昆蟲的 外骨骼，外骨骼，防止防止 水分過度蒸發(fā)。水分過度蒸發(fā)。 （3 ）萜類化合物）萜類化合物 生物合成的一個(gè)重生物合成的一個(gè)重

20、要方式就是要方式就是異戊異戊 二烯單元的聚合二烯單元的聚合 反應(yīng)。反應(yīng)。 凡是含有成倍的凡是含有成倍的C C5 5 單元的天然生物產(chǎn)單元的天然生物產(chǎn) 物，通常就是整數(shù)物，通常就是整數(shù) 個(gè)異戊二烯單元的個(gè)異戊二烯單元的 連接。連接。 異戊二烯單元中因?yàn)榇嬖诠曹楇p鍵，可以異戊二烯單元中因?yàn)榇嬖诠曹楇p鍵，可以 連接成環(huán)狀，形成種類繁多的化合物。連接成環(huán)狀，形成種類繁多的化合物。 異戊二烯單元構(gòu)成異戊二烯單元構(gòu)成 的天然環(huán)狀單萜的天然環(huán)狀單萜 CHCH H H3 3C CCHCH3 3 異戊二烯單元異戊二烯單元 H H3 3C C H H C CH H2 2 C C H H2 2C C C C 單萜單

21、萜2 2個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C10 10 倍半萜倍半萜3 3個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C15 15 雙萜雙萜4 4個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C20 20 二倍半萜二倍半萜5 5個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C25 25 三萜三萜6 6個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C30 30 四萜四萜8 8個(gè)異戊二烯單元個(gè)異戊二烯單元C C40 40 根據(jù)根據(jù)異戊二烯異戊二烯單元的數(shù)目對萜類的分類單元的數(shù)目對萜類的分類 環(huán)狀的萜：雙環(huán)、三環(huán)、五環(huán)等環(huán)狀的萜：雙環(huán)、三環(huán)、五環(huán)等 單萜主要出現(xiàn)在高等植物香精油中的單萜單萜主要出現(xiàn)在高等植物香精油中的單萜 檸檬油、松節(jié)油、樟腦中有豐富的單

22、萜。檸檬油、松節(jié)油、樟腦中有豐富的單萜。 單萜為揮發(fā)性物質(zhì)不易保存在地質(zhì)體中。單萜為揮發(fā)性物質(zhì)不易保存在地質(zhì)體中。 玫瑰油玫瑰油 香葉烯香葉烯香茅醇香茅醇 非蘭醛非蘭醛香芹酮香芹酮 萜品烯萜品烯 法呢醇結(jié)構(gòu)法呢醇結(jié)構(gòu) 鏈狀，單環(huán)和雙環(huán)的倍半萜廣泛存在與高等植物中。鏈狀，單環(huán)和雙環(huán)的倍半萜廣泛存在與高等植物中。 如鏈狀的法呢醇就含在玫瑰油，茉莉花油中。如鏈狀的法呢醇就含在玫瑰油，茉莉花油中。 倍半萜：倍半萜： 高等植物中普遍生物化學(xué)成分高等植物中普遍生物化學(xué)成分 葉綠素的側(cè)基葉綠素的側(cè)基 植物的樹脂植物的樹脂 葉綠醇葉綠醇 松香酸松香酸 COOH 幾種重要的雙萜幾種重要的雙萜 海松酸海松酸 CO

23、OH HO 三萜類是環(huán)狀異戊二烯類中非常重要的一類。三萜類是環(huán)狀異戊二烯類中非常重要的一類。 大部分三萜類為五環(huán)化合物，有的是大部分三萜類為五環(huán)化合物，有的是五個(gè)六元環(huán)五個(gè)六元環(huán)， 有的是四個(gè)五元環(huán)和一個(gè)六元環(huán)。它們共同的生化先質(zhì)體有的是四個(gè)五元環(huán)和一個(gè)六元環(huán)。它們共同的生化先質(zhì)體 是自然界中廣泛分布的是自然界中廣泛分布的角鯊烯角鯊烯。酵母、鯊魚肝油中都含有。酵母、鯊魚肝油中都含有。 C30H50 絕絕 大大 部部 分分 都都 分分 布布 在在 高高 等等 植植 物物 中中 角鯊烯及其衍生物的重要五環(huán)三萜類角鯊烯及其衍生物的重要五環(huán)三萜類 角鯊烯角鯊烯 奧利烷型奧利烷型 烏索烷型烏索烷型羽扇烷

24、型羽扇烷型 甾族化合甾族化合 物前生物前生 C30四膜蟲醇（原生動(dòng)物）四膜蟲醇（原生動(dòng)物） 伽碼蠟烷系列伽碼蠟烷系列 活有機(jī)體中主要的三萜是化石三萜類的質(zhì)體活有機(jī)體中主要的三萜是化石三萜類的質(zhì)體 四萜四萜 是重要的色素是重要的色素 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 含有較長的含有較長的 碳碳碳碳共軛雙鍵共軛雙鍵 體系，在鏈端有一體系，在鏈端有一 個(gè)或兩個(gè)六元環(huán)。個(gè)或兩個(gè)六元環(huán)。 多帶由黃至紅的多帶由黃至紅的 顏色，葫蘿卜素、顏色，葫蘿卜素、 番茄紅素、和葉番茄紅素、和葉 黃素。它們廣泛黃素。它們廣泛 分布于植物的葉、分布于植物的葉、 花、果實(shí)中，動(dòng)物花、果實(shí)中，動(dòng)物 的乳汁和脂肪中也的乳汁和脂肪中也 有。有。 幾

