图1-2部分样品中类异戊间二烯烷烃分布特征 3.单甲基取代支链(异构和环异构)烷烃 单甲基取代支链烷烃包括异构(2-甲基)和反异构(3-甲基)烷烃,推测它 们主要来源于高等植物蜡(如在玫瑰花瓣、甘蔗的蜡中就有这类烷烃)和细菌蜡。 异构(2-甲基〕和反异构(3-甲基)烷烃在植物蜡中与正构烷烃共生,并且在 C21~C驻范围内也具有奇碳优势( Tissot等,1984)在石油中广泛分布有异构 与反异构烷烃类,据 Tissot等(1984),在C6-C8范围内发现了个别浓度很高的 异构烷烃,2-甲基己烷和3-甲基己烷和(或)2-甲基庚烷或者3-甲基庚烷在原 油中的含量可达到1%以上。据 Smith(1968),异构烷烃与分子量相近的正构烷 烃之间存在很好的正相关关系。据王铁冠等(1995),在低成熟的原油中普遍存 在异构和反异构烷烃,在原油中的含量一般低于饱和烃组分的10%。就相对分 布而言,异构比反异构烷烃的含量髙。在褐煤蜡和烟煤中也检测岀异构和反异构 烷烃。环境样品中可检测到了异构和反异构烷烃其中以2(3)-Me-C14-2(3) Me-C.为主(图1-3
6 A bundance L on 183.00 (182.70 to 183.70):O 14 T im e IP 21 p h IP 18 IP 16 p r 260000 240000 220000 200000 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 A bundance Lo n 1 8 3 .0 0 (1 8 2 .7 0 to 1 8 3 .7 0 ) :J1 4 T im e 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 IP 16 IP 18 p r p h IP 21 L on 183.00 (182.70 to 183.70):L 6 A bundance T im e 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 0 2000 4000 IP 21 p r IP 18 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 A bundance L on 183.00 (182.70 to 183.70):O 9 65000 60000 55000 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 T im e 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 IP 18 IP 16 P h P r IP 21 图 1-2 部分样品中类异戊间二烯烷烃分布特征 3．单甲基取代支链（异构和环异构）烷烃 单甲基取代支链烷烃包括异构（2-甲基）和反异构（3-甲基）烷烃，推测它 们主要来源于高等植物蜡（如在玫瑰花瓣、甘蔗的蜡中就有这类烷烃）和细菌蜡。 异构（2-甲基）和反异构（3-甲基）烷烃在植物蜡中与正构烷烃共生，并且在 C21～C31范围内也具有奇碳优势（Tissot 等，1984）。在石油中广泛分布有异构 与反异构烷烃类，据 Tissot 等（1984），在 C6-C8范围内发现了个别浓度很高的 异构烷烃，2-甲基己烷和 3-甲基己烷和（或）2-甲基庚烷或者 3-甲基庚烷在原 油中的含量可达到 1％以上。据 Smith(1968)，异构烷烃与分子量相近的正构烷 烃之间存在很好的正相关关系。据王铁冠等（1995），在低成熟的原油中普遍存 在异构和反异构烷烃，在原油中的含量一般低于饱和烃组分的 10％。就相对分 布而言，异构比反异构烷烃的含量高。在褐煤蜡和烟煤中也检测出异构和反异构 烷烃。环境样品中可检测到了异构和反异构烷烃其中以 2（3）-Me-C14—2（3） -Me-C22为主（图 1-3）
