课件：第章生物的化学组成及沉积有机质.ppt

,第一章 生物的化学组成及沉积有机质,一、 生物圈的演变 二、 有机碳的地球化学循环 三、生物有机质的化学组成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化,一、 生物圈的演变,1、生物的进化,从异养生物(heterotroph)到自养生物(autotroph) 和从无氧呼吸到有氧呼吸的进化,从原核生物到真核生物、从无性生殖到有性生殖的进化,动植物的分化：最早的动物出现在1000Ma前,奥陶纪，陆地淡水出现原始鱼形动物； 志留纪，陆生高等植物；泥盆纪，陆生植物大规模繁殖,人类的起源：开始了生命史的最辉煌的篇章,叶绿素,通过叶绿素和取之不尽的太阳能将二氧化碳和水转化成有机物,有氧呼吸比无氧（发酵）呼吸的效率高19倍，提高了生物新陈代谢的效能。,简单,复杂,单一,多样,高级,低级,这是生物区系和生态系统的最大演化。从此确立了生物三极系统（动、植、菌）。 进入古生代，动植物化石剧增达1200种。,这是生物从简单到复杂的转折点。一切高等多细胞生物都以真核细胞为基本单元。有性生殖的出现，大大提高了生物的变异性和适应性。,2、地史时期的沉积有机质来源,浮游植物（phytoplankton）：可能是有机质的第一来源,高等植物：提供的有机质与细菌相当,细菌：可能是有机质的第二大来源,浮游动物（Zooplankton） ：浮游动物为主的 低等水生生物是有机质的重要来源,陆地高等植物始于志留纪。中泥盆世经历了一个爆炸性的发展，到晚石炭世，以蕨类植物为主的陆生植物群达到高峰，形成世界第一大成煤期，晚二叠世早白垩世称为“裸子植物”时代，以后迅速进入“被子植物”时代,适应性强的被子植物的繁衍是植物界最重要的变革。,寒武纪以后，以浮游动物为主的低等水生动物才成为重要的有机质来源。而高动物提供有机质始终非常有限。,以浮游植物为食，因而浮游动物高产期往往紧接浮游植物高产期而出现。,在生理方面具有巨大的应变性，存在于生命的整个地史时期，并遍及生物圈的任何地方。,浮游植物的 4个高产期：,前寒武纪晚期-早泥盆世，盛产具有机壁的生物。,晚古新世-始新世。,中新世达到高峰，其它时期产量较低。,晚侏罗世-白垩纪，盛产钙质、硅质浮游生物。,第 三 纪,晚第三纪,早第三纪,上新世,中新世,渐新世,始新世,古新世,在地质历史中，化石浮游植物群和总浮游植物群丰度变化,蓝 绿 藻,绿 藻,陆地植物的演化过程,细菌,蓝绿藻,鞭毛虫或其它单细胞生物,霉菌,第1章 生物的化学组成及沉积有机质,一、 生物圈的演变 二、 有机碳的地球化学循环 三、生物有机质的化学组成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化,二、有机碳的地球化学循环,有机圈及有机碳的地化循环,有机圈 指地球上古今生物 以及生物为来源的 有机物分布、演变 的空间。,生物圈 指地球上活的生物 分布、发育的空间。,有机圈的范围大于生物圈,所有有机物都是碳化物，研究 有机物的演化过程，一定意义 上就是研究碳的演化、分布和 循环的过程。,交 换 库,有 机 圈,岩石圈,生物圈,储,存 库,在有机圈中有机碳循环示意图,石油、天然气,变质沉积岩 中的有机质,沉积岩中的有机 物、煤、干酪根等,土壤、沉积物中有机物；出 露、开采至地表的有机物,死亡的 动植物细菌,动物,光合作用 植物和细菌,CO2,二氧化碳的循环过程和途径（Tissot，1978）,第1章 生物的化学组成及沉积有机质,一、 生物圈的演变 二、 有机碳的地球化学循环 三、生物有机质的化学组成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化,三、生物有机质的化学组成,生物体是沉积有机质的原始母质,生 物,植物,动物,微生物,生 物 体 生 物 化 学 组 成,主要,次 要,蛋白质,脂类,碳水化合物,核酸,酶,木质素,色素,维生素,丹宁与树脂,碳水化合物又称糖类。