文档介绍：第二章沉积有机质
教学目的:
了解生物演化特征,掌握沉积有机质的演化及其控制地质体中有机质丰度的主要因素
主要内容:
有机碳的地球化学循环
生物有机质的主要化学组成
沉积有机质及其控制丰度的主要因素
沉积有机质的演化特征
重点及难点:
沉积有机质丰度的控制因素及其演化特征
第二章沉积有机质
第一节有机碳的地球化学循环
第二节生物有机质的化学组成★
第三节沉积有机质★★
第四节沉积有机质的演化★
第五节沉积有机质的分布
第一节有机碳的地球化学循环
一、光合作用与生物圈
1、光合作用
有机质是形成油气最原始的物质,而光合作用是造成地壳上大量有机质的基本过程,它是细菌或绿色植物通过叶绿素利用光能将CO2和H2O转化成有机物质,其过程:
光能
6CO2+6H2O————C6H12O6+6O2
叶绿素
光合作用是利用阳光的能量将水分解,其中的H用于还原CO2,产生葡萄糖,O2被游离出来,由于在地球的大气圈中出现了游离的分子氧,就为生命的发展提供了极有利的条件,从此以后生物界便开始了大量繁衍,从而为油气母质的形成提供了基础。
2、生物圈及其演变
生物生存和分布的地球外圈称为生物圈,包括接近地表的大气圈、水圈和地壳表层,其上限尚无确切资料,其下限在海洋可达深海,陆地可达有水分而温度不超过100℃的地方
在地球发展过程中,生物圈经历了由低级到高级、由简单到复杂、由单一到多样的演化过程
地球发展历史中经历了几次重大的生物变革期
Fairbridge从有机地球化学角度总结了特别有意义的生物变革:
3800±3000Ma前最初的生命出现
3000Ma前自养生物出现,光合作用成为全球现象
2000Ma前真核生物出现,从无性到有性生殖
1000Ma前最早的动物出现,造成动植物的分化
600Ma前海生动物繁盛,形成最初的碳酸盐介壳
400Ma前陆生高等植物出现,形成300Ma前第一次全球大成煤期
100Ma前远洋有孔虫和颗石藻发育和繁盛,使碳酸盐沉积移向深海
2—3Ma前人类起源
二、主要生物类型及其对沉积有机质的贡献
主要的生物类型包括:浮游植物、浮游动物、高等植物和细菌
浮游植物:有机碳的主要来源之一。在地史中,浮游植物存在三个高产期
前寒武纪到早古生代,主要为具有机壁特征的浮游植物,如蓝—绿藻、绿藻等
晚侏罗世到白垩纪,主要是具有钙质的浮游植物,如颗石藻类和甲藻等
晚古新世和始新世,主要为一些硅质的浮游植物
细菌:与藻类一样,是生物界的先驱者,是在地球上分布最广、繁殖最快的一种生物,其生活适应能力很强,可在咸水、淡水、近代沉积物和古代沉积物中大量繁殖,对于保存于沉积物中有机质,它可能是仅次于浮游植物的有机碳的第二大来源
浮游动物:它以浮游植物为食,因此,异氧浮游动物的存在和分布与自氧的浮游植物密切相关,浮游动物高产期往往紧接浮游植物高产期而出现,在浮游植物高产地区,浮游动物也相当发育;从寒武纪开始,大多数浮游动物提供了相当数量的有机质,但高等浮游动物由于繁殖率较低,数量较少,对有机质的贡献较低
第一节有机碳的地球化学循环
高等植物:地史中,志留纪以前,陆地只有少量的低等植物,志留纪沉积物中才出现高等植物残体,但直到志留纪晚期,裸蕨类植物才控制了陆地;到中泥盆世,多数类型的维管植物相继出现,在晚石炭世时,以蕨类植物为主的陆地植物群达到高峰,成为世界上第一大成煤期;到早白垩世时,随着植物进一步演化,适应性更强的被子植物出现,并在植物群中占优势和广泛繁殖,成为地史上广泛成煤期
高等植物为沉积物提供有机质可能仅次于浮游植物,而与细菌相当
由于各地史时期中水生生物进化,因此沉积物中有机质的主要天然组合亦有较大差别,如左图所示