25、種重要的四萜幾種重要的四萜 葉黃素葉黃素 番茄紅素番茄紅素 胡胡蘿蘿卜卜素素 胡胡蘿蘿卜卜素素 （4） 甾族化合物甾族化合物 又稱為類固醇化合物又稱為類固醇化合物 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 含有一個(gè)由含有一個(gè)由4 4個(gè)環(huán)組成個(gè)環(huán)組成 環(huán)戊稠全氫化菲（甾環(huán)）。環(huán)戊稠全氫化菲（甾環(huán)）。 這類化合物在這類化合物在A A、B B 環(huán)之間和環(huán)之間和C C、D D環(huán)之間環(huán)之間 都有一個(gè)甲基（都有一個(gè)甲基（ R R1 1，R R 2 2） 角甲基角甲基 烷基側(cè)鏈烷基側(cè)鏈 甾族化合物的甾族化合物的4 4個(gè)環(huán)，兩兩個(gè)環(huán)，兩兩 之間可以順位或反位稠合。之間可以順位或反位稠合。 環(huán)上有取代基時(shí)，還可以環(huán)上有取代基時(shí)，還可以 產(chǎn)

26、生新的手征碳原子。產(chǎn)生新的手征碳原子。 因此，甾族化合物立體異因此，甾族化合物立體異 構(gòu)體很多，立體化學(xué)十分構(gòu)體很多，立體化學(xué)十分 復(fù)雜。復(fù)雜。 R1 R3 R2 A C B D 甾族化合物骨架平面圖甾族化合物骨架平面圖 AB CD AB CD A B C D CH3 CH3 R 4 3 2 1 1514 12 11 8 7 6 5 17 16 10 13 9 C、D反式反式 R CH3 CH3 A B C D A、B順式順式 甾族化合物構(gòu)型甾族化合物構(gòu)型 A A、B B反式反式A、B順式順式 為鍵指向紙內(nèi) 為鍵指向紙外 反式為膽甾烷構(gòu)型反式為膽甾烷構(gòu)型 順式為糞甾烷構(gòu)型順式為糞甾烷構(gòu)型 型型

27、 5 型型 5 自然界的甾烷自然界的甾烷B與與C 都是反式稠合；都是反式稠合；C與與D 大多是反位。大多是反位。 型型 14 型型 14 C、D順式順式 甾族化合物的結(jié)構(gòu)分類甾族化合物的結(jié)構(gòu)分類 甾醇甾醇 甾族甾族 激素激素 膽汁酸膽汁酸 天然甾醇在天然甾醇在C3位上位上 含有羥基含有羥基 D環(huán)上帶烷基側(cè)鏈環(huán)上帶烷基側(cè)鏈R3 甾族甾族 生物鹼生物鹼 C27，膽甾醇（動(dòng)物、植物），膽甾醇（動(dòng)物、植物） （5） 生物烴生物烴 烴烴 開鏈烴開鏈烴 閉鏈烴閉鏈烴 二烯烴二烯烴 烯烴烯烴 烷烴烷烴 炔烴炔烴 脂肪烴脂肪烴 環(huán)烴環(huán)烴 芳烴芳烴 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 異構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴 正構(gòu)烷烴正構(gòu)烷烴 碳原子連接碳

28、原子連接 成閉合的碳環(huán)成閉合的碳環(huán) 生物烴生物烴 異戊二烯烴異戊二烯烴支鏈烷烴和烯烴支鏈烷烴和烯烴直鏈烷烴直鏈烷烴 芳香烴芳香烴 一般指頭尾一般指頭尾 規(guī)則相連的規(guī)則相連的 開鏈飽和異開鏈飽和異 戊二烯烴戊二烯烴 生物合成的正生物合成的正 構(gòu)烷烴具有明構(gòu)烷烴具有明 顯的奇偶優(yōu)勢顯的奇偶優(yōu)勢 生物烴的一個(gè)特征生物烴的一個(gè)特征 是異構(gòu)烴中主要為是異構(gòu)烴中主要為 2-2-甲基異構(gòu)烷烴和甲基異構(gòu)烷烴和 3-3-甲基反異構(gòu)烴，甲基反異構(gòu)烴， 兩者總和可達(dá)石蠟兩者總和可達(dá)石蠟 烴的烴的303040%40%。 高等植物：碳數(shù)多為高等植物：碳數(shù)多為 25253131，具奇偶優(yōu)勢；，具奇偶優(yōu)勢； 微生物：碳數(shù)多

29、為微生物：碳數(shù)多為 20203030，無奇偶優(yōu)勢。，無奇偶優(yōu)勢。 海相浮游植物含烯烴海相浮游植物含烯烴 超過飽和烴，碳數(shù)為超過飽和烴，碳數(shù)為 151521 21 ，淡水藻以，淡水藻以 C C29 29、 、C C31 31、 、C C33 33烴為主。 烴為主。 烴類中芳烴烴類中芳烴 僅次于烷烴僅次于烷烴 生物體類別生物體類別脂類干重（脂類干重（%）烴干重（烴干重（%） 陸地植物葉陸地植物葉1150.0410 水邊草類水邊草類120.010.07 浮游植物浮游植物4280.010.5 浮游動(dòng)物浮游動(dòng)物3570.011 細(xì)菌細(xì)菌6350.013 不同生物體內(nèi)脂類和烴含量不同生物體內(nèi)脂類和烴含量

