赤道太平洋沉积有机质物性、源性的地球化学及其沉积环境对比研究

对赤道中东太平洋和赤道西太平洋4个柱状样中有机碳、可溶有机质(即氯仿沥青"A")及其族组成(总烃、饱和烃、芳烃、非烃)、某些生物标志物(正构烷烃、类异戊二烯烃和萜类)分布特征进行物性和源性的地球化学对比研究,并对它们的共性和差异性进行了探讨。结果表明:它们的共性是非烃含量高,而饱和烃和芳烃含量低,饱和烃与芳烃的比值小,类异戊二烯含量高,样品的碳优势指数CPI值为0.812~1.380,Ts/Tm的比值在0.99~1.50,反映了检测出的分子化石经历了一定的成岩作用改造,具有低成熟烃特点。4个站位的有机质都处于低演化阶段,演化程度大小为WP02-1>ES0103>W2001-2>MP2001-01。由于物性、源性以及沉积环境的差异,正构烷烃的特征可以分为两类:MP2001-01柱样沉积物中正构烷烃谱图呈双峰型分布,前低碳峰群以nC17和nC18为主峰,后高碳峰群以nC₂₇和nC₂₉为主峰,nC₂₃-/nC₂₄+为0.631~0.950,表征了主要以海洋低等菌藻类和陆地高等植物两种混合来源;而W2001-2,ES0103和WP02-1三个站位的谱图呈单峰型,并以与水生大型植物有关的C₂₅为主峰(nC₂₅为主峰,nC₂₄次之,个别为nC₂₃)的中等碳链长占优势,nC₂₃-/nC₂₄+为0.081~0.234,表明正构烷烃主要来源是海洋水生大型植物,藻类对这些海域低熟烃的形成作出了巨大贡献。这3个站位Pr/Ph为0.215~0.901,反映出这些站位处于强还原、还原或少数弱氧化环境,还原环境在低熟烃形成和保存过程中发挥了重要作用。     

南黄海北部表层沉积物中生物标志物的组成特征及其地球化学意义

通过对南黄海北部14个站位的19个表层沉积物样品进行了粒度、有机碳、GC-FID和GC-MS-MS测定,探讨沉积物有机质中生物标志物组成特征及地球化学意义。研究区表明,沉积物有机碳含量较高,正构烷烃呈双峰分布,具有明显奇偶优势、平均L/H为0.36,说明沉积物中陆源高等植物贡献占优,分析对比表明其沉积物可能主要来自古黄河输入。类异戊二烯烃Pr/Ph均值0.46,表明有机质沉积于强还原环境;Pr/C₁₇和Ph/C₁₈值均小于1,并且随深度有减小的趋势,反映了研究区微生物的降解作用。甾类化合物C₂₉豆甾烷>C_（?）胆甾烷>C₂₈麦角甾烷,说明萜类化合物和甾类化合物主要为陆相输入。较高OEP值、高丰度的藿烯和莫烷及甾烷S构型含量均反映了现代沉积物中有机质未熟-低熟特征,但由于原始母质影响和微生物发育,Ts/Tm和C₃₁αβS/（S+R）、C₃₂αβS/（S+R）、C₃₃αβS/（S+R）和C₂₉αββ/（ααα+αββ）值较高。     

太平洋东部ES0103柱状样品中可溶有机质的组成变化及其早期成岩作用

利用2001年采自太平洋东部ES0103站位的多管沉积物柱状样品,采用GC/MS对沉积物中的可溶有机质(氯仿沥青"A")及其族组成(饱和烃、芳烃、非烃和沥青质)、正构烷烃、类异戊二烯烃和萜类化合物进行了定量分析,结果表明:(1)氯仿沥青"A"中的非烃较饱和烃和芳烃的含量高,反映出该海区沉积物中有机质的演化程度较低.(2)正构烷烃的碳分子数范围多为nC14～nC34,CPI值略显奇偶优势,轻重烃比值(nC23-/nC24 )较低;类异戊二烯烃的Pr/Ph值较低,显示出该海区沉积物中的烃类是在较强的还原环境下形成的低成熟烃类,其母质来源主要为大型低等水生生物.(3)总有机碳与显晶蜡产率、氯仿沥青"A"均呈明显正相关关系,表明有机质相对富集层位所处的沉积环境也有利于高蜡烃的形成,成烃演化与成岩作用阶段有较好的对应关系.而萜类化合物的Ts/Tm值在表层和深部差别不大,显示出典型的低成熟烃类的特征.由此可见, ES0103柱状样品所处海区的沉积物为在较强还原环境中形成的,其有机质演化程度较低,为早期成岩作用阶段的产物.     