Loa57.0066.70b57.70》22H019.D 图1-3天津地区表层土壤中异构/反异构烷烃值分布特征 4.烷基环己烷 环烷烃为原油的重要组成部分,在C⑩以上的环烷烃中带长侧链的烷基环己 烷在原油中占有很大的比例。由于烷基环己烷的分布与演化特征与正构烷烃相 似,因而普遍认为它与正构烷烃有相同的来源。在文献中未看到有关烷基环己烷 在生物质中的分布的资料,推测土壤、沉积物中的烷基环己烷主要来源于矿物油 及其衍生物 环境样品中分布有中等分子量的烷基环己烷其中壬烷基环己烷一二十烷基 环己烷(王基环己烷、葵基环己烷、十烷基环己烷、十二烷基环己烷、十三烷 基环己烷、十四烷基环己烷、十五烷基环己烷、十六烷基环己烷、十七烷基环己 烷、十八烷基环己烷、十九烷基环己烷)含量相对较高(图1-4),总体分布特征 与正构烷烃比较相似
7 A bundance T im e 140000 130000 120000 110000 100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 21.00 22.00 1 2 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00 35.00 36.00 37.00 38.00 39.00 1 3 1 4 1 5 1 6 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 L on 57.00 (56.70 to 57.70):Z Z H 019.D 图 1-3 天津地区表层土壤中异构/反异构烷烃值分布特征 4．烷基环己烷 环烷烃为原油的重要组成部分，在 C10以上的环烷烃中带长侧链的烷基环己 烷在原油中占有很大的比例。由于烷基环己烷的分布与演化特征与正构烷烃相 似，因而普遍认为它与正构烷烃有相同的来源。在文献中未看到有关烷基环己烷 在生物质中的分布的资料，推测土壤、沉积物中的烷基环己烷主要来源于矿物油 及其衍生物。 环境样品中分布有中等分子量的烷基环己烷，其中壬烷基环己烷—二十烷基 环己烷(壬基环己烷、葵基环己烷、十一烷基环己烷、十二烷基环己烷、十三烷 基环己烷、十四烷基环己烷、十五烷基环己烷、十六烷基环己烷、十七烷基环己 烷、十八烷基环己烷、十九烷基环己烷)含量相对较高（图 1-4），总体分布特征 与正构烷烃比较相似
00180020.0022.00240026.0028.003000320034.0036.0038.004000420044.0046.00480050.00B2.00 图1-4表层土壤样品中检测到的烷基环己烷类化合物 5.甾萜类化合物的分布特征 甾、萜类化合物主要包括烃类、醇类、酯类、醛类、酮类等。环境中的甾类 化合物和萜类化合物可能来源于石油污染或天然有机物的分解。在未被污染的现 代沉积物与古代沉积物、石油以及煤中均含有甾烷、三萜烷化合物,但二者存在 明显的差异。 在自然界分布最广的萜类有单萜类、倍半萜类、双萜类和三萜类。原油中普 遍分布有甾烷和五环三萜类化合物,这些化合物平均占原油中环烷烃的25%, 甾烷的碳数分布范围主要为￠27~C29。五环三萜烷的碳数分布范围为Cz-C35。 天然生物质(动物、植物)中也含有大量的萜类,其中许多占优势的三萜类多被 认为是古代沉积物和石油中烃类的直接先驱。但生物体内的萜类主要以萜烯或萜 醇、酸、酮类的形式存在。藿烷在土壤、湖泊、河口沉积物中普遍存在,它们的 来源包括原地源和外来源两类,外来源主要包括陆源、都市和河流输入、工农业 及下水道排放、大气降尘、船舶运输及其它人为的输入。本地源包括藻类、浮游 动植物(Jasy等,1993)不同来源的藿烷化学组成存在差异( Nichols等