30、C15 C16 C18 C19 C20 在古代沉積物和原油中規(guī)則異戊間在古代沉積物和原油中規(guī)則異戊間 二烯化合物烴類的主要分子二烯化合物烴類的主要分子 頭頭頭連接型頭連接型 尾尾尾連接型尾連接型 葡萄藻烷（叢粒藻烷）葡萄藻烷（叢粒藻烷） 褐藻褐藻 褐藻和綠藻褐藻和綠藻 浮游生物浮游生物 沉積的浮沉積的浮 游生物游生物 大麥大麥 玉米玉米 藻類和某些高等植物的正構(gòu)烷烴分布圖藻類和某些高等植物的正構(gòu)烷烴分布圖 后峰型原油飽和烴色譜特征后峰型原油飽和烴色譜特征 前峰型原油飽和烴色譜特征前峰型原油飽和烴色譜特征 雙峰型原油飽和烴色譜特征雙峰型原油飽和烴色譜特征 昌斜昌斜312井井 原油原油 孔二段孔二

31、段 1700m 昌昌64-3井井 孔二段孔二段 原油原油 昌昌67(4)-3井孔二段原油井孔二段原油昌昌16井孔二段井孔二段 原油原油 3666.003673.00m 昌昌1井井 孔二段孔二段 3520.03538.0m昌昌67(1)-2井井 孔二段孔二段 原油原油 濰北凹陷孔店組原油飽和烴色譜圖 Pr Ph Pr Ph nC17nC17 nC16 nC17 nC17 nC16 Pr Ph Pr Ph Pr Ph Ph Ph 陸源植物陸源植物 細(xì)菌細(xì)菌 海藻海藻 每個(gè)分子的碳原子數(shù)每個(gè)分子的碳原子數(shù) 不同成因正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布圖不同成因正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布圖 0 03030202010104040

32、碳碳 數(shù)數(shù) 碳碳 數(shù)數(shù)碳碳 數(shù)數(shù)碳碳 數(shù)數(shù) 碳碳 數(shù)數(shù)碳碳 數(shù)數(shù) 低成熟烴源巖正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布特征低成熟烴源巖正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布特征 峰峰 值值 峰峰 值值 峰峰 值值 峰峰 值值 峰峰 值值 峰峰 值值 芳芳 烴烴 烴類中芳烴僅次于烷烴烴類中芳烴僅次于烷烴 芳烴的碳?xì)浔却笥谕闊N芳烴的碳?xì)浔却笥谕闊N 生物體中生物體中木質(zhì)素木質(zhì)素、丹寧丹寧含有含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，含有含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)， 甾萜類、樹脂、色素化合物中也存在芳環(huán)。甾萜類、樹脂、色素化合物中也存在芳環(huán)。 游離的芳烴生物體中極為罕見游離的芳烴生物體中極為罕見 幾種常見的聚環(huán)芳烴幾種常見的聚環(huán)芳烴 萘萘蒽蒽 菲菲螢蒽螢蒽 芘芘 北 屈屈 匹匹 (pi)

33、 （6） 樹樹 脂脂 樹脂是萜類的混合物，分子量大小從樹脂是萜類的混合物，分子量大小從C C15 15倍半萜 倍半萜C C40 40的四萜， 的四萜， 主要為雙萜和三萜的衍生物主要為雙萜和三萜的衍生物 天然樹脂中的主要成分天然樹脂中的主要成分 貝殼松酸貝殼松酸信息酸信息酸 松香酸松香酸 COOH COOH COOHCOOH 生生 物物 植物 動(dòng)物 微生物 生生 物物 體體 生生 物物 化化 學(xué)學(xué) 組組 成成 主要主要 次次 要要 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂類脂類 碳水化合物碳水化合物 核酸核酸 酶酶 木質(zhì)素木質(zhì)素 色素色素 維生素維生素 丹寧與樹脂丹寧與樹脂 借肽鍵首尾相連而成借肽鍵首尾相連而成 分子量

34、：分子量：6000600010000001000000以上，含氮量平均以上，含氮量平均16%16%。 分子量分子量60006000以下稱之為肽。以下稱之為肽。 蛋白質(zhì)分解后可形成氨基酸，氨基酸對石油的形成有一定的意義。蛋白質(zhì)分解后可形成氨基酸，氨基酸對石油的形成有一定的意義。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖 N HH H R1 N NN R3R2R4 HH N H HH H C O C C CC O C O C C O 氨基酸氨基酸 氨基氨基 羧基羧基 氨基酸是既包含有酸基又包含有堿基的兩性物質(zhì)。氨基酸是既包含有酸基又包含有堿基的兩性物質(zhì)。 穩(wěn)定性高，熔點(diǎn)穩(wěn)定性高，熔點(diǎn)20020030030

35、0度。氨基酸同時(shí)脫去氨基和羧基就能形成烴類。度。氨基酸同時(shí)脫去氨基和羧基就能形成烴類。 這些烴類大部分為這些烴類大部分為C C1 1C C7 7。 烴烴 氨基酸分子結(jié)構(gòu)圖氨基酸分子結(jié)構(gòu)圖 氨氨基基丁丁酸酸 氨氨基基丁丁酸酸 氨氨基基丁丁酸酸 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH COOH COOH COOH CH2 H NH2 NH2 NH2 CHCH2 NH2 COOH C R 堿基氨基酸：氨基堿基氨基酸：氨基 羧基羧基 酸基氨基酸：氨基酸基氨基酸：氨基 羧基羧基 酶酶 酶蛋白結(jié)構(gòu)同蛋白質(zhì)相似。酶蛋白結(jié)構(gòu)同蛋白質(zhì)相似。 酶是是生物催化劑酶是是生物催化劑 酶的作用具有高度專一性，一種酶

