2019年12月14日 星期六
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神奇的“指紋”——生物標志化合物

2019-9-18 8:42:58 來源:中國礦業報 作者:肖睿

在諸多地球化學工具中,有一種特殊的“指紋”工具正在石油勘探、開發和環境監測過程中顯示著強大的生命力,這就是生物標志化合物。

生物標志化合物最初叫“生物指紋化合物”,又被稱為“地球化學化石”或“分子化石”,是從曾經一度有過生命的生物體中的生物化學物質,特別是類脂化合物,演化而成的復雜的分子化石——這類化合物起源于先前的活體生物。這種復雜的有機化合物存在于沉積物、巖石以及原油之中,其結構與活體生物中母源有機分子的結構相比,沒有發生變化或者變化很小。

生物標志化合物之所以能成為“指紋”,是由于其復雜的化學結構比其他化合物蘊含著更多的反映其來源的信息,且代表著一類有貢獻生物的特殊組合。因此,它們在有效烴源巖內可作為一種可用于對比的指紋,能夠將巖石與可能已運移了許多公里的排驅原油聯系在一起。要成為生物標志物必須具備3個基本特征:(1)化合物的結構表明它曾經是或者可能是生物體中的一種成分,存在于沉積物中,特別是在原油、煤、烴源巖中能夠檢測到;(2)在分布范圍較廣的生物體中有較高的母體化合物濃度,化合物的主要結構特征在沉積和早期埋藏過程中具有化學穩定性;(3)分子結構有明顯的特異性,即具有特殊的碳骨架結構。

目前,生物標志化合物在地球化學各個研究領域發揮日益顯著的作用。與使用非生物標志化合物的分析方法相比,其優勢在于,能提供用于回答有關烴源巖的沉積環境、熱成熟度和原油的生物降解等問題更為詳盡的信息。所以,利用生物標志化合物與非生物標志化合物地球化學參數的有機結合,可以提供最為可靠的地質解釋,幫助解決有關石油勘探、開發、生產、環境或考古等方面的問題。由于生物標志化合物能夠提供有關烴源巖有機質(來源)、沉積時期和埋藏時期(成巖作用)的環境條件、石油或巖石所經歷的熱成熟過程(后生作用)、生物降解的程度、烴源巖礦物學(巖性)和年代學等諸方面的信息,能用于原油和巖石抽提物間的對比,因此,它在這些領域大有可為。

除此之外,由于生物標志化合物普遍具有抗風化、抗生物降解、難揮發和抵御其他一些作用的能力,因此其研究和應用還能拓展到地球化學研究以外的其他領域,如地球化學的環境監測和環境修復、考古研究中地球化學甄別手段的應用等。□

(作者單位:中國地質調查局油氣資源調查中心)

網站編輯:宮莉

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