Structure chimique et modèle moléculaire du kérigène des charbons du groupe Benxi du Carbonifère dans le bassin d'Ordos

YANG Weiwei ,  

FAN Liyong ,  

WANG Zhaoyang ,  

ZHANG Bin ,  

GAO Juanqin ,  

DING Xiujian⁵ ,  

HE Lei ,  

QIAO Jinqi ,  

LUO Qingyong ,  

ZHANG Shuichang ,  

摘要

Le type de kérigène est un facteur clé contrôlant les caractéristiques des produits hydrocarburés. Le groupe Benxi du Carbonifère dans le bassin d'Ordos, cible importante pour l'exploration du gaz de charbon profond en Chine, développe des kérigènes de type III et Ⅱ₂ dont le potentiel générateur d'hydrocarbures diffère significativement. Cependant, la nature structurale chimique responsable de cette différence reste inconnue, limitant la compréhension approfondie du mécanisme de génération et du potentiel des ressources. En étudiant le charbon peu mature de la couche 8# du groupe Benxi, plusieurs techniques telles que l'analyse du contenu en carbone organique total, la pyrolyse de roche, la détermination des éléments organiques, l'observation pétrographique organique, la résonance magnétique nucléaire du carbone 13 solide (13CNMR), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et la spectroscopie photoélectronique X (XPS) ont été utilisées pour caractériser systématiquement les différences structurelles chimiques entre les kérigènes de type Ⅱ₂ et III. Les résultats montrent que, bien que les deux kérigènes soient principalement composés d'un squelette carboné aromatique, leur composition structurelle diffère nettement. Le kérigène de type Ⅱ₂ présente un rapport hydrogène/carbone (H/C) élevé, riche en structures aliphatiques et longues chaînes méthylène (-CH₂-), indiquant un fort potentiel de génération d'hydrocarbures liquides ; tandis que le type III est caractérisé par une forte proportion de carbone aromatique, des clusters aromatiques riches, des groupes fonctionnels oxygénés (C-O) et des structures méthyle (-CH₃), favorisant la génération d'hydrocarbures gazeux. Sur cette base, un modèle moléculaire 2D visualisé des kérigènes a été construit (Ⅱ₂ : C₁₈₆H₂₁₇O₃₀N₃S ; III : C₁₇₈H₁₅₇O₂₉N₃S₂), ainsi qu'un modèle moléculaire 3D agrégé fiable, fournissant une base structurale pour comprendre en profondeur la différence chimique fondamentale entre les deux types de kérigènes.

关键词

modèle moléculaire; structure chimique; kérigène; charbon; groupe Benxi; Carbonifère; bassin d'Ordos

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