36、只對一酶的作用具有高度專一性，一種酶只對一 類或一種特定的物質(zhì)作用類或一種特定的物質(zhì)作用 微生物通過酶起作用，對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行改造。微生物通過酶起作用，對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行改造。 酶催化反應(yīng)的速度比酶催化反應(yīng)的速度比 非催化反應(yīng)高非催化反應(yīng)高10108 8101020 20倍 倍 一般在常溫、一般在常溫、 常壓和中酸堿常壓和中酸堿 性條件下進(jìn)行性條件下進(jìn)行 反應(yīng)。條件改反應(yīng)。條件改 變就失去活性。變就失去活性。 需要量少，需要量少， 催化效率高，催化效率高， 可以降低反可以降低反 應(yīng)的活化能，應(yīng)的活化能， 使反應(yīng)速率使反應(yīng)速率 加大。加大。 主要由氨基主要由氨基 酸組成，并酸組成，并 非所有的蛋非所有的蛋

37、 白質(zhì)都是酶，白質(zhì)都是酶， 只有具有催只有具有催 化作用的蛋化作用的蛋 白質(zhì)才能稱白質(zhì)才能稱 為酶。為酶。 生物體是沉積有機(jī)質(zhì)的原始母質(zhì)。生物體是沉積有機(jī)質(zhì)的原始母質(zhì)。 生生 物物 植物 動(dòng)物 微生物 生生 物物 體體 生生 物物 化化 學(xué)學(xué) 組組 成成 主要主要 次次 要要 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂類脂類 碳水化合物碳水化合物 核酸核酸 酶酶 木質(zhì)素木質(zhì)素 色素色素 維生素維生素 丹寧與樹脂丹寧與樹脂 木質(zhì)素是植物細(xì)胞木質(zhì)素是植物細(xì)胞 壁的主要成分，它壁的主要成分，它 包圍著纖維素并充包圍著纖維素并充 填其間隙形成了支填其間隙形成了支 撐組織。撐組織。 功能：功能： 木質(zhì)素在植木質(zhì)素在植 物組織中具

38、物組織中具 有增強(qiáng)細(xì)胞有增強(qiáng)細(xì)胞 壁，粘合纖壁，粘合纖 維的作用。維的作用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 木質(zhì)素性質(zhì)木質(zhì)素性質(zhì) 十分穩(wěn)定，十分穩(wěn)定， 不易水解，不易水解， 但可被氧化但可被氧化 成芳香酸和成芳香酸和 脂肪酸。在脂肪酸。在 缺氧水體中，缺氧水體中， 在水和微生在水和微生 物的作用下，物的作用下， 木質(zhì)素分解，木質(zhì)素分解， 與其它化合與其它化合 物生成腐殖物生成腐殖 質(zhì)。質(zhì)。 芳香族植物醇芳香族植物醇 木質(zhì)素分子木質(zhì)素分子 （的一部分）（的一部分） 脫水縮合脫水縮合 松柏醇松柏醇 芥子醇芥子醇 對香豆醇對香豆醇 兩者都具有芳香結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)兩者都具有芳香結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 丹寧的組成和特點(diǎn)介于木質(zhì)素和纖維素

39、之間，丹寧的組成和特點(diǎn)介于木質(zhì)素和纖維素之間， 主要出現(xiàn)在高等植物中。藻類含少量丹寧。主要出現(xiàn)在高等植物中。藻類含少量丹寧。 丹寧的主要單元，五倍子酸和鞣花酸的結(jié)構(gòu)丹寧的主要單元，五倍子酸和鞣花酸的結(jié)構(gòu) 丹寧主要丹寧主要 出現(xiàn)在高出現(xiàn)在高 等植物中。等植物中。 例如，紅例如，紅 樹科樹皮樹科樹皮 中丹寧含中丹寧含 量達(dá)量達(dá) 2158%。 樹葉達(dá)樹葉達(dá) 6.5%。 丹寧的組丹寧的組 成和性質(zhì)成和性質(zhì) 接介于木接介于木 質(zhì)素和纖質(zhì)素和纖 維素之間。維素之間。 主要有幾主要有幾 種羥基芳種羥基芳 香酸如五香酸如五 倍子酸、倍子酸、 鞣花酸的鞣花酸的 衍生物縮衍生物縮 合而成。合而成。 沉積有機(jī)質(zhì)中芳

40、烴的主要來源，成煤的重要有機(jī)組分。沉積有機(jī)質(zhì)中芳烴的主要來源，成煤的重要有機(jī)組分。 五倍子酸五倍子酸 鞣花酸鞣花酸 COOH O HO OH OH OH OH HO OH O O O 葉綠素葉綠素 血紅素血紅素 葫蘿卜素、葉黃素等葫蘿卜素、葉黃素等 Fe 沉積物中未見有葉綠素沉積物中未見有葉綠素a a分布，只有葉綠素分布，只有葉綠素b b（脫鎂）（脫鎂） Mg 通過其連接吡咯通過其連接吡咯 環(huán)形成卟吩核環(huán)形成卟吩核 核 葉黃素葉黃素 番茄紅素番茄紅素 胡胡蘿蘿卜卜素素 胡胡蘿蘿卜卜素素 C CH HO ON NH/CH/CO/CO/C 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)53.053.07.07.023.023.01