北极沉积物中正构烷烃的组合特征及古沉积环境的研究

报道了北极楚科奇海和白令海沉积物中正构烷烃的含量和分布类型,并通过因子分析方法对正构烷烃的来源和古沉积环境加以初步探讨.研究结果表明,正构烷烃碳数分布范围多数在nC₁₅～nC₃₃之间,分布类型有两种,第1种高分子碳范围,MH为nC₂₅～nC₂₇,CPI大于1,奇偶优势显著.第2种低分子碳范围,MH为nC₁₇～nC₂₀,奇偶优势不明显.以上特征指示了正构烷烃来源于陆源高等植物和海洋内生两个部分,并且以陆源贡献最大.楚科奇海和白令海大部分测站的Pr/Ph小于1,指示了缺氧还原沉积环境.因子分析结果与样品中正构烷烃不同分子组成特征相互对应.     

渤海石油污染:来自表层沉积物中生物标志物的证据

通过对渤海表层沉积物中饱和烃的分布、来源和分子组成特征的系统分析,探讨了沉积物中生物标志物对石油污染的指示意义。研究表明,沉积物中色谱不可分辨的混合物(UCM)和正构烷烃的分布及组成特征显示出沉积物不同程度地受到了石油烃输入和细菌微生物作用的影响,其中以渤海湾沿岸区域最为明显。渤海湾近岸区和黄河口附近沉积物中正构烷烃平均碳链长度(ACL)低于其他地区,姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)也普遍低于1.0,表明可能受到来自于石油平台开采活动、船舶航行、河流输入的石油烃的影响。C₂₇-18α(H)-三降藿烷(Ts)与C₂₇-17α(H)-三降藿烷(Tm)的比值(Ts/Tm)、C₃₁升藿烷22S/(22S+22R)和αααC₂₉甾烷20S/(20S+20R)的比值表明该区域沉积物中有机质成熟度较高,可能受到外来石油烃输入及其衍生物的影响。通过与周边环境中生物标志物分子组成特征的对比发现,沉积物中甾烷和萜类化合物主要来源于石油及其衍生物。将饱和烃各参数进行归一化处理,得到了石油污染的综合替代性指标,并初步圈定了石油污染相对较重的区域。     

太平洋东部W2001-2柱样低成熟烃组成特征、成岩变化及其与某些元素的作用

研究样品采自太平洋东部W2001-2站位(154°07'42"W,10°30'34"N,水深5102m),以无扰动多管采样方式采样.本文通过研究氯仿沥青"A"、有机质和有机分子与微量元素的关系,探讨了有机质在柱样形成中的作用.结果表明,大致以21-33cm和33-48cm为界线,呈现出系统的变化规律:正构烷烃呈单峰群分布,主碳峰为C25,碳优势指数(carbon preference index,CPI)为0.90-1.26,略显奇偶优势,反映出正构烷烃的母质除了少部分来自海洋菌藻类,主要来自洋底较深处软泥.低的姥鲛烷/植烷(Pe/Ph＜0.81),反映了柱样的强还原环境性质.饱和烃/芳烃比值低,存在大量不饱和烃(非烃+沥青质为49.63%-59.66%),富含有利于早期成烃的特殊组分,并长期处于低演化阶段,以上特征均显示出样品的低成熟特点.研究还表明元素Ti和V与有机碳、氯仿沥青"A"呈正相关性;元素P、Mg和Mn与有机碳、氯仿沥青"A"呈明显负相关性,与非烃也有一定的相关性,这些提供了低成熟度条件下有机质的组成特点及其与化学元素作用的证据.     