分子通式Cn(H2O)n。 它是含多羟基的醛类或酮类以及由它们聚合而成的高分子 化合物。其基本的组成单元为：葡萄糖。,碳水化合物是分布极广的有机物，是光合作用的产物，它 将太阳能储存于生物体内，为生物的生命活动提供了基本 能量，构成某些动植物的支撑组织。,动物,糖,细菌,植物,糖占干重的80%,糖占干重的1030%,动物器官：糖占干重的2%,1、碳水化合物,糖,单糖,低聚糖 (210单糖分子),多糖 （10个以上）,地 球 化 学 意 义,单糖,低聚糖,多糖,易溶于水，地质体 中保存甚微。,上千个单糖以糖苷键 的形式相连成高聚体。 不易溶于水。,植物的骨架（半）纤维素 最具地球化学意义,多糖,昆虫的甲壳、植物的树胶等,植物储存的养分淀粉,动物体内储存的养分糖原,纤维素是一种复杂的多糖，其分子 量在50000400000之间。占植物界 含碳量的50%以上。棉花（90%以上）,几丁质,甲壳质,纤维素不溶于水。,葡萄糖,酸、微生物酶 作用发生水解,Cx(H2O)y,纤维素 纤维素糊精 纤维式糖,水解,水解,水解,纤维素,葡萄糖,淀粉的结构,糖,单糖,低聚糖 (210单糖分子),多糖 （10个以上）,地 球 化 学 意 义,单糖,低聚糖,多糖,易溶于水，地质体中 保存甚微。,上千个单糖以糖苷键 的形式相连成高聚体。 不易溶于水。,植物的骨架（半）纤维素 最具地球化学意义,多糖,昆虫的甲壳、植物的树胶等,植物储存的养分淀粉,动物体内储存的养分糖原,纤维素是一种复杂的多糖，其分子 量在50000400000之间。占植物界 含碳量的50%以上。棉花（90%以上）,几丁质,甲壳质,纤维素不溶于水。,葡萄糖,酸、微生物酶 作用发生水解,Cx(H2O)y,动物和植物支撑组织中的大分子碳水化合物 衍生物(即纤维素、果胶、藻酸和几丁质),OH-基,分 子 量,小,大,几丁质,藻酸,果胶,纤维素,甘油,棕榈酸,脂肪,动植物的中油脂是最重要的脂类。 油脂大量分布于动物的皮下组织、植物的孢子、种子合果实中。细菌和藻类也含有丰富的脂类。,脂类是构成生物膜的重要物质，并为机体的新陈代谢提供必要的能量。,2、脂 类,沥青和烃类也具有 脂类的特点，因此 有人将其归入脂类,注意,特点,不溶于水,易溶于乙醚、 氯仿、苯等低极性 的有机溶剂,脂类,脂类 化合物,类脂 化合物,油溶性染料、萜烯类化合物、 甾化合物类及磷脂等,脂肪、植物油、高级脂肪酸蜡、 脂肪酸、醇类及天然蜡等,真脂,地 球 化 学 意 义,脂类,脂类酸,脂肪 不稳定， 水解成 脂肪酸,脂肪酸 稳定，低 温缺氧环 境易保存,动物,植物,土壤,沉积岩,沉积物,地下水,分布,细菌,脂类酸,饱和脂类酸,不饱和 脂类酸,硬脂酸,软脂酸,油酸,亚油酸,（1） 脂肪酸,多数链长1420个 碳原子，均为偶数,不饱和脂类酸的熔点比同等 链长的饱和脂类酸熔点低,高等植物、藻类和低温生活的 动物中，不饱和脂肪酸的含量高 于饱和脂肪酸,油不饱和脂类酸含量较高的甘油酯 在常温下呈液态，称为油（oil）,脂饱和脂类酸含量较高的酯 在常温下呈固态，称为脂（fat）,高等植物中不饱和脂肪酸约占脂肪酸的78%,藻类不饱和脂肪酸约占脂肪酸的73%88%,鱼类饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的66%,不同种类的生物含有 