41、6.016.01.581.580.330.33 纖維素纖維素44.444.46.26.249.449.41.681.680.830.83 木質(zhì)素木質(zhì)素62.062.06.26.231.931.91.181.180.390.39 脂肪脂肪77.577.512.012.010.510.51.861.860.100.10 蠟質(zhì)蠟質(zhì)81.081.013.513.55.55.52.002.000.050.05 角質(zhì)角質(zhì)61.561.59.19.129.429.41.78(1.4)1.78(1.4)0.36(0.2)0.36(0.2) 樹脂樹脂80.080.011.511.59.09.01.731.730

42、.080.08 孢粉質(zhì)孢粉質(zhì)59.359.38.28.232.532.51.661.660.41(0.3)0.41(0.3) 色素色素76768.48.49.19.11.331.330.090.09 丹寧丹寧51.351.34.34.344.444.41.011.010.650.65 藻類、浮游生物藻類、浮游生物68.068.09.89.820202.22.21.731.730.220.22 細(xì)菌、酵母細(xì)菌、酵母50.050.06.76.712.430.512.430.512.412.41.611.610.190.460.190.46 浮游動(dòng)物浮游動(dòng)物57.057.08.58.533.033.

43、01.791.790.430.43 陸生植物陸生植物54.054.06.06.037.037.02.752.751.331.330.510.51 植物木質(zhì)部植物木質(zhì)部50.050.06.06.044.044.01.441.440.660.66 泥炭泥炭55556.56.536.036.02.52.51.411.410.490.49 褐煤褐煤68686.06.024.024.02 21.051.050.260.26 煙煤煙煤88884.54.56.56.51 10.610.610.060.06 無煙煤無煙煤93933.53.53 30.50.50.440.440.0160.016 石油石油848

44、413.013.02 20.50.51.841.840.0040.004 油頁巖油頁巖6785678571371321721703031.251.751.251.750.020.200.020.20 藻煤藻煤76.976.910.410.47.67.61.51.51.611.610.070.07 平均元素組成平均元素組成 1 2 3 生物的平均組成生物的平均組成 沉沉 積積 有有 機(jī)機(jī) 質(zhì)質(zhì) 來來 源源 的的 生生 物物 種種 類類 水盆內(nèi)水生生物來源水盆內(nèi)水生生物來源 水盆外陸源高等植物來源水盆外陸源高等植物來源 混合來源混合來源 有有 機(jī)機(jī) 質(zhì)質(zhì) 主主 要要 來來 源源 影響沉積有機(jī)質(zhì)影響

45、沉積有機(jī)質(zhì) 豐度的主要因素豐度的主要因素 水體環(huán)境的物理參數(shù)水體環(huán)境的物理參數(shù) 是指沉積物和有機(jī)是指沉積物和有機(jī) 質(zhì)從中降落的沉積介質(zhì)從中降落的沉積介 質(zhì)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的物質(zhì)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的物 理環(huán)境。理環(huán)境。 水流速水流速 粘土礦物與有機(jī)粘土礦物與有機(jī) 質(zhì)的絮凝作用質(zhì)的絮凝作用 水體深度與浪基面深度水體深度與浪基面深度 沉積速度與沉降速度沉積速度與沉降速度 上圖表明上圖表明： （1 1）顆粒被侵蝕的始動(dòng)流速大于搬運(yùn)流速；）顆粒被侵蝕的始動(dòng)流速大于搬運(yùn)流速； （2 2）無粘著力無渦流的情況下，搬運(yùn)粒度大小與流速成正比；）無粘著力無渦流的情況下，搬運(yùn)粒度大小與流速成正比； （3 3）粉砂、粘土、分散

46、有機(jī)質(zhì)顆粒的始運(yùn)流速與沉積臨界流速相差很大。）粉砂、粘土、分散有機(jī)質(zhì)顆粒的始運(yùn)流速與沉積臨界流速相差很大。 均一物質(zhì)的侵蝕曲線與沉積作用曲線均一物質(zhì)的侵蝕曲線與沉積作用曲線 沉積作用 作 運(yùn) 搬 用 侵蝕作用 沉積物顆粒的搬運(yùn)方式沉積物顆粒的搬運(yùn)方式 C C 滾動(dòng)搬運(yùn)滾動(dòng)搬運(yùn) B B 跳躍搬運(yùn)跳躍搬運(yùn) A A 懸浮搬運(yùn)懸浮搬運(yùn) 水流方向水流方向 氧化氧化還原電位還原電位 （Eh） 酸堿度（酸堿度（PH） 鹽度：水的鹽度是其鹽度：水的鹽度是其 中所溶解的固體物質(zhì)中所溶解的固體物質(zhì) 的質(zhì)量百分比。的質(zhì)量百分比。 溫度影響許多礦物溫度影響許多礦物 和氣體的溶解度，和氣體的溶解度， 故對化學(xué)沉淀有故對

