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现代沉积物中有机质的颗粒分级及在生烃中的意义 冯晓萍 （0820190006） 摘要：对现代沉积物颗粒分级,沉积物偏粗粒级中主要富集的是颗粒有机质,有机碳含量高,C29色谱峰显著;偏细粒级中主要富集的是可溶有机质,有机碳和氯仿沥青A含量均高, C17色谱峰显著 ,呈现出有机质向粗和细两个端元富集的特点。粗粒级中无机矿物是化学性质稳定的长石和石英等碎屑颗粒 ,细粒级中是具有较强化学活性的粘土矿物。因此,在粗粒级中有机质是通过颗粒有机质与矿物颗粒相互共生而富集,在细粒级中有机质则是通过可溶有机质与粘土矿物相互结合形成复合体而富集。这反映了不同类型有机质富集机制的差异,会对有机质的保存和演化以及有机质生烃和碳循环过程产生影响。 关键词：现代沉积物 颗粒分级 有机质 1 现代沉积物中的有机质 1.1 海洋沉积物中的有机质[1] 海洋中有机质主要来源于海洋生物和陆源有机质，一般以海洋生物来源为主。Van Waveren对生物高产率区(印度尼西亚班达海)深海表层沉积物中有机质的研究表明，表层沉积物的有机质集合体主要由陆源有机质和浮游动物组合构成，这类浮游动物残体以及大部分陆源有机质是由动物和植物组织构成的，它们在化学上以富含多糖为特征。Keil等(1994)应用SPLITT分级对华盛顿海岸表面沉积物有机质的研究表明，除陆架砂级(764μm)沉积外，所有沉积物中有机碎片只占有机碳的很少一部分(＜10％)，与无机沉积分不开的有机质占90%以上。 有机质的含量、组成和分布受下列因素控制:①沉积矿物表面积；②沉积基质的矿物组成；③沉积物沿大陆边缘的自然水动力分选。这些沉积物中的主要有机质吸附在矿物颗粒上，有机物和矿物表面的相互作用明显地影响着现今海洋沉积物中有机质的分布和元素组成。 国内外研究都表明，沉积物中有机质的含量和组成与一定的沉积相带和沉积物中的粘土矿物含量和组成有关。图1表明，东海陆架区32个样品有机碳含量与粘土含量(＜63μm)之间有很好的相关性(郭志刚，2000)，周希材(1982)对黄海159个表层沉积物样品的分析表明，沉积物有机质含量随粒度增加而减少(表1)。南黄海沉积类型与有机碳含量分布的关系，表明随沉积物粒度变细，沉积物中有机碳的含量增加，两者的平面分布有着密切关系(周志纯，1980)。 图1 细粒沉积物与有机碳含量关系图 （据郭志刚，2000） 表1 不同粒级沉积物中有机质含量的分布 表2 南黄海不同沉积相带OEP和Co的变化（据程志纯，1980） 南黄海北部，现代海洋沉积物中有机碳含量与Fe2+／Fe3+比值的关系表明两者总的趋势呈正相关系，但是只有当Fe2+／Fe3+比值达到0.65以上时，有机碳才开始大量累积(程志纯，1980)。 沉积相带和沉积物粒度的变化，不仅影响有机质的含量，同时也影响有机质的组成和性质。南黄海不同沉积相带淤泥中正构烷烃谱线的变化表明，随海水变深，沉积物粒度变细，正构烷烃的(主峰)碳数变小(程志纯，1980)。Thompson和Eglinton(1978)也报导了类似的现象。表2表示OEP值与沉积相带的关系，表明有机质含量和组成的变化与沉积相带和沉积物粒度有关。 郭志刚等(2001)对东海和长江口地区表层沉积物有机质的分析结果表明：远离陆地和靠近陆地地区沉积有机质正构烷烃分布均为双峰型，在C15-C21存在一峰值区，表现为C17、C18、C19含量高，奇偶优势不明显，这是来源于藻类等低等水生生物的反映；在C25-C32存在另一峰区，表现为C27、C29、C31含量高，具有明显的奇偶优势，这是来源于陆源高等植物有机质的反映(图2)。 图2 靠近河口的403站和远离陆地的111站样品气相色谱图（据郭志刚，2001） 从色谱参数表上也可以看出，远离陆地海域样品的(C21+ C21)／(C28+C29)和C21-／C22+两个参数明显高于靠近陆地海域者，植烷和姥鲛烷等参数也有差别，这表明前者低等水生生物远低于后者；但是前者C27、C29、C31的含量明显高于 后者，特别是C31更为明显。Keil等(1998)对现代海洋沉积物进行颗粒分级研究表明，粗颗粒中木质素含量高，在细颗粒中醛糖含量高。 表3 东海表层沉积物色谱参数表（据郭志刚，2001） 林茂相、李太俊(1982)采用有机粘土化学的处理方法将我国近海某站位沉积物中的有机物分为三种基本类型：可溶有机物、结合型有机物和不溶有机物(指腐黑物和干酪根)。实验分析表明结合型有机物主要是以有机粘土复合体形式存在的。结合型有机物广泛存在，可以是低分子(包括极性、中性、非极性)，可以是聚合分子(如腐殖酸类等)，也可以是有机酸、有机碱等。结合型有机物与可溶有机物具有很大的相似性，但是，这两类有机物又有差异性，海洋沉积物中结合型与可溶