西太平洋富钴结壳中钙质超微化石和分子化石研究

本文对西太平洋麦哲伦海山CM3D06富钴结壳进行了钙质超微化石生物地层学研究,发现结壳中有代表白垩纪(晚期)、古新世(晚期)、始新世(早、中、晚期)、中新世(中期)、上新世(晚期)和更新世等各时代的标准钙质超微化石,表明结壳的形成始于白垩纪(晚期);在富钴结壳中检出正构烷烃、类异戊二烯烃、甾烷类等众多分子化石,分子化石组合特征指数、主峰碳、ΣC-23/C+24、CPI、Pr/Ph、Pr/nC17、Ph/nC18和nC31/nC17显示有机质生物母源主要为海洋浮游植物、浮游动物和底栖非光合作用的菌类,而甾烷类的C29、C28和C27含量分布的变化则说明生物种群具有快速演变的特征。此外,还探讨了CM3D06结壳中Pr/Ph和有机碳同位素组成变化与结壳生长过程中的海洋环境演化的关联程度。     

应用生物标志物参数定量判识热水沉积古环境

利用气相色谱-质谱(GC-MS)对西成矿田泥盆系热水沉积岩和重庆城口震旦系正常沉积岩中的生物标志物进行了测定,并通过多元统计方法对两种环境中的多种生物标志物参数进行了聚类和判别分析。结果表明:(1)热水沉积岩和正常沉积岩中的有机质饱和烃/芳烃平均值分别为4.64和1.10,正构烷烃的碳优势指数CPI平均值分别为1.35和1.11,ΣnC22-/ΣnC22 为3.17和0.74,nC21 22/nC28 29平均值分别为4.29和1.61,Pr/Ph平均值分别为0.44和0.28,C29-/C30 平均值分别为7.41和0.98,C21/αβC30平均值分别为4.32和0.31。(2)热水沉积岩中的有机质具有高饱和烃、低芳烃,饱和烃馏分中低分子量生物标志物含量较高而高分子量生物标志物含量较低的特点。ΣnC22-/ΣnC22 和nC21 22/nC28 29可能反映西成矿田硅质岩形成时的特殊的热水沉积古环境,三环萜烷C21/αβC30藿烷值可能是热水沉积环境的一个较好的指标。(3)以ΣnC22-/ΣnC22 、nC21 22/nC28 29、Pr/Ph和C30αβ藿烷/ΣC29甾烷4个参数建立的两类判别函数可以定量判识热水沉积古环境。     

正构烷烃组成的古环境指示：以中全新世以来珠江口沉积物研究为例

该文分析了珠江口沉积物柱状样HKUV16中正构烷烃的长链奇碳烷烃含量(∑oddC_25～33)、碳优势指数(CPI)、平均链长(ACL)、C₃₁/C₂₇和海洋水生植物比重(P_mar-aq),探讨了中全新世以来正构烷烃来源变化及对珠江流域环境变迁的指示。HKUV16的长链正构烷烃特征指示其主要来自陆源高等植物。在8.0～7.0 ka BP期间,∑oddC_25～33、CPI值和P_mar-aq值增加,ACL和C₃₁/C₂₇为低值,指示该时期陆源有机质输入增加,木本植物占比大,珠江流域气候湿润。在7.0～3.2 ka BP期间,∑oddC_25～33降低,表明陆源有机质输入减少,而ACL和C₃₁/C₂₇呈增—减—增的变化趋势,指示珠江流域可能经历了干旱—湿润—干旱的气候变化。3.2～2.2 ka BP,ACL、C₃₁/C₂₇     

辽河兴隆台构造带原油类型及分布特征

对原油地球化学特征进行对比分析,将辽河西部凹陷兴隆台构造带原油划分成4种类型。各类原油的正构烷烃碳数分布曲线、甾萜类成熟度参数、Pr/Ph等指标有较大差异,并在该区呈规律分布。总体表现为第三系原油由南至北成熟度参数和Pr/Ph值呈降低的趋势,正构烷烃碳数从单峰变化为双峰分布;太古宇潜山内幕及潜山表层原油性质相似,其成熟度明显高于第三系原油。原油分布主要受控于南北洼陷生油层成烃演化差异及与断裂发育时期的相互配置关系。     