8 A bundance 550000 L on 82.00 (81.70 to 82.70):I12 500000 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 T im e 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 34.00 36.00 38.00 40.00 42.00 44.00 46.00 48.00 50.00 52.00 54.00 56.00 58.00 1 2 R = nC 1 0 4 5 6 7 R = nC 1 5 8 9 1 0 11 1 2 R = nC 2 0 R R = nC -nC 15 26 图 1-4 表层土壤样品中检测到的烷基环己烷类化合物 5．甾萜类化合物的分布特征 甾、萜类化合物主要包括烃类、醇类、酯类、醛类、酮类等。环境中的甾类 化合物和萜类化合物可能来源于石油污染或天然有机物的分解。在未被污染的现 代沉积物与古代沉积物、石油以及煤中均含有甾烷、三萜烷化合物，但二者存在 明显的差异。 在自然界分布最广的萜类有单萜类、倍半萜类、双萜类和三萜类。原油中普 遍分布有甾烷和五环三萜类化合物，这些化合物平均占原油中环烷烃的 25％， 甾烷的碳数分布范围主要为 C27～C29。五环三萜烷的碳数分布范围为 C27-C35。 天然生物质（动物、植物）中也含有大量的萜类，其中许多占优势的三萜类多被 认为是古代沉积物和石油中烃类的直接先驱。但生物体内的萜类主要以萜烯或萜 醇、酸、酮类的形式存在。藿烷在土壤、湖泊、河口沉积物中普遍存在，它们的 来源包括原地源和外来源两类，外来源主要包括陆源、都市和河流输入、工农业 及下水道排放、大气降尘、船舶运输及其它人为的输入。本地源包括藻类、浮游 动植物（Jassby 等，1993）。不同来源的藿烷化学组成存在差异（Nichols 等
1986)原油中甾类化合物分布很广,在近代沉积物中主要存在甾醇,含有少量 的甾烷。生物体内所有的甾类化合物是由包含由若干甲基基团、一个烷基链和若 干官能团的过氧1,2环戊烷菲等基团所组成。由于甾萜类有机化合物可以在沉 积物中长期保留,湖相沉积物中的甾萜类化合物成为了很好的环境变化的记录。 造成甾萜类有机分子在湖相沉积物中长期存在的原因主要包括:(1)由于较高分 子量的烃类化合物具有相对较低的水溶性和蒸气压,因此可以沉积物颗粒强烈结 合;(2)烃类比大部分其它形式的有机质根难易受生物降解。 原油中和近代沉积物中甾烷和五环三萜烷的结构特征存在明显的差别。甾烷 化合物中20碳位上、藿烷22碳位上均为手性碳原子存在R构型和S构型(图 1-5),在生物质和演化程度较低的沉积物中均为R构型,随有机质受热程度增 大,间逐渐向S构型转化,在成熟的原油中S/R到到平衡。在环境样品中检测 到的甾烷系列化合物主要包括规则甾烷、重排甾烷、孕甾烷和升孕甾烷系列化合 物,其中以规则甾烷为主。 b 图1-5甾烷和藿烷系列化合物的分子结构示意图 甾烷b-藿烷 萜类化合物系指有环的(Ring环状的)类异戊二烯烃型化合物萜类化合物的 热稳定性和抵抗微生降解的能力均比正构烷烃强,所以它们能以较稳定的有机化
9 1986）。原油中甾类化合物分布很广，在近代沉积物中主要存在甾醇，含有少量 的甾烷。生物体内所有的甾类化合物是由包含由若干甲基基团、一个烷基链和若 干官能团的过氧 1，2 环戊烷菲等基团所组成。由于甾萜类有机化合物可以在沉 积物中长期保留，湖相沉积物中的甾萜类化合物成为了很好的环境变化的记录。 造成甾萜类有机分子在湖相沉积物中长期存在的原因主要包括：（1）由于较高分 子量的烃类化合物具有相对较低的水溶性和蒸气压，因此可以沉积物颗粒强烈结 合；（2）烃类比大部分其它形式的有机质根难易受生物降解。， 原油中和近代沉积物中甾烷和五环三萜烷的结构特征存在明显的差别。甾烷 化合物中 20 碳位上、藿烷 22 碳位上均为手性碳原子，存在 R 构型和 S 构型（（图 1-5），在生物质和演化程度较低的沉积物中均为 R 构型，随有机质受热程度增 大，间逐渐向 S 构型转化，在成熟的原油中 S/R 到到平衡。在环境样品中检测 到的甾烷系列化合物主要包括规则甾烷、重排甾烷、孕甾烷和升孕甾烷系列化合 物，其中以规则甾烷为主。 29 28 27 26 25 24 23 21 22 20 19 18 17 16 14 15 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 27 28 25 26 30 29 31 32 33 34 35 b 图 1-5 甾烷和藿烷系列化合物的分子结构示意图 a- 甾烷 b-藿烷 萜类化合物系指有环的(Ring 环状的)类异戊二烯烃型化合物，萜类化合物的 热稳定性和抵抗微生降解的能力均比正构烷烃强，所以它们能以较稳定的有机化
