廣州地化所發(fā)現(xiàn)地質(zhì)體中不同賦存形態(tài)的甾烷及藿烷熱穩(wěn)定性存在差異

　　生物標(biāo)志化合物是一類來源于生物體的有機(jī)化合物，在原油、烴源巖及現(xiàn)代沉積物中廣泛分布。甾烷及藿烷是沉積有機(jī)質(zhì)中最為常見的兩類生物標(biāo)志化合物，其生物體的前驅(qū)物分別為甾醇及細(xì)菌藿烷。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱穩(wěn)定性較強(qiáng)，它們被廣泛運(yùn)用于有機(jī)質(zhì)演化、成熟度評價(jià)油氣源對比、古環(huán)境及古氣候研究等領(lǐng)域中。通過索氏抽提從沉積有機(jī)質(zhì)中獲取的可溶有機(jī)質(zhì)是研究地質(zhì)體中生物標(biāo)志化合物的主要手段，該手段獲取的即為游離態(tài)的生物標(biāo)志化合物。上述生物標(biāo)志化合物也可以通過共價(jià)鍵的形式進(jìn)入地質(zhì)大分子有機(jī)質(zhì)中（如干酪根、固體瀝青），即為鍵合態(tài)形式。由于受大分子結(jié)構(gòu)的保護(hù)，熱演化作用對鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物的影響較其游離態(tài)形式更低，因此鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物比其游離態(tài)形式的適用范圍更加廣泛。盡管生物標(biāo)志化合物被廣泛運(yùn)用于有機(jī)地球化學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，但不同類型生物標(biāo)志化合物的熱穩(wěn)定的差異仍然未被充分揭示。此外，已有認(rèn)識還不能回答對于生物標(biāo)志化合物賦存形態(tài)的差異是否會影響不同類型的生物標(biāo)志化合物的熱穩(wěn)定這一問題。

　　近期，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室耿安松團(tuán)隊(duì)在不同形態(tài)生物標(biāo)志化合物熱穩(wěn)定性的研究中取得新進(jìn)展。研究通過人工熟化實(shí)驗(yàn)?zāi)M干酪根的熱演化過程，此外通過目前國際上較為先進(jìn)的催化加氫熱解技術(shù)手段釋放出人工熟化的干酪根中鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物，綜合對比了以游離態(tài)及鍵合態(tài)形式賦存的甾烷及藿烷生物標(biāo)志化合物的熱演化特征的差異，并結(jié)合以往研究深入探討了造成不同賦存形態(tài)的甾烷及藿烷熱穩(wěn)定性差異的原因。研究認(rèn)為，不同類型生物標(biāo)志化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異以及其結(jié)合進(jìn)入地質(zhì)大分子上的方式是造成甾烷及藿烷在游離態(tài)和鍵合態(tài)形式的熱穩(wěn)定性存在差異的主要原因。具體來說，對于化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的生物標(biāo)志化合物，其側(cè)鏈越長，熱穩(wěn)定性越差。此外，生物標(biāo)志化合物主要通過雜原子官能團(tuán)的縮合反應(yīng)進(jìn)入地質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)中，甾類化合物的官能團(tuán)在其芳核上，而藿烷類化合物的官能團(tuán)位于其長支鏈的末端（圖1）。當(dāng)它們進(jìn)入地質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)中后，其支鏈的暴露程度明顯不同于其游離態(tài)形式，從而造成鍵合態(tài)的藿烷較鍵合態(tài)的甾烷的熱穩(wěn)定性更強(qiáng)。該研究還指出，對于源自四川盆地二疊系大隆組的烴源巖而言，基于鍵合態(tài)藿烷的生源參數(shù)在Easy %Ro達(dá)2.86%時(shí)仍然有效，但基于鍵合態(tài)甾烷的生源參數(shù)在Easy %Ro為2.27%時(shí)已不能指示原始生源信息。

　　該研究成果近期發(fā)表在國際有機(jī)地球化學(xué)期刊Organic Geochemistry上（Wu, Liangliang; Geng, Ansong. Differences in the thermal evolution of hopanes and steranes in free and bound fractions. Organic Geochemistry, 2016, 101: 38-48. DOI：10.1016/j.orggeochem.2016.08.009）。