不同类型的脂肪酸,植物1622、 16、18为主,藻类16、 18为主,动物16、18 、 14为主,细菌所含的脂肪酸种类 比高等动植物少的多,在植物类脂中还广泛存 在一些含量少的脂肪酸,如6、8、10、22、24烷酸； 16：1、16：3、20：4、20：6等烯烃,碳数,蜡是不溶于水 的固体，它是 高级脂肪酸与 高级一元醇或 甾醇形成的脂， 包括长链烷烃,蜡是原油中高 碳数正构烷烃 的主要来源,O,O,R,C,（高级脂肪酸）,（甾醇）,蜡的结构,（2） 蜡,在皮肤、羽毛、树叶、果实表面以及昆虫的外骨骼，防止水分过度蒸发。,（3 ）萜类化合物,生物合成的一个重 要方式就是异戊 二烯单元的聚合 反应。,凡是含有成倍的C5 单元的天然生物产 物，通常就是整数 个异戊二烯单元的 连接。,异戊二烯单元中因为存在共轭双键，可以 连接成环状，形成种类繁多的化合物。,根据异戊二烯单元的数目对萜类的分类,环状的萜：双环、三环、五环等,单萜主要出现在高等植物香精油中的单萜 柠檬油、松节油、樟脑中有丰富的单萜。 单萜为挥发性物质不易保存在地质体中。,玫瑰油,香叶烯,香茅醇,非兰醛,香芹酮,萜品烯,法呢醇结构,链状，单环和双环的倍半萜广泛存在与高等植物中。 如链状的法呢醇就含在玫瑰油，茉莉花油中。,倍半萜：,高等植物中普遍生物化学成分,叶绿素的侧基,植物的树脂,叶绿醇,松香酸,COOH,几种重要的双萜,海松酸,COOH,HO,三萜类是环状异戊二烯类中非常重要的一类。 大部分三萜类为五环化合物，有的是五个六元环， 有的是四个五元环和一个六元环。它们共同的生化先质体 是自然界中广泛分布的角鲨烯。酵母、鲨鱼肝油中都含有。,C30H50,绝大 部分 都分 布在 高等 植物 中,角鲨烯及其衍生物的重要五环三萜类,角鲨烯,奥利烷型,乌索烷型,羽扇烷型,甾族化合物前生,C30四膜虫醇（原生动物） 伽码蜡烷系列,活有机体中主要的三萜是化石三萜类的质体,四萜,是重要的色素,特点： 含有较长的 碳碳共轭双键 体系，在链端有一 个或两个六元环。 多带由黄至红的 颜色，葫萝卜素、 番茄红素、和叶 黄素。它们广泛 分布于植物的叶、 花、果实中，动物 的乳汁和脂肪中也 有。,几种重要的四萜,叶黄素,番茄红素,（4） 甾族化合物,又称为类固醇化合物,特点： 含有一个由4个环组成 环戊稠全氢化菲（甾环）。 这类化合物在A、B 环之间和C、D环之间 都有一个甲基（ R1，R 2）,角甲基,烷基侧链,甾族化合物的4个环，两两 之间可以顺位或反位稠合。 环上有取代基时，还可以 产生新的手征碳原子。 因此，甾族化合物立体异 构体很多，立体化学十分 复杂。,R1,R3,R2,A,C,B,D,甾族化合物骨架平面图,A,B,C,D,A,B,C,D,A,B,C,D,CH3,CH3,R,4,3,2,1,15,14,12,11,8,7,6,5,17,16,10,13,9,C、D反式,R,CH3,CH3,A,B,C,D,A、B顺式,甾族化合物构型,A、B反式,A、B顺式,反式为胆甾烷构型,顺式为粪甾烷构型,自然界的甾烷B与C 都是反式稠合；C与D 大多是反位。,C、D顺式,甾族化合物的结构分类,甾醇,甾族 激素,胆汁酸,天然甾醇在C3位上 含有羟基,D环上带烷基侧链R3,甾族 生物硷,C27，胆甾醇（动物、植物）,自然界重要的甾族化合物结构,甲基已经消失,（5） 生物烃,烃,开链烃,闭链烃,二烯烃,烯烃,烷烃,炔烃,脂肪烃,环烃,芳烃,脂环烃,异构烷烃,正构烷烃,碳原子连接 成闭合的碳环,生物烃,异戊二烯烃,支链烷烃和烯烃,直链烷烃,芳香烃,一般指头尾 规则相连的 开链饱和异 戊二烯烃,生物合成的正 构烷烃具有明 显的奇偶优势,生物烃的一个特征 是异构烃中主要为 2-甲基异构烷烃和 3-甲基反异构烃， 两者总和可达石蜡 烃的3040%。 