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[科普中国]-石油旋光性

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石油在偏光下.具有把偏光面向右旋转的特性.偏转度一般小1°旋光性是有机质所特有的一种性质.而且当加温至300℃时即消失。因此,在研究石油生成时.常以这种旋光性和在石油中发现的素(由动植物色素如叶绿素或血红素变化而成.并在温度超过200℃时被破坏)的存在作为石油有机成因的依据有关。1

概述

这是天然石油的一种重要特性。当偏光通过石油时,偏光角会旋转一定角度,这个角叫旋光角。凡具有能使偏光角发生旋转的特性称为旋光性。引起石油旋光性的原因,在于其有机化合物分子结构中具有不对称的碳原子。不对称碳原子的存在构成了不对称的分子,使化合物本身具有旋光性能。2

性质

1、所有的石油都具有旋光性,且其平均值绝大多数表现为恒定的右旋

2、石油旋光性是易变的

3、石油旋光角随着馏份温度的增大而增大

4、石油平均旋光角随储油层时代的增大而减小

成因

根据石油在旋光性方面的这些特性,能说明那些问题呢?

它们首先有力的证明了石油的有机成因。早已查明:旋光性的造成是由于不对称碳原子晌存在。不对称碳原子的存在,形成了不对称的分子,因而化合物本身具有了旋光的性能。但是只有当不对称分子的总和脱离了外治旋状态寸,亦即左旋和右旋同分;异构休数目不相等寸,整个物质最后才能表现出旋光性。

石油本身的旋光性,正是原始有机物保存下来的一种残留性质。

由有机物中左旋物质占优势出发,看来石油也应是左旋的,伹实际上,石油是以右旋为主的。这种转变的详细过程还不十分新鲜,但据弗洛斯特的试验证明。旋光符号的变化可产生在含氧或含氮化合物向碳氢化物转变的情况下,同样也可藉细菌选择性单方面破坏左旋有机化合物而造成。地表石油右旋值的增长也证明了这种作用的可能性。

变化因素

石油旋光性大小的变化不仅与储油层时代有关,而且与储油层埋藏深度、储油层的岩性,石油本身过去的历史状况(包括生油层的时代和埋藏深度以及运移过程的特征等等)、油田水文地质状况火成岩活动动力变质作用等也有着密切关系。

因而,石油旋光角随储油层时代增加而降低的现象是否可作为石油旋光现象的一个基本规律是值得怀疑的。但这并不影响关于石油在地球化学历史中变化方向的结论,因为石油的这种变化不仅与储油层时代有关,而且正如上面所提到的,许多因素对它都是有影响的,其中特别是储油层埋藏的深度。3

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学