《International Journal of Coal Geology》：Polycyclic aromatic oxygen heterocyclic as molecular markers to fossil fuels: Analytical methods and applications
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含氧杂环芳烃（PAOHs）作为氧地球化学标志物（O-markers）被用于原油、源岩和煤的地球化学表征，研究涵盖提取技术（如加速溶剂萃取）和分析方法（如GC-MS、二维GC、FT-ICR MS），并探讨了PAOHs的成因及其诊断比率在指示有机相态、沉积环境和成熟度的应用价值。
作者：弗拉维亚·利马（Flávia Lima）、西玛·米兰达（Cima Miranda）、迭戈·内里·多·阿马拉尔（Diego Nery do Amaral）和玛丽亚·埃莉萨贝特·马查多（Maria Elisabete Machado）
巴西巴伊亚联邦大学（Universidade Federal da Bahia）地球科学研究所（Instituto de Geociências），石油与环境研究生项目（Programa de Pós-gradua??o em Petróleo e Meio Ambiente），地址：40170-115 Salvador, BA, 巴西
摘要
含有氧原子的多环芳烃氧杂环化合物（PAOHs），如苯并呋喃、二苯并呋喃、苯并萘呋喃和苯基二苯并呋喃，被用作原油、源岩和煤样本中的氧化地球化学标志物（O-标志物）。本研究全面概述了用于地球化学表征的主要O-标志物，以及用于定性和定量分析的样品制备方法和色谱技术。文中描述了从传统的索氏提取法到更环保的方法（如加速溶剂萃取和超声辅助萃取）的各种提取技术。仪器分析技术，包括气相色谱-质谱联用（GC-MS）、全面二维气相色谱（Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry），因其分辨率高、灵敏度高且能够解析地质基质中的复杂PAOH混合物而受到重视。最后，本文深入讨论了O-标志物化合物的起源及其地球化学意义，并强调了用于表征原油、源岩和煤的诊断比值。将分子数据与组成参数相结合，为评估热成熟度、沉积环境和石油迁移过程提供了有力的工具。
章节摘录
引言
多环芳烃氧杂环化合物（PAOHs）由一个或多个融合的芳香环组成，这些环结构中至少含有一个氧原子。这类化合物包括苯并呋喃（BF）、二苯并呋喃（DBF）、苯并萘呋喃（BNF）和苯基二苯并呋喃（PDBF）及其相应的烷基化同系物。PAOHs常见于原油及其衍生物（Li等人，2013年）、源岩提取物（Li和Ellis，2015年）以及煤（Omais等人，2011年），并在其中发挥关键作用。
定义与性质
PAOHs是含有氧原子的芳香化合物，由多个融合的环组成，其中至少有一个环含有氧原子。它们包括BF、DBF、BNF和PDBF（图1），这些化合物广泛存在于石油及相关材料中。由于芳香环中的取代模式多种多样，每种PAOH类别都包含大量的异构体，从而增加了其分析和结构的复杂性（Machado等人，2022年）。
PAOHs的物理化学性质...
样品预处理
地质样品的预处理是一个关键步骤，可以增加样品的表面积、提高均匀性并确保样品的代表性，从而便于后续的化学和物理分析。通常，岩石样品首先使用颚式破碎机破碎成约1.4厘米的颗粒，然后在装有陶瓷板的立式研磨机中进一步细磨至粒径小于150微米（<100目）。这一过程对于获得均匀的材料至关重要。
分析技术
在先进的分析技术中，气相色谱（GC）是用于表征化石燃料中PAOH化合物的主要技术，因为它简单且能有效分离混合物中的成分。常用的检测器包括火焰离子化检测器（FID）（Radke等人，2000年）、原子发射检测器（AED）（Murti等人，2002年）以及气相色谱-质谱联用（GC-MS）（Kruge等人，2000年；Li和Ellis，2015年；Wang等人，2020年；Ogbesejana等人，2021年；Li等人，2023年）。
PAOHs的起源
尽管已有许多研究使用PAOHs作为O-标志物，但尚未有全面的研究探讨这些化合物的起源。原油和源岩中DBF的存在归因于湖泊古环境中高等植物的沉积（Luo和Li，1994年；Sephton等人，1999年；Radke等人，2000年）。DBF也可以由热解脂肪族化合物的部分氧化形成（Suzuki等人，2021年）。
Sargent和Stransky（1984年）提出...
O-标志物与诊断比值
表5列出了文献中基于PAOHs化合物（O-标志物）的地球化学诊断比值，这些比值用于指示原油、源岩提取物和煤的有机相类型（Cesar和Grice，2017年；Yang等人，2017年；Li等人，2013年；Radke等人，2000年）、古沉积条件（Wang等人，2023年）、热成熟度（Yang等人，2017年；Radke等人，2000年；Wang等人，2023年）以及迁移过程（Li和Ellis，2015年）。
用于评估沉积古环境的诊断比值...
结论与未来趋势
本综述全面探讨了PAOHs作为原油、源岩和煤中地球化学标志物（O-标志物）的用途。
对于从源岩中提取有机物，索氏提取法仍然是标准方法。然而，在进行仪器分析之前，通常需要对油、岩和煤样品进行预处理以降低基质复杂性，其中SARA分馏法是最常用的方法。尽管效果显著，但SARA程序仍存在一些局限性...
作者贡献声明
弗拉维亚·利马（Flávia Lima）： 起草初稿、方法论设计、实验研究。
西玛·米兰达（Cima Miranda）： 起草初稿、方法论设计、实验研究。
迭戈·内里·多·阿马拉尔（Diego Nery do Amaral）： 起草初稿、方法论设计、实验研究。
玛丽亚·埃莉萨贝特·马查多（Maria Elisabete Machado）： 文章审阅与编辑、监督工作、实验研究、概念构思。
Snyder和Buell，1968年
Tang等人，2017年
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