47、化學(xué)沉淀有 重大影響。重大影響。 溫度與蒸發(fā)作用對鹽類礦物的沉積有特殊作用，溫度與蒸發(fā)作用對鹽類礦物的沉積有特殊作用， 鈣、鎂、硫酸鹽及鉀、鈉的碳酸鹽、氯化物等，鈣、鎂、硫酸鹽及鉀、鈉的碳酸鹽、氯化物等， 都需要一定的封閉環(huán)境、氣候炎熱干燥、蒸發(fā)都需要一定的封閉環(huán)境、氣候炎熱干燥、蒸發(fā) 作用強(qiáng)烈的水盆中才能形成。淺海碳酸鹽沉積作用強(qiáng)烈的水盆中才能形成。淺海碳酸鹽沉積 主要分布在北緯及南緯主要分布在北緯及南緯2030度的溫暖氣候區(qū)。度的溫暖氣候區(qū)。 現(xiàn)代鮞粒巖和海灘巖水溫標(biāo)準(zhǔn)為現(xiàn)代鮞粒巖和海灘巖水溫標(biāo)準(zhǔn)為1530度。生物礁度。生物礁 生活在大于生活在大于18度的熱帶海洋中。度的熱帶海洋中。 正常

48、海水含有質(zhì)量正常海水含有質(zhì)量35/1000的可溶物，其含氯量為的可溶物，其含氯量為 19.4/1000。盆地內(nèi)鹽度的大小對有機(jī)質(zhì)的保存有關(guān)。盆地內(nèi)鹽度的大小對有機(jī)質(zhì)的保存有關(guān)。 有機(jī)質(zhì)的來源與鹽度有關(guān)。（圖有機(jī)質(zhì)的來源與鹽度有關(guān)。（圖2-5） PH=7 （中性介質(zhì)）（中性介質(zhì)） ， PH 7 （堿性介質(zhì)）。（堿性介質(zhì)）。水介質(zhì)是決定某些水介質(zhì)是決定某些 礦物會(huì)沉淀下來的一個(gè)重要原因。（圖礦物會(huì)沉淀下來的一個(gè)重要原因。（圖2-4） Eh=0為中性為中性, Eh0為氧化環(huán)境為氧化環(huán)境, Eh0為還原環(huán)境對氧化還原極為為還原環(huán)境對氧化還原極為 敏感的是價(jià)元素（敏感的是價(jià)元素（Fe,Mn等）。常用的標(biāo)

49、志是含鐵自生礦物：等）。常用的標(biāo)志是含鐵自生礦物： 褐鐵礦褐鐵礦赤鐵礦赤鐵礦海綠石海綠石鱗綠泥石鱗綠泥石磷鐵礦磷鐵礦白鐵礦和黃鐵礦白鐵礦和黃鐵礦 氧化氧化還原還原 PH Eh 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)等有機(jī)質(zhì)等 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 有機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì) 在不同的在不同的Eh-pHEh-pH值條件下礦物值條件下礦物 -0.3 0.0 0.1 7.08.0 生物的耐鹽性與鹽度的關(guān)系生物的耐鹽性與鹽度的關(guān)系 提供有機(jī)質(zhì)的來源提供有機(jī)質(zhì)的來源 改變沉積環(huán)境改變沉積環(huán)境 加速沉積過程加速沉積過程 消耗、改造有機(jī)質(zhì)消耗、改造有機(jī)質(zhì) 生物既是沉積有機(jī)質(zhì)的提供者，又是

50、影響有機(jī)質(zhì)和沉積物沉積的生物既是沉積有機(jī)質(zhì)的提供者，又是影響有機(jī)質(zhì)和沉積物沉積的 重要環(huán)境因素，生物至少有以下幾方面的影響：重要環(huán)境因素，生物至少有以下幾方面的影響： 生物高的出產(chǎn)率，提供大量的有機(jī)質(zhì)來源。生物高的出產(chǎn)率，提供大量的有機(jī)質(zhì)來源。 珊瑚、苔蘚蟲、放射蟲、顆石藻等。珊瑚、苔蘚蟲、放射蟲、顆石藻等。 生物活動(dòng)引起生物活動(dòng)引起CO2的變化可以影響碳酸鹽的沉淀和溶解的變化可以影響碳酸鹽的沉淀和溶解 搬運(yùn)。特別重要的是生物消耗氧氣的呼吸作用和部分搬運(yùn)。特別重要的是生物消耗氧氣的呼吸作用和部分 有機(jī)質(zhì)分解消耗氧氣、生成大量有機(jī)質(zhì)分解消耗氧氣、生成大量CO2、 H2S、NH3、 CH4 等氣體

51、，造成下部水體和沉積物的缺氧還原作用，等氣體，造成下部水體和沉積物的缺氧還原作用， 有機(jī)質(zhì)的保存創(chuàng)造了條件。有機(jī)質(zhì)的保存創(chuàng)造了條件。 有機(jī)質(zhì)與粘土的絮凝作用，既是物理過程，又是生化過程。有機(jī)質(zhì)與粘土的絮凝作用，既是物理過程，又是生化過程。 沉積有機(jī)質(zhì)以溶解的形式和微粒的形式存在于水盆中，可沉積有機(jī)質(zhì)以溶解的形式和微粒的形式存在于水盆中，可 通過黏土礦物和碳酸鹽顆粒產(chǎn)生絮凝作用或通過動(dòng)物形成通過黏土礦物和碳酸鹽顆粒產(chǎn)生絮凝作用或通過動(dòng)物形成 糞粒作用，大大加速有機(jī)質(zhì)、黏土、碳酸鹽礦物的沉積。糞粒作用，大大加速有機(jī)質(zhì)、黏土、碳酸鹽礦物的沉積。 生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者和還原者都是以生物有機(jī)質(zhì)為食。生態(tài)系

