在水体中,生物死亡以后,体内的主要成分如碳水化合物、蛋白质、类脂物、木质素等会先后遭受不同程度的分解与破坏。分解产物一部分被另外一些生物当作能源而再循环,另一部分则经过物理学过程而变为简单分子(CO2和H2O等)。剩下的部分(生物原始数量的极少部分)没有经历完全的生物再循环和物理化学分解而进入沉积物中,这就是“沉积有机质”的主要来源。
早期的沉积有机质和沉积物在沉积压实作用下,不断地被埋藏到较深的部位。在正常的地质条件下,需经过5000~10000年才能形成1米厚的沉积层。在这段沉积时期,细菌活动引起的发酵作用使有机物中的纤维素、蛋白质和多糖大分子被降解。大多数有机质在这一阶段聚合成不溶于有机溶剂的有机物,人们称之为“腐殖组分”,石油地质学家把它叫做“干酪根”。
干酪根一词来源于希腊语,意为能生成油或蜡状物的物质。1912年A.G.布朗第一次用它来表示苏格兰油页岩中的有机物质,这些有机物质在干馏时可产生类似石油的物质。以
后,这一术语多用于代表油页岩和藻类中的有机物质。直到20世纪60年代才明确规定为代表沉积岩中的不溶于酸的有机质。弗斯曼和哈特(1958)明确提出,干酪根系指沉积岩中一切不溶于普通有机溶剂的分散状有机物质,特别是非储集沉积岩中的不溶有机质。蒂索和威尔特(1978)则定义为沉积岩中既不溶于含水的酸性溶剂,也不溶于普通有机溶剂的有机组分,它泛指一切成油型、成煤型的有机物质,但不包括现代沉积物中的腐殖物质。干酪根是岩石中有机质的主体,约占总有机质的80%~90%,其中80%~95%的烃是由干酪根转化而成的。研究表明,干酪根是一种高分子聚合物,没有固定的化学成分,主要是由碳、氢、氧和少量硫、氮组成,无固定的分子式和结构模型。
人们对干酪根的真正含意也争论了很久,目前比较趋于一致的看法是:干酪根是死亡的生物体在一定条件下被微生物降解后残留下来的不溶部分,而可溶部分则称为沥青。石油地质学家在实验室模拟条件下使干酪根转化生成了石油烃,所以干酪根生油说就成为有机生油理论的核心。
从有机质变为干酪根主要得益于细菌的降解作用,使干酪根进一步演变成石油则主要靠温度作用。