表征有机质干酪根和残留在热解后油页岩废渣上的有机质对于认识石油的生成机理和途径,解决与油页岩废渣相关的问题至关重要.该项研究中运用先进的固态13C核磁共振(NMR)光谱检测了油页岩和油页岩废渣样品中有机质的化学结构.油页岩样品采自皮申斯盆地Mahogany地带的露头.共分析了5种样品:(1)含原油页岩;(2)分离的干酪根;(3)用氯仿萃取的油页岩;(4)模拟地面干馏法,在开放系统,500℃条件下干馏的油页岩;(5)模拟原位干馏,在封闭系统,360℃条件下干馏的油页岩.所运用的NMR方法包括13 kHz魔角旋转的定量直接极化,旋转边带全抑制的交叉极化、偶极移相、CHn选择、13C的化学位移各向异性过滤,以及1H-13C远程重新耦合偶极移相.NMR结果表明,相对于含原油页岩:(1)通过沥青萃取和去矿化作用离析干酪根,去除了含氧基团和烷基基团;(2)未热解的样品具低芳族缩合;(3)油页岩热解去除了脂肪族基团,留下残余物富集在芳族碳中;(4)在开放系统,500℃条件下干馏的油页岩比在封闭系统、360℃条件下干馏的油页岩含有更大的芳族簇和更多的质子化芳族基团,更多的总芳族碳,且簇的大小范围十分宽泛.