沉積有機(jī)質(zhì)中往往含有豐富的有機(jī)硫化物，除了只含硫的常見硫化物如硫醚、四氫噻吩、噻吩和苯并噻吩之外，還包含一些包含其他雜原子(如含N或O)的有機(jī)硫化物。為了與普通硫化物區(qū)分，我們稱之為極性有機(jī)硫化物(如N1S1，N1S2，O1S1，O2S1等)。與一般的有機(jī)硫化物相比，極性有機(jī)硫化物因為雜原子多，因而有著較高的極性，其組成非常復(fù)雜，用常規(guī)分析手段很難分離分析，它們的成因目前也尚未明確。根據(jù)以上特點(diǎn)，近期，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員廖玉宏課題組以江漢盆地高硫低熟原油為研究對象，利用具有超高分辨率的傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀(FT-ICR MS，型號為SolariX XR 9.4T)研究了江漢低熟原油中極性有機(jī)硫化物的分布特征，并探討了其來源。

　　低熟原油是一種特殊的原油，具有含雜原子極性化合物豐富的特征，它經(jīng)歷的埋藏深度淺、熱演進(jìn)程度低，因而保留了很多原生的地球化學(xué)信息。研究發(fā)現(xiàn)，在江漢低熟油中，硫元素主要以形成硫雜環(huán)而不是形成硫醚的形式存在于有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)中。硫雜環(huán)以及稠合的芳環(huán)個數(shù)的增加，都會導(dǎo)致硫化物和極性有機(jī)硫化物的等效雙鍵值(DBE)增加(圖1)。

　　極性硫化物與相應(yīng)的極性化合物的分布特征對比研究結(jié)果表明，某些極性有機(jī)硫化物很可能是由沉積可溶有機(jī)質(zhì)中一些包含活躍官能團(tuán)(如共軛的C=C雙鍵、羥基)的前驅(qū)體在成巖階段早期經(jīng)由分子內(nèi)硫化作用形成的。在此過程中，這些前驅(qū)體能夠形成的硫雜環(huán)個數(shù)受其分子結(jié)構(gòu)中活躍官能團(tuán)數(shù)量的控制：比如一對共軛的C=C雙鍵能夠通過與微生物的硫酸鹽還原作用(BSR)形成的H2S發(fā)生加成反應(yīng)而形成一個四氫噻吩環(huán)，而不含活躍官能團(tuán)的前驅(qū)體分子則無法發(fā)生加成反應(yīng)被硫化。需要注意的是，由于其具有反應(yīng)活躍的特點(diǎn)，含活躍官能團(tuán)的前驅(qū)體分子既可以發(fā)生硫化形成有機(jī)硫化物，也可以發(fā)生氫化形成相應(yīng)的烴類。如果分子結(jié)構(gòu)中的活躍官能團(tuán)數(shù)量足夠多，則可能有一部分官能團(tuán)發(fā)生氫化而其他官能團(tuán)發(fā)生硫化，即硫化和氫化之間存在競爭。比如含有40個C原子的類胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)中共有11個共軛的C=C雙鍵，可以通過硫化和/或氫化形成含0~5個硫雜環(huán)的一系列化合物，分子結(jié)構(gòu)中每增加一個硫雜環(huán)，化合物的DBE增加1(圖2)。此外四氫噻吩環(huán)的芳香化會形成噻吩環(huán)，導(dǎo)致DBE在原有基礎(chǔ)上增加2(圖2)。這一系列化合物在江漢低熟原油中都有檢測到，從而證實了上述機(jī)理的合理性。

　　硫化作用形成的硫化物或者氫化作用形成的非硫化物都會繼承這些前驅(qū)體的分布特征(如奇偶優(yōu)勢)，因而原油中的極性有機(jī)硫化物與一些含氮含氧的極性化合物有著類似的分布特征，差別僅僅在于前者在結(jié)構(gòu)上比后者多了一個或幾個硫環(huán)?；谶@種分子結(jié)構(gòu)上的繼承性，通過研究低熟油中的極性有機(jī)硫化物的分子結(jié)構(gòu)和分布特征可以還原它們的前驅(qū)體在沉積物中的分子結(jié)構(gòu)和分布特征，從而獲得有用的地球化學(xué)信息。