合物形式存在于地质体(包括沉积物、石油等)五环三萜类以藿烷型骨架化合 物为主。生物构型藿类(酸、醇、烯)在沉积圈经历了温度、压力和催化剂的作 用逐渐转化为地质构型的藿烷。生物构型是1邛β(H)21β(H)22R构型,现 代沉积物的有机质中藿烷基化也保持了这种构型。随着成熟度的増加,转化为 17β21a(莫烷)和17α21β型。通常其稳定性顺序是17β21β<17β21α<17α 21β,随着有机质不断成熟,ββ型迅速消失。此外,对于碳数大于或等于31的 异构体,C22为手征碳原子,当成熟度增加时,形成R构型和S构型的混合物 达到平衡时S/R=60:40,因此,成熟的原油中主要含有17α21β22R和17α 21β225型藿烷。17α(H)和17β(H)分别为藿烷和莫烷的降解产物,18α (H)可能有不同来源,故受成熟度演化影响不大。常用Tm/Ts(17a(H)/18 a(H)S/S+R值的大小作为判断石油输入与非石油类输入的标志 环境样品中三萜类化合物主要来源于矿物油及其衍生物,因此其组成特征与 原油的相似。 图1-6、1-7为天津地区表层土中甾萜类化合物的其显色谱/质谱图。 图1-6天津土壤中甾烷的分布特征 (图中化合物数字所表示的化合物的名称见表1-1) 表1-1图1-6中化合物名称列表
10 合物形式存在于地质体（包括沉积物、石油等）。五环三萜类以藿烷型骨架化合 物为主。生物构型藿类（酸、醇、烯）在沉积圈经历了温度、压力和催化剂的作 用逐渐转化为地质构型的藿烷。生物构型是 17β（H）21β（H）22R 构型，现 代沉积物的有机质中藿烷基化也保持了这种构型。随着成熟度的增加，转化为 17β21α（莫烷）和 17α21β型。通常其稳定性顺序是 17β21β<17β21α<17α 21β，随着有机质不断成熟，ββ型迅速消失。此外，对于碳数大于或等于 31 的 异构体，C22 为手征碳原子，当成熟度增加时，形成 R 构型和 S 构型的混合物， 达到平衡时 S/R=60：40，因此，成熟的原油中主要含有 17α21β22R 和 17α 21β22S 型藿烷。17α（H）和 17β（H）分别为藿烷和莫烷的降解产物，18α （H）可能有不同来源，故受成熟度演化影响不大。常用 Tm/Ts（17α（H）/18 α（H））、S/S+R 值的大小作为判断石油输入与非石油类输入的标志。 环境样品中三萜类化合物主要来源于矿物油及其衍生物，因此其组成特征与 原油的相似。 图 1-6、1-7 为天津地区表层土中甾萜类化合物的其显色谱／质谱图。 Tim e 2 4 .0 0 2 8 .0 0 3 2 .0 0 3 6 .0 0 4 0 .0 0 4 4 .0 0 4 8 .0 0 5 2 .0 0 5 6 .0 0 6 0 .0 0 6 4 .0 0 6 8 .0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 A b u n d a n c e Io n 2 1 7 .0 0 (2 1 6 .7 0 to 2 1 7 .7 0 ):P3 1 2 3 4 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 2 2 3 2 1 2 4 图 1-6 天津土壤中甾烷的分布特征 （图中化合物数字所表示的化合物的名称见表 1-1） 表 1-1 图 1-6 中化合物名称列表