高等植物：碳数多为 2531，具奇偶优势； 微生物：碳数多为 2030，无奇偶优势。 海相浮游植物含烯烃 超过饱和烃，碳数为 1521 ，淡水藻以 C29、C31、C33烃为主。,烃类中芳烃 仅次于烷烃,不同生物体内脂类和烃含量,C15,C16,C18,C19,C20,在古代沉积物和原油中规则异戊间 二烯化合物烃类的主要分子,头头连接型,尾尾连接型,葡萄藻烷（丛粒藻烷）,褐藻,褐藻和绿藻,浮游生物,沉积的浮 游生物,大麦,玉米,藻类和某些高等植物的正构烷烃分布图,后峰型原油饱和烃色谱特征,前峰型原油饱和烃色谱特征,双峰型原油饱和烃色谱特征,陆源植物,细菌,海藻,每个分子的碳原子数,不同成因正构烷烃碳数分布图,0,30,20,10,40,碳 数,碳 数,碳 数,碳 数,碳 数,碳 数,低成熟烃源岩正构烷烃碳数分布特征,峰值,峰值,峰值,峰值,峰值,峰值,芳 烃,烃类中芳烃仅次于烷烃,芳烃的碳氢比大于烷烃,生物体中木质素、丹宁含有含有芳环结构， 甾萜类、树脂、色素化合物中也存在芳环。,游离的芳烃生物体中极为罕见,几种常见的聚环芳烃,萘,蒽,菲,萤蒽,芘,北,屈,匹,(pi),（6） 树 脂,树脂是萜类的混合物，分子量大小从C15倍半萜C40的四萜， 主要为双萜和三萜的衍生物,天然树脂中的主要成分,贝壳松酸,信息酸,松香酸,COOH,COOH,COOH,COOH,生 物,植物,动物,微生物,生 物 体 生 物 化 学 组 成,主要,次 要,蛋白质,脂类,碳水化合物,核酸,酶,木质素,色素,维生素,丹宁与树脂,借肽键首尾相连而成 分子量：60001000000以上，含氮量平均16%。 分子量6000以下称之为肽。 蛋白质分解后可形成氨基酸，氨基酸对石油的形成有一定的意义。,蛋白质结构示意图,N,H,H,H,R1,N,N,N,R3,R2,R4,H,H,N,H,H,H,H,C,O,C,C,C,C,O,C,O,C,C,O,3、蛋白质,氨基酸,氨基,羧基,氨基酸是既包含有酸基又包含有碱基的两性物质。 稳定性高，熔点200300度。氨基酸同时脱去氨基和羧基就能形成烃类。 这些烃类大部分为C1C7。,烃,氨基酸分子结构图,CH3,CH2,CH2,CH2,CH3,CH,COOH,COOH,COOH,CH2,H,NH2,NH2,NH2,CH,CH2,NH2,COOH,C,R,碱基氨基酸：氨基羧基 酸基氨基酸：氨基羧基,酶,酶蛋白结构同蛋白质相似。,酶是是生物催化剂,酶的作用具有高度专一性，一种酶只对一 类或一种特定的物质作用,微生物通过酶起作用，对有机质进行改造。,酶催化反应的速度比 非催化反应高1081020倍,一般在常温、常压和中酸碱性条件下进行反应。条件改变就失去活性。,需要量少，催化效率高，可以降低反应的活化能，使反应速率加大。,主要由氨基酸组成，并非所有的蛋白质都是酶，只有具有催化作用的蛋白质才能称为酶。,2019/8/23,51,可编辑,生物体是沉积有机质的原始母质。,生 物,植物,动物,微生物,生 物 体 生 物 化 学 组 成,主要,次 要,蛋白质,脂类,碳水化合物,核酸,酶,木质素,色素,维生素,丹宁与树脂,木质素是植物细胞壁的主要成分，它包围着纤维素并充填其间隙形成了支撑组织。,功能： 木质素在植 物组织中具 有增强细胞 壁，粘合纤 维的作用。 特点： 木质素性质 十分稳定， 不易水解， 但可被氧化 成芳香酸和 脂肪酸。