Logatchev热液场附近表层沉积物中有机质的组成特征、来源及其影响因素

利用2005年"大洋一号"科学考察船电视抓斗采样器采集的表层沉积物样品,对大西洋洋中脊Logatchev热液场附近7个站位表层沉积物样品中的烷烃组分进行了定量分析,并结合总有机碳(TOC)及C稳定同位素(δ13C值)分析,探讨了表层沉积物中有机质的组成及可能的来源和影响因素.结果表明:表层沉积物中正构烷烃组分以低碳数化...     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

The influence of organic sources and environments on source rock deposition during the periods of Cretaceous–Eocene and Oligocene–Miocene,northern Kalimantan

The sedimentary system of Kalimantan has undergone significant development since the Oligocene. Previous research have largely ignored the capacity of the Cretaceous–Eocene sediments to produce hydrocarbons,focusing instead primarily on the Oligocene–Miocene coal as the principal source rocks. Shales and coals from the outcrops in the northern margin of Kalimantan were analyzed with palynological and geochemical methods to characterize the palaeoenvironmental and palaeoecological differences bet...     

中太平洋富钴结壳中生物标志物、有机碳同位素地球化学及其古海洋环境意义

利用2003年大洋DY105-12,14航次在中太平洋海山获取的KXD28富钴结壳样品,采用气相色谱(GC)内标法对该结壳样品的分层样进行了可溶有机质(氯仿沥青“A”)及其族组成(饱和烃、芳烃、非烃)、正构烷烃、类异戊二烯烃的定量分析,并结合总有机碳(TOC)及有机碳同位素(δ¹³C)分析,探讨了结壳样品有机质来源及富钴结壳组成与生长环境之间的关系。结果表明:(1)富钴结壳中有机质生物母源主要为海洋生物和菌藻类,并混有少量陆源物质;有机碳同位素同样也指示了海洋水生生物碳同位素特征;(2)KXD28结壳从底层到最外层有机碳同位素发生了很大变化,结壳中有机碳同位素组成变化与结壳生长过程中的海洋环境气候相符合:富钴结壳生长前期δ¹³C组成由正变负,对应全球气候变冷,南极底层流向太平洋挺进;而富钴结壳生长后期δ¹³C逐渐偏正,与全球气候变暖和南极底层流萎缩相关联。     

象山港大黄鱼Pseudosciaena crocea网箱养殖区沉积物-水界面营养盐通量研究

2013年5月、8月和11月调查了象山港大黄鱼网箱养殖区及附近沉积物中总有机氮(TON)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)含量,并采用实验室模拟法研究了底泥耗氧率(SOCs)和沉积物-水界面营养盐(NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄)通量。结果表明:养殖区(YZ)沉积物中的TON和TP含量显著高于距离养殖区50 m(F1)和100 m(F2)的区域(P<0.05)。底泥释放NH⁺₄到上覆水中,但是从上覆水中吸收NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄。沉积物-水界面营养盐通量表现出明显的季节性变化,在8月,NH⁺₄及PO^3-₄的释放量达到最大值。上覆水中NH⁺₄、NO^-₂+NO^-₃和PO^3-₄的质量浓度随着沉积物-水界面营养盐通量的变化而变化。研究表明,象山港大黄鱼养殖活动对养殖区底泥造成了一定污染,且通过影响沉积物-水界面营养盐通量影响上覆水中营养盐分布,最终给整个养殖系统造成生态负担。     

Geochemical evidence for variations in delivery and deposition of sediment in Pleistocene light–dark color cycles under the Benguela Current Upwelling System