52、統(tǒng)中的消費(fèi)者和還原者都是以生物有機(jī)質(zhì)為食。 特別是細(xì)菌，既大量消耗各種有機(jī)質(zhì)，本身又提供了特別是細(xì)菌，既大量消耗各種有機(jī)質(zhì)，本身又提供了 更富類脂物的有機(jī)質(zhì)更富類脂物的有機(jī)質(zhì)。 四、不同環(huán)境中的沉積特征四、不同環(huán)境中的沉積特征 1 1）海洋環(huán)境的有機(jī)質(zhì)沉積）海洋環(huán)境的有機(jī)質(zhì)沉積 （1）沉積場所大；）沉積場所大； （2）遠(yuǎn)洋水域有機(jī)質(zhì)來源單一）遠(yuǎn)洋水域有機(jī)質(zhì)來源單一 ； （3）有機(jī)質(zhì)的有利沉積條件：表層生物產(chǎn)量高、下層）有機(jī)質(zhì)的有利沉積條件：表層生物產(chǎn)量高、下層 缺氧還原、持續(xù)較快沉積、絮凝作用加速沉積；缺氧還原、持續(xù)較快沉積、絮凝作用加速沉積； （4）高能帶（濱海）不利于有機(jī)質(zhì)沉積保存）高能帶

53、（濱海）不利于有機(jī)質(zhì)沉積保存 ； （5）大陸架是海洋內(nèi)有機(jī)質(zhì)的主要沉積區(qū)）大陸架是海洋內(nèi)有機(jī)質(zhì)的主要沉積區(qū) ； （6）遠(yuǎn)洋盆地是生物鈣、硅質(zhì)豐富沉積區(qū)和有機(jī)質(zhì)）遠(yuǎn)洋盆地是生物鈣、硅質(zhì)豐富沉積區(qū)和有機(jī)質(zhì) 貧乏沉積區(qū)；貧乏沉積區(qū)； （7） “堰塞堰塞”小洋盆和毗鄰大陸架的深海盆是有機(jī)質(zhì)小洋盆和毗鄰大陸架的深海盆是有機(jī)質(zhì) 重要的沉積區(qū)。重要的沉積區(qū)。 浮游植物浮游植物(藻類藻類)和浮游動(dòng)物和浮游動(dòng)物 細(xì)菌細(xì)菌 高等植物高等植物( (較高進(jìn)化階段較高進(jìn)化階段) ) 高等植物高等植物(較低進(jìn)化階段較低進(jìn)化階段) 地質(zhì)歷史時(shí)期水介質(zhì)環(huán)境中地質(zhì)歷史時(shí)期水介質(zhì)環(huán)境中 有機(jī)物質(zhì)的天然組合有機(jī)物質(zhì)的天然組合 斜坡

54、斜坡 水水 海平面海平面 陸棚沉積物陸棚沉積物 地質(zhì)有史期間有機(jī)物質(zhì)的主要天然組合地質(zhì)有史期間有機(jī)物質(zhì)的主要天然組合寒武寒武- -志留紀(jì)志留紀(jì)泥盆泥盆- -侏羅紀(jì)侏羅紀(jì)白堊紀(jì)白堊紀(jì)- -近代近代 細(xì)菌細(xì)菌, ,藻類和浮游動(dòng)物藻類和浮游動(dòng)物+ 高等高等 植物植物 降解降解, ,部分氧化部分氧化, ,由微生物再加工由微生物再加工0 0+ + 很少到適中的變化很少到適中的變化0 0+ +(+(三角洲三角洲, ,大陸邊緣大陸邊緣) ) 在黑海中生命物體的組成與每年的產(chǎn)量在黑海中生命物體的組成與每年的產(chǎn)量 有機(jī)體類型有機(jī)體類型生命體，干重（生命體，干重（103t）年產(chǎn)量，干重（年產(chǎn)量，干重（103t）

55、浮游植物浮游植物650200000 細(xì)菌細(xì)菌32080000 浮游動(dòng)物浮游動(dòng)物50015000 水底動(dòng)物水底動(dòng)物450018000 水底植物水底植物375375 魚魚1800900 近近20002000年來黑海中有機(jī)碳估算。大約有機(jī)碳總輸入量的年來黑海中有機(jī)碳估算。大約有機(jī)碳總輸入量的4%4%固定在沉積巖中固定在沉積巖中 有機(jī)質(zhì)的來源有機(jī)質(zhì)的來源 有機(jī)質(zhì)的歸宿有機(jī)質(zhì)的歸宿 100 80 5 10 3 2 5 碳的進(jìn)入用碳的進(jìn)入用 g碳 碳/ m2 /a表示 表示 4 黑海中有機(jī)質(zhì)的歸宿黑海中有機(jī)質(zhì)的歸宿 黑海中有機(jī)質(zhì)的來源黑海中有機(jī)質(zhì)的來源 4 現(xiàn)代碳酸鹽巖沉積與兩個(gè)因素有關(guān)：現(xiàn)代碳酸鹽巖沉積

56、與兩個(gè)因素有關(guān)： 1 1 碎屑相對少；碎屑相對少；2 2 生物產(chǎn)率高生物產(chǎn)率高 此碳酸鹽巖的此碳酸鹽巖的9 9個(gè)準(zhǔn)相，有有機(jī)地球個(gè)準(zhǔn)相，有有機(jī)地球 化學(xué)家采用化學(xué)家采用 標(biāo)準(zhǔn)相帶圖標(biāo)準(zhǔn)相帶圖 生生 物物 群群 顏色顏色 巖巖 性性 相相 和和 一一 般般 環(huán)環(huán) 境境 相號(hào)相號(hào) 橫剖橫剖 面圖面圖 加利福尼亞波爾德蘭盆地中砂（實(shí)線箭頭）和加利福尼亞波爾德蘭盆地中砂（實(shí)線箭頭）和 泥（虛線箭頭）的來源、路徑和搬運(yùn)模式泥（虛線箭頭）的來源、路徑和搬運(yùn)模式 盆地盆地 陸架邊緣陸架邊緣 海底峽谷海底峽谷 砂砂 濱線濱線 河流河流 波痕波痕 渾濁層渾濁層 離岸流離岸流 2）過渡環(huán)境的有機(jī)質(zhì)沉積）過渡環(huán)境的