在 缺氧水体中， 在水和微生 物的作用下， 木质素分解， 与其它化合 物生成腐殖 质。,芳香族植物醇,木质素分子 （的一部分）,脱水缩合,松柏醇,芥子醇,对香豆醇,两者都具有芳香结构的特点,丹宁的组成和特点介于木质素和纤维素之间， 主要出现在高等植物中。藻类含少量丹宁。,丹宁的主要单元，五倍子酸和鞣花酸的结构,丹宁主要出现在高等植物中。例如，红树科树皮中丹宁含量达2158%。树叶达6.5%。,丹宁的组成和性质接介于木质素和纤维素之间。主要有几种羟基芳香酸如五倍子酸、鞣花酸的衍生物缩合而成。,沉积有机质中芳烃的主要来源，成煤的重要有机组分。,叶绿素,血红素,葫萝卜素、叶黄素等,Fe,沉积物中未见有叶绿素a分布，只有叶绿素b（脱镁）,Mg,通过其连接吡咯 环形成卟吩核,核,5、色素,叶黄素,番茄红素,平均元素组成,1,2,3,生物的平均组成,第1章 生物的化学组成及沉积有机质,一、 生物圈的演变 二、 有机碳的地球化学循环 三、生物有机质的化学组成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化,沉 积 有 机 质 来 源 的 生 物 种 类,浮游植物,细菌,高等植物,浮游动物,水盆内水生生物来源,水盆外陆源高等植物来源,混合来源,有 机 质 主 要 来 源,影响沉积有机质 丰度的主要因素,水体环境的物理参数,水体环境的化学参数,水体环境的生物参数,水体环境的物理参数 是指沉积物和有机 质从中降落的沉积介 质的动态和静态的物 理环境。,水流速,粘土矿物与有机 质的絮凝作用,水体深度与浪基面深度,沉积速度与沉降速度,上图表明： （1）颗粒被侵蚀的始动流速大于搬运流速； （2）无粘着力无涡流的情况下，搬运粒度大小与流速成正比； （3）粉砂、粘土、分散有机质颗粒的始运流速与沉积临界流速相差很大。,均一物质的侵蚀曲线与沉积作用曲线,沉积作用,作,运,搬,用,侵蚀作用,沉积物颗粒的搬运方式,C 滚动搬运,B 跳跃搬运,A 悬浮搬运,水流方向,水体环境的化学参数,氧化还原电位 （Eh）,酸碱度（PH）,盐度：水的盐度是其 中所溶解的固体物质 的质量百分比。,温度影响许多矿物 和气体的溶解度， 故对化学沉淀有 重大影响。,温度与蒸发作用对盐类矿物的沉积有特殊作用， 钙、镁、硫酸盐及钾、钠的碳酸盐、氯化物等， 都需要一定的封闭环境、气候炎热干燥、蒸发 作用强烈的水盆中才能形成。浅海碳酸盐沉积 主要分布在北纬及南纬2030度的温暖气候区。 现代鲕粒岩和海滩岩水温标准为1530度。生物礁 生活在大于18度的热带海洋中。,正常海水含有质量35/1000的可溶物，其含氯量为 19.4/1000。盆地内盐度的大小对有机质的保存有关。 有机质的来源与盐度有关。（图2-5）,PH=7 （中性介质） ， PH 7 （碱性介质）。水介质是决定某些 矿物会沉淀下来的一个重要原因。（图2-4）,Eh=0为中性, Eh0为氧化环境, Eh0为还原环境对氧化还原极为 敏感的是价元素（Fe,Mn等）。常用的标志是含铁自生矿物： 褐铁矿赤铁矿海绿石鳞绿泥石磷铁矿白铁矿和黄铁矿,氧化,还原,PH,Eh,有机质,有机质,有机质,有机质,有机质等,有机质,有机质,有机物质,在不同的Eh-pH值条件下矿物,-0.3,0.0,0.1,7.0,8.0,生物的耐盐性与盐度的关系,水环境的生物参数,提供有机质的来源,改变沉积环境,加速沉积过程,消耗、改造有机质,生物既是沉积有机质的提供者，又是影响有机质和沉积物沉积的 重要环境因素，生物至少有以下几方面的影响：,生物高的出产率，提供大量的有机质来源。 珊瑚、苔藓虫、放射虫、颗石藻等。,生物活动引起CO2的变化可以影响碳酸盐的沉淀和溶解 搬运。