Distinctive light–dark color cycles in sediment beneath the Benguela Current Upwelling System indicate repetitive alternations in sediment delivery and deposition. Geochemical proxies for paleoproductivity and for depositional conditions were employed to investigate the paleoceanographic processes involved in creating these cycles in three mid-Pleistocene intervals from ODP Sites 1082 and 1084. Concentrations of total organic carbon (TOC) vary between 3.5 and 17.1%. Concentrations of CaCO₃ vary inversely to TOC and Al, which suggests that both carbonate dissolution and terrigenous dilution contribute to the light–dark cycles. Opal concentrations are independent of both TOC and CaCO₃, therefore eliminating diatom production and lateral transport of shelf material as causes of the light–dark cycles. δ¹³C_org and δ¹⁵N_tot values do not vary across light–dark sediment intervals, implying that the extent of relative nutrient utilization did not change. The stable δ¹⁵N_tot values represent a balanced change in nitrate supply and export production and therefore indicate that productivity was elevated during deposition of the TOC-rich layers. Parallel changes in concentrations of indicator trace elements and TOC imply that changes in organic matter delivery influenced geochemical processes on the seafloor by controlling consumption of pore water oxygen. Cu, Ni, and Zn are enriched in the darker sediment as a consequence of greater organic matter delivery. Redox-sensitive metals vary due to loss (Mn and Ba) or enrichment (Mo) under reducing conditions created by TOC oxidation. Organic matter delivery impacts subsequent geochemical changes such as carbonate dissolution, sulfate reduction and the concentration of metals. Thus, export production is considered ultimately responsible for the generation of the color cycles.     

Aliphatic biomarker signatures of early Oligocene-early Miocene source rocks in the central Qiongdongnan Basin: Source analyses of organic matter

The geochemical signatures of fifty-four rock samples and three supplementary drill stem test(DST) oils from the Yacheng-Sanya formations in the central Qiongdongnan Basin(CQB) were analysed. Reconstruction of the early Oligocene-early Miocene(36–16 Ma) palaeovegetation and source analyses of organic matter(OM) were conducted using aliphatic biomarkers in ancient sediments and DST oils. Both the interpreted aquatic and terrigenous OM contributed to the CQB source rocks(SRs) but had varying relat...     

南黄海北部海底沉积物饱和烃地球化学特征及物源判识

对南黄海北部48个海底表层沉积物样品进行了常规的有机地球化学分析测试,对沉积有机质中的饱和烃组分进行了色谱定量、色谱—质谱分析。测试结果显示沉积有机质受微生物的降解作用在饱和烃色谱图中出现不同程度的UCM鼓包,峰型为双峰型,奇偶碳优势明显,且长链烃奇数碳优势更加显著;石油烃参数Pr/nC17和Ph/nC18比值较高;甾、萜烷成熟度生物标志物参数均显示了有机质进入生烃的热成熟阶段。综合分析认为,南黄海北部海底沉积物受双源控制,以陆源输入为主,有机质保存条件好,成熟度较高,推测可能有外源烃的污染。     

Organic matter source and thermal maturity within the Late Cretaceous Niobrara Formation,U.S. Western Interior

The Late Cretaceous sedimentary record of the North American Western Interior Seaway is characterized by cyclic deposition of organic carbon-rich sediments. One notable interval during the late Coniacian-Santonian is recorded by the Niobrara Formation. The organic carbon-rich interval within the Niobrara Formation has been identified as Oceanic Anoxic Event (OAE) 3. Understanding the reason for this distribution of organic carbon within the Niobrara Formation requires a refined understanding of the source and maturity of the organic matter. In this study, we present lipid biomarker records from the USGS Portland #1 core (Cañon City, CO) to constrain the thermal maturity of the organic matter and the differing contributions of organic matter sources. Sterane and hopane thermal maturity indices indicate that the samples are somewhat immature with respect to oil formation and that there is strong agreement between different proxies for thermal maturity. Based on the distribution of n-alkanes, steranes, and hopanes, there is a significant increase in the contribution of algal organic matter during and after OAE 3, coeval with increased organic carbon accumulation. Although a consistent terrestrial contribution is observed, it is only a minor source of organic matter at the Portland core location and does not drive increased organic matter accumulation during OAE 3. Of particular note is the consistent influence of even-over-odd predominantly mid-chain length (C₂₁ to C₂₅) organic matter. This observation within the brackish to marine, not methanogenic WIS represents an expansion of the depositional settings in which even-over-odd predominance has been observed in mid-chain length n-alkanes. Pristane (Pr) and phytane (Ph) abundances are inconsistent with a redox control on Pr/Ph ratios and suggest an increase in the delivery and/or preservation of phototrophic organic matter as the source for pristane and phytane in the Portland core.