新聞動態(tài)廣州地化所揭示烴源巖游離與鍵合態(tài)瀝青中雜原子化合物的分子組成及演化規(guī)律
催化加氫熱解（HyPy）技術(shù)是一種從地質(zhì)大分子（如干酪根）中釋放鍵合態(tài)化合物的有效方法，與傳統(tǒng)熱解方法相比，具有熱解產(chǎn)物產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu)重排和立體化學(xué)變化小等優(yōu)點(diǎn)。目前HyPy研究主要集中在不同成熟度不同類型干酪根釋放的非極性脂肪族生物標(biāo)志物（烷烴和芳烴）上，但是很少關(guān)注難揮發(fā)的極性雜原子化合物。這類化合物在干酪根熱解產(chǎn)物中占比較大，研究其組成與分布特征能更全面的了解干酪根的分子組成及其成巖演化規(guī)律。
傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（FT-ICR MS）是研究原油極性有機(jī)質(zhì)分子組成的最佳方法。結(jié)合軟電離技術(shù)包括電噴霧電離（ESI），大氣壓光致電離（APPI）等技術(shù)能實(shí)現(xiàn)各類極性化合物的分析，包括含氧（石油酸等）、含氮（中性、堿性氮等）、含硫（硫醚、噻吩等）化合物等。
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FT-ICR MS儀器主管蔣彬博士與詹兆文副研究員等對三種不同類型烴源巖游離瀝青和鍵合態(tài)瀝青中的雜原子化合物進(jìn)行系統(tǒng)表征，發(fā)現(xiàn)干酪根鍵合態(tài)瀝青中的雜原子化合物含有較多的芳香結(jié)構(gòu)，其組成和分布受烴源巖沉積環(huán)境性質(zhì)和熱演化程度的影響；含氧化合物（OX類）在不同類型烴源巖中都很常見，但在淡水環(huán)境下形成的烴源巖中含量最高；含氮化合物（N1和N1OX類）主要受成熟度的影響，在游離態(tài)瀝青中，含氮化合物主要富集在成熟度較高的烴源巖中，但在不同成熟度干酪根鍵合態(tài)瀝青中普遍存在且組成相似，且隨著成熟度的增加，含氮化合物（尤其是堿性含氮化合物）可逐漸從鍵合態(tài)瀝青釋放到游離瀝青中；含硫化合物（S1、OXS1和OXS2類）主要受沉積環(huán)境性質(zhì)的影響，在咸水、還原性較強(qiáng)的沉積環(huán)境下形成的烴源巖中含量豐富，其在鍵合態(tài)瀝青中組成復(fù)雜且飽和程度低(圖1)。
圖1三種烴源巖游離瀝青和結(jié)合瀝青中雜原子化合物的組成分布圖（負(fù)離子FT-ICR MS）
本研究從分子水平揭示烴源巖游離態(tài)和鍵合態(tài)瀝青中雜原子化合物的組成及分布規(guī)律，為研究烴源巖形成環(huán)境性質(zhì)、干酪根組成與成因及在成巖過程中的地球化學(xué)演化提供了新的視角。
該研究成果近期發(fā)表于國際期刊《Organic Geochemistry》上，得到了國家自然科學(xué)基金（41803042和41973067）和有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金（SKLOG2020-1和SKLOG2020-2）等項(xiàng)目的資助。
論文信息：Jiang, Bin; Tian, Yankuan; Zhai, Zheng; Zhan, Zhao-Wen*; Liao, Yuhong; Zou, Yan-Rong; Peng, Ping'an. Characterisation of heteroatomic compounds in free and bound bitumen from different source rocks by ESI FT-ICR MS. ORGANIC GEOCHEMISTRY, 2021, 151: 104147. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2020.104147
(有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿)