特别重要的是生物消耗氧气的呼吸作用和部分 有机质分解消耗氧气、生成大量CO2、 H2S、NH3、 CH4 等气体，造成下部水体和沉积物的缺氧还原作用， 有机质的保存创造了条件。,有机质与粘土的絮凝作用，既是物理过程，又是生化过程。 沉积有机质以溶解的形式和微粒的形式存在于水盆中，可 通过黏土矿物和碳酸盐颗粒产生絮凝作用或通过动物形成 粪粒作用，大大加速有机质、黏土、碳酸盐矿物的沉积。,生态系统中的消费者和还原者都是以生物有机质为食。 特别是细菌，既大量消耗各种有机质，本身又提供了 更富类脂物的有机质。,四、不同环境中的沉积特征,1）海洋环境的有机质沉积,（1）沉积场所大； （2）远洋水域有机质来源单一 ； （3）有机质的有利沉积条件：表层生物产量高、下层 缺氧还原、持续较快沉积、絮凝作用加速沉积； （4）高能带（滨海）不利于有机质沉积保存 ； （5）大陆架是海洋内有机质的主要沉积区 ； （6）远洋盆地是生物钙、硅质丰富沉积区和有机质 贫乏沉积区； （7） “堰塞”小洋盆和毗邻大陆架的深海盆是有机质 重要的沉积区。,浮游植物(藻类)和浮游动物,细菌,高等植物(较高进化阶段),高等植物(较低进化阶段),地质历史时期水介质环境中有机物质的天然组合,斜坡,水,海平面,陆棚沉积物,在黑海中生命物体的组成与每年的产量,近2000年来黑海中有机碳估算。大约有机碳总输入量的4%固定在沉积岩中,有机质的来源,有机质的归宿,100,15,80,5,10,3,2,5,碳的进入用 g碳/ m2 /a表示,4,黑海中有机质的归宿,黑海中有机质的来源,4,现代碳酸盐岩沉积与两个因素有关： 1 碎屑相对少；2 生物产率高,此碳酸盐岩的9个准相，有有机地球 化学家采用,标准相带图,生 物 群,颜色,岩 性,相 和 一 般 环 境,相号,横剖 面图,加利福尼亚波尔德兰盆地中砂（实线箭头）和 泥（虚线箭头）的来源、路径和搬运模式,盆地,陆架边缘,海底峡谷,砂,滨线,河流,波痕,浑浊层,离岸流,2）过渡环境的有机质沉积,有机质来源的二元性,低能缓流还原环境、有利于有机质的沉积,干旱泻湖环境、富有机质泥岩常和蒸发岩组成旋回,过渡带以陆相淡水和海相咸水环境交替 为特征，使有机质来源更复杂,与海相同具有过度性质 的“海湖”可以马拉开波湖 为例，从该湖南面卡塔通 博河注入大量淡水和陆源 物质。从其北面通过海峡 海水注入湖中，密度和盐 度较大的混合水沉入下部。 湖水上淡下咸，在下形成还 原环境。湖表层生物产率极 高，湖底为粘稠状蓝黑色 淤泥，具很强的H2S味，其 有机碳丰度超过5%。湖盆 中心沉积物含磷低含硫高。 这类封闭性好，滞流的过 渡性水盆地极有利于有机质 的沉积。,有机碳占 天然干沉 积物的百 分比。,有机溶剂抽 提物占天然 沉积物的百 分比。,呈P2O5 状态的 磷。,硫 （%）,马拉开波湖底沉积物中各种组分的分布,卡塔通博河,卡塔通博河,干旱泻湖环境、富有机质泥岩常和蒸发岩组成旋回,蒸发盐盆地 沉积的4个阶段： （1）静海相阶段：旋回开始 海水盐度开始增高，底水停 滞缺氧，生物发育，沉积 了富有机质腐泥岩相，常 为油页岩； （2）浓缩阶段：海水浓缩， 表层出现早期盐类沉积， 动物群稀少； （3）稳定蒸发阶段：蒸发盐岩 依次大量沉积，表层石盐和 石膏沉淀并保存在底补； （4）终结阶段：盐充填盆地， 最后形成钾盐。,静海相阶段,终结阶段,稳定蒸发阶段,浓缩阶段,3）湖泊环境的有机质沉积,有机质来源的二元多方向性,营养型湖浪基面以下的还原环境是有利的富集区,湖泊的差异性大，沉积的有机质差异也大,营养型谈水湖泊的较深深湖及前三角洲 亚环境沉积富有机质泥岩、组成碎屑粘土岩旋回,盐湖中富有机质的油页岩、泥质岩常与蒸发岩组成旋回。 