中國甘肅在線1月27日訊 現(xiàn)代社會，原油和天然氣已經(jīng)被應(yīng)用到人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，然而關(guān)于石油是如何形成的卻仍然存在很多未解之謎。其中，多種無機(jī)元素和/或礦物對沉積有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化形成烴類化合物的催化作用就有很多疑問需要解答。近年來，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心青年科技工作者提出和開展了常見催化性礦物和鐵、錳、鉻、鈾等金屬元素及其組合對石油烴形成的催化作用研究，研究結(jié)果顯示出令人振奮的前景。

　　黃鐵礦是烴源巖中常見的重要礦物，特別是在黑色頁巖和煤層中的含量特別豐富，然而這些含鐵礦物在油氣的生成過程中具有何種作用及其作用機(jī)理尚不清楚。蘭州油氣中心馬向賢等通過對準(zhǔn)噶爾盆地東部侏羅系低成熟煤樣的干酪根進(jìn)行了生烴加熱模擬實驗分析，初步揭示了黃鐵礦對有機(jī)質(zhì)生烴的影響過程及其可能的反應(yīng)機(jī)理。

　　模擬實驗結(jié)果顯示，黃鐵礦不僅可以促進(jìn)氣態(tài)烴和液態(tài)烴生成率的增加，并且使得液態(tài)烴的生烴高峰從350℃提前到300℃左右(圖1)。模擬產(chǎn)物的碳同位素數(shù)據(jù)顯示，在加熱生烴過程中黃鐵礦對碳同位素分餾的影響并不明顯，同樣遵循正序分布規(guī)律，但在低溫（250℃）階段，熱催化天然氣碳同位素出現(xiàn)變輕的趨勢。穆斯堡爾譜分析結(jié)果顯示，黃鐵礦從300℃開始逐漸向磁黃鐵礦轉(zhuǎn)化（圖2），產(chǎn)出氣體組分中也含有H2S氣體，由此推斷，黃鐵礦在Ⅲ型有機(jī)質(zhì)生烴過程中作為一種誘導(dǎo)劑，通過誘導(dǎo)自由基的形成而促進(jìn)烴類物質(zhì)的生成，其總體化學(xué)反應(yīng)可用如下方程式表示：

　　FeS2→ Fe1-xS+S (0<x<1)

　　S+RH → HS·+R·

　　HS·+RH → H2S+R· (R-kerogen)

　　該項研究成果近期以Influence of pyrite on hydrocarbon generation during pyrolysis of type-III kerogen 為題發(fā)表在Fuel（2016, 147: 329-336）。

圖1 黃鐵礦對Ⅲ有機(jī)質(zhì)生烴影響的熱模擬實驗結(jié)果(OS-原樣，PS-原樣+黃鐵礦)

圖2 黃鐵礦在加熱模擬實驗中的變化過程穆斯堡爾譜圖