短鏈烷基苯系物（總碳數(shù)為C6-C10的C0-C4烷基取代苯系物，包括苯、甲苯、乙苯、二、三和四甲基苯及異構(gòu)體）是原油和烴源巖中一類重要的有機化合物組分，其組成與分布特征可能具有潛在的指示有機質(zhì)類型、沉積環(huán)境性質(zhì)、熱演化程度等重要地質(zhì)-地球化學(xué)信息。檢測烴源巖中的有機物質(zhì)首先需要對烴源巖樣品進行極性溶劑（如二氯甲烷和甲醇的混合溶劑）抽提、濃縮，經(jīng)柱色譜分離，獲取其中的短鏈烷基苯系物的組分與分布特征。由于短鏈烷基苯系物碳數(shù)較低、分子量小、沸點一般較低，在前處理過程中可能存在損失而難以檢測分析，因此烴源巖中短鏈烷基苯系物的測定一直都是個挑戰(zhàn)。
近期，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機地球化學(xué)國家重點實驗室詹兆文副研究員等探索采用頂空-箭型固相微萃取與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-Arrow-GC/MS）技術(shù)直接檢測分析烴源巖粉末樣品中的短鏈烷基苯系物，并提出了最優(yōu)的測試分析條件和儀器參數(shù)。推薦的HS-SPME-Arrow條件為250 m涂層厚度的聚二甲基硅氧烷（PDMS）萃取頭、萃取溫度120 、萃取時間20min、解析溫度為260 ，GC/MS采用原油和烴源巖抽提物中芳烴化合物分析的常規(guī)條件即可。利用該方法可以檢測出目前原油和烴源巖中已定性的35個短鏈烷基苯系物，共計31個峰（圖1）。
研究團隊?wèi)?yīng)用上述方法分析了我國不同沉積背景下湖相烴源巖中短鏈烷基苯系的組成與分布特征，研究發(fā)現(xiàn)部分短鏈烷基苯系的相對含量與烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro值存在較好的相關(guān)性，提出3個新的表征有機質(zhì)熱演化程度的參數(shù)，即二甲基-4-乙苯比值(DM4EBR)、1,2二甲基乙苯比值(1,2-DMEBR)和三甲苯比值(TMBR)，通過它們與Ro值的相關(guān)關(guān)系可以估算烴源巖或原油的成熟度（圖1）。此外，通過短鏈烷基苯系物的分布特征與常規(guī)生物標(biāo)志物參數(shù)之間關(guān)系，提出3個具有潛在指示烴源巖有機質(zhì)類型和沉積環(huán)境性質(zhì)的指標(biāo)，即DMEBR-1（二甲基乙苯比值-1）、DMEBR-2（二甲基乙苯比值-2）和1-MiPBR（1-甲基異丙基苯比值），指出在烴源巖生油晚期前（Ro＜1.2%），這三個參數(shù)值分別大于0.8、0.9和0.6時指示烴源巖形成于以陸源有機物輸入為主的有氧-低氧條件下的淡水環(huán)境；而低于界限值則表明有機質(zhì)主要以藻類有機質(zhì)為主，沉積于缺氧、還原或咸水環(huán)境，并以此參數(shù)及其界限建立了烴源巖有機質(zhì)與沉積環(huán)境判識圖版（圖2）。
短鏈烷基苯系物屬于原油和烴源巖中的輕烴范疇，在凝析油、高成熟的輕質(zhì)油和高-過成熟的烴源巖中相對富集。高的豐度使其比常規(guī)生物標(biāo)志物更容易檢測分析，且分子量和沸點都大于一般C 6-C 7化合物，這使得其檢測比一般輕質(zhì)烷烴化合物更可靠，含苯環(huán)的結(jié)構(gòu)使其抗生物降解能力較烷烴類輕烴化合物強。這些特征可以使短鏈烷基苯系物（尤其是三甲苯和四甲苯系列）成為理想的分子指標(biāo)，在研究深層烴源巖、輕質(zhì)油/凝析油等高-過成熟度地質(zhì)樣品時發(fā)揮重要作用。
圖1：HS-SPME-Arrow-GC/MS分析烴源巖中短鏈烷基苯系的總離子色譜圖
其中，B=苯，M=甲基，E=乙基，P=丙基，i=異-，n=正-，Tol=甲苯，EB=乙苯，DMB=二甲苯，TMB=三甲苯，TeMB=四甲苯
圖2：短鏈烷基苯系物參數(shù)與烴源巖成熟度參數(shù)之間的關(guān)系
其中：A，B和C分別是二甲基-4-乙苯比值(DM4EBR= 1,3-DM-4-EB/1,2-DM-4-EB))、1,2二甲基乙苯比值(1,2-DMEBR = 1,2-DM-4-EB/(1,2-DM-4-EB + 1,2-DM-3-EB))和三甲苯比值(TMBR = 1,2,3-TMB/(1,3,5-TMB + 1,2,4-TMB + 1,2,3-TMB))與烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro值之間的相關(guān)關(guān)系。各簡稱對應(yīng)化合物及其色譜峰見圖1.
圖3：短鏈烷基苯系物參數(shù)判識烴源巖有機質(zhì)輸入和沉積環(huán)境性質(zhì)圖版
其中：DMEBR-1（二甲基乙苯比值-1）=(1,3-DM-2-EB + 1,2-DM-3-EB)/1,2,3,4-TeMB；
DMEBR-2（二甲基乙苯比值-2） = (1,4-DM-2-EB + 1,3-DM-4-EB + 1,2-DM-4-EB + 1,3-DM-2-EB + 1,2-DM-3-EB)/(1,2,4,5-TeMB + 1,2,3,5-TeMB + 1,2,3,4-TeMB)；
1-MiPBR（1-甲基異丙基苯比值）= (1-M-3-iPB + 1-M-4- iPB + 1-M-2-iPB)/(1,2,3,5-TeMB + 1,2,3,4-TeMB)。各簡稱對應(yīng)化合物及其色譜峰見圖1.
論文信息：Zhan, Z.-W.,(詹兆文) Wang, G.-X.,(王國翔) Tian, Y.,(田彥寬) Zhan, X.,(詹鑫) Liang, T.,(梁天) Wang, Y.-P.,(王遙平) Zou, Y.-R., (鄒艷榮) Peng, P.a., (彭平安) 2023. Determination and petroleum geochemical significance of short-chain alkylbenzenes in lacustrine source rocks. Organic Geochemistry, 104685.
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