57、有機(jī)質(zhì)沉積 有機(jī)質(zhì)來源的二元性有機(jī)質(zhì)來源的二元性 低能緩流還原環(huán)境、有利于有機(jī)質(zhì)的沉積低能緩流還原環(huán)境、有利于有機(jī)質(zhì)的沉積 干旱瀉湖環(huán)境、富有機(jī)質(zhì)泥巖常和蒸發(fā)巖組成旋回干旱瀉湖環(huán)境、富有機(jī)質(zhì)泥巖常和蒸發(fā)巖組成旋回 過渡帶以陸相淡水和海相咸水環(huán)境交替過渡帶以陸相淡水和海相咸水環(huán)境交替 為特征，使有機(jī)質(zhì)來源更復(fù)雜為特征，使有機(jī)質(zhì)來源更復(fù)雜 與海相同具有過度性質(zhì)與海相同具有過度性質(zhì) 的的“海湖海湖”可以馬拉開波湖可以馬拉開波湖 為例，從該湖南面為例，從該湖南面卡塔通卡塔通 博河博河注入大量淡水和陸源注入大量淡水和陸源 物質(zhì)。從其北面通過海峽物質(zhì)。從其北面通過海峽 海水注入湖中，密度和鹽海水注入湖中，

58、密度和鹽 度較大的混合水沉入下部。度較大的混合水沉入下部。 湖水上淡下咸，在下形成還湖水上淡下咸，在下形成還 原環(huán)境。湖表層生物產(chǎn)率極原環(huán)境。湖表層生物產(chǎn)率極 高，湖底為粘稠狀藍(lán)高，湖底為粘稠狀藍(lán)黑色黑色 淤泥，具很強(qiáng)的淤泥，具很強(qiáng)的H H2 2S S味，其味，其 有機(jī)碳豐度超過有機(jī)碳豐度超過5%5%。湖盆。湖盆 中心沉積物含磷低含硫高。中心沉積物含磷低含硫高。 這類封閉性好，滯流的過這類封閉性好，滯流的過 渡性水盆地極有利于有機(jī)質(zhì)渡性水盆地極有利于有機(jī)質(zhì) 的沉積。的沉積。 有機(jī)碳占有機(jī)碳占 天然干沉天然干沉 積物的百積物的百 分比。分比。 有機(jī)溶劑抽有機(jī)溶劑抽 提物占天然提物占天然 沉積物的

59、百沉積物的百 分比。分比。 呈呈P P2 2O O5 5 狀態(tài)的狀態(tài)的 磷。磷。 硫硫 （% %） 馬拉開波湖底沉積物中各種組分的分布馬拉開波湖底沉積物中各種組分的分布 卡塔通博河卡塔通博河 卡塔通博河卡塔通博河 干旱瀉湖環(huán)境、富有機(jī)質(zhì)泥巖常和蒸發(fā)巖組成旋回干旱瀉湖環(huán)境、富有機(jī)質(zhì)泥巖常和蒸發(fā)巖組成旋回 蒸發(fā)鹽盆地蒸發(fā)鹽盆地 沉積的沉積的4 4個(gè)階段：個(gè)階段： （1 1）靜海相階段：靜海相階段：旋回開始旋回開始 海水鹽度開始增高，底水停海水鹽度開始增高，底水停 滯缺氧，生物發(fā)育，沉積滯缺氧，生物發(fā)育，沉積 了富有機(jī)質(zhì)腐泥巖相，常了富有機(jī)質(zhì)腐泥巖相，常 為油頁巖；為油頁巖； （2 2）濃縮階段：濃

60、縮階段：海水濃縮，海水濃縮， 表層出現(xiàn)早期鹽類沉積，表層出現(xiàn)早期鹽類沉積， 動(dòng)物群稀少；動(dòng)物群稀少； （3 3）穩(wěn)定蒸發(fā)階段：穩(wěn)定蒸發(fā)階段：蒸發(fā)鹽巖蒸發(fā)鹽巖 依次大量沉積，表層石鹽和依次大量沉積，表層石鹽和 石膏沉淀并保存在底補(bǔ)；石膏沉淀并保存在底補(bǔ)； （4 4）終結(jié)階段：終結(jié)階段：鹽充填盆地，鹽充填盆地， 最后形成鉀鹽。最后形成鉀鹽。 靜海相階段靜海相階段 終結(jié)階段終結(jié)階段 穩(wěn)定蒸發(fā)階段穩(wěn)定蒸發(fā)階段 濃縮階段濃縮階段 3）湖泊環(huán)境的有機(jī)質(zhì)沉積）湖泊環(huán)境的有機(jī)質(zhì)沉積 有機(jī)質(zhì)來源的二元多方向性有機(jī)質(zhì)來源的二元多方向性 營養(yǎng)型湖浪基面以下的還原環(huán)境是有利的富集區(qū)營養(yǎng)型湖浪基面以下的還原環(huán)境是有利的