如美国的怀俄名、科罗拉多和尤塔州始新世绿河组沉积。,从图可见： 一个内陆湖 泊的氧化还 原相带与沉 积水动力状 况关系密切。 在河口区， 水动力活跃 的湖盆北部， 氧化带相宽； 湖湾区，水 动力相对稳 定的湖南部， 氧化相带窄， 还原相带面 积大。,-263,-252,0,0,0,0,0,0,青海湖底沉积物Eh值分布,有机碳含量 的分布呈环带状 从湖滨浅水带向 中部深水区增高。 而河流入湖对有 机质显出“冲淡” 作用。说明河流 携带有机质贫乏， 不是青海湖有机质 的重要来源。 湖底沉积物含有 2%以上地区占 60%以上，明显 影响有机沉积作用 的是水动力状况， 水深和沉积物的 还原条件。,青海湖底沉积物有机碳百分含量等值线,营养型谈水湖泊的较深深湖及前三角洲亚环 境沉积富有机质泥岩、组成碎屑粘土岩旋回,我国的松辽盆地白垩系 （主要油源岩）基本为 温湿气候下的湖泊沉 积。在湖泊的发展过程 中经历了两次大的湖进， 湖面水体面积在9104km2 以上，气候温暖潮湿， 盆地相对稳定，沉降速 度快，形成了巨大的深 湖静水体，沉积了富含 有机质的黑色页岩、油 页岩、泥灰岩等。 因为为还原环境，泥质岩 中底栖生物稀少。以浮 游生物为主，有完整鱼 化石。层面上分布粉末 状自生黄铁矿,有机碳 含量达1.742,25%。 松辽盆地巨大的石油 资源主要在湖中心较深 深湖亚环境形成的。,松辽盆地岩相分布图（青山口期）,淡水湖泊淤积充填和 沼泽化的四个阶段,第一阶段,第三阶段,第四阶段,第二阶段,陆相沉积环境与有机质的关系示意图 （据李晓清、丘东洲等，2003),第1章 生物的化学组成及沉积有机质,一、 生物圈的演变 二、 有机碳的地球化学循环 三、生物有机质的化学组成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化,1 微生物作用,微 生 物 的 特 点,地 球 上 生 物,动物,植物,原生生物,生物构造简单,大多数为单细胞或 不分化、分化不明 显的多细胞,真核生物,原核生物,细菌,蓝细菌（蓝藻）,原生动物、藻、 真菌、粘菌,没有核仁、核膜 等结构的染色体,有核仁、核膜 等结构的染色体,对地质体内有机质进行改造的主要 是以腐生为主的细菌和真菌。,兼性细菌：在不同的 环境下采用不同的 呼吸方式,异 养 微 生 物 在 有 机 地 球 化 学 中 的 作 用,异养微生物是地球生命的先驱,异养微生物是分解者,造成有利于有机质沉积的环境,对生物元素地化循环有特殊贡献,改造、代谢有机质,参与或促进形成甲烷气、 腐殖质和干酪根,绿色植物,光合微生物,其他 生物,能量,阳光,CO2,能 源,碳 源,大气中CO2占 0.03%,不足以供给绿色植物,只能靠细菌将有机质转化成CO2,10%,细菌 转化 90%,大气 CO2,其它生物代 谢和氧化 燃烧占,微生物的生长和繁殖,使细胞增值和分裂,通过生 物合成,生成高能态ATP（三磷酸腺苷）,一切异养微生物利用的 氧化过程中所释放的能量,进行磷酸化作用,氧化 过程,无氧呼 吸作用,发酵 作用,有氧呼 吸作用,造成有利于有机质沉积的环境,有氧参加，最 终使有机质彻 底氧化成CO2 和H2O。 既消耗有机质， 又大量消耗氧。,消耗有机质对有机 质沉积、保存有害,大量消耗氧造成 无氧环境，对其它 有机质沉积有利,无氧参加，分解主要 产物仍然是有机质。,发酵作用主要是改造有机质， 而不消耗有机质。还原环境 及在中进行的发酵作用，有 利于有机质沉积和保存。,有氧呼吸作用比发酵 效率约高10倍。 在氧化环境有机质基本 够能完全氧化，