中元古界下马岭组富有机质黑色页岩是中国北方宣隆凹陷东南部的一套潜在烃源岩。本研究基于元素分析、13C NMR、XPS、FTIR和XRD实验分析技术表征下马岭组黑色页岩中干酪根的元素组成和化学结构特征，从而建立下马岭组干酪根结构模型。13C NMR分析表明，下马岭组干酪根碳结构由75.19%脂肪碳、22.06%芳香碳和2.75%的羰基碳组成。主要的亚甲基碳显示较低的平均亚甲基链长（Cn）3.87，这表明它们主要是短支链或脂肪环，而不是长直链。FTIR、XRD光谱对13C NMR光谱中观察到的脂肪族、芳香族和官能团信息进行了定性地佐证。XPS分析表明，含氮官能团中以吡咯为主，其次为胺、季氮和吡啶，含硫官能团包括亚砜、芳香硫、脂肪硫和砜。最后，通过预测和实验的13C NMR谱图对比，建立了一个相对合理的二维分子结构，化学式为C278H346N6O26S2。通过分子动力学模拟，将5个优化的2D干酪根分子放进晶胞盒子中构建了物理密度为1.067 g/cm3的合理3D干酪根模型。相比之下，建立的中元古代干酪根模型的脂肪族结构包含一些单环烷烃和多环饱和结构，与古生代干酪根模型相似，但与中生代干酪根模型有所不同。本研究所建立的干酪根模型弥补了前寒武纪干酪根结构模型的空缺，为今后深入探索古老有机质热解机理奠定了基础。
Guo C, Li M, Liu X, et al. Construction of multidimensional structure model of the Mesoproterozoic Xiamaling shale kerogen, northern North China[J]. Fuel, 2024,367:131572.
DOI: 10.1016/j.fuel.2024.131572