塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟生物标志化合物特征研究

通过对塔里木盆地侏罗系煤岩热模拟实验研究,其结果表明生物标志化合物的组成不仅受其母质的控制,而且还受热成熟度和生油岩的岩性影响。这与生油岩中生物标志化合物先质在不同演化阶段释放出不同碳数生物标志化合物的强度有关。同时,在烃源岩热演化过程中时,不能仅依靠OEP值作为热成熟度的判识指标;正构烷烃峰型在整个热演化过程中呈现出双峰型,前驼峰的主峰碳主要集中在nC₁₆-nC₁₈,而后驼峰则随着模拟温度的升高逐渐增大;煤岩的ΣC_21-/ΣC₂₂₊值与热模拟温度之间呈现出规律性变化;原始煤岩的Pr/Ph值随热模拟温度由250℃～550℃升高,总体呈逐渐降低的趋势。     

烃源岩中单甲基烷烃化合物分析与鉴定

对鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组烃源岩饱和烃进行了GC-MS分析。在吴56井长8烃源岩样品中检出碳数为C₁₂~C₃₁的单甲基烷烃(MMAs)系列化合物,由甲基位置为C₂至中间碳原子的不同异构体组成,其出峰位置在同碳数正构烷烃之前;甲基取代基为C₂和C₃的MMAs相对丰度最高,C₄以上甲基烷烃相对丰度较低。根据单甲基烷烃质谱图的离子碎片特征和化学键重组方式,并结合保留时间,以C₂₂单甲基烷烃系列化合物为例,对甲基位置不同的单甲基烷烃系列化合物进行了鉴定,结果表明:C₂₂单甲基烷烃的甲基位置为C₂~C₁₁;其质谱图与同碳数正构烷烃相似,质谱图基峰仍为m/z57或m/z71,并呈现出按碳数增长(C_nH_2n+1)规律相对丰度降低的特征,有明显的分子离子峰(M+)和M+-15质量碎片;与正构烷烃相比,甲基取代基在C₅以上位置时,C₂₂单甲基烷烃质谱图中存在m/z126、140、154…C_nH_2n等偶数离子特征碎片,被认为是鉴定单甲基烷烃的重要依据。据此,总结了单甲基烷烃系列化合物特征离子表,并利用特征离子的质量色谱图的反褶积来确定气相色谱中未被分离的单甲基烷烃的保留时间,进一步利用Kovats指数和同形性因子(Hp)对单甲基烷烃进行鉴定和预测。     

防城港海域沉积物中正构烷烃分布和来源解析

正构烷烃由于其化学性质稳定,在自然界中普遍存在,是表征有机质来源的良好标志物。利用气质联用仪(GC/MS)对2021年9月采集的防城港海域表层沉积物中的正构烷烃进行检测,对其含量、分布特征进行分析,运用特征参数对其来源进行解析。结果表明：正构烷烃含量在(67.51～850.08)×10^-9(干重)之间,均值为476.69×10^-9(干重),高值区主要分布在企沙半岛南部海域;主要由连续分布的n-C₁₄～n-C₃₅正构烷烃同系物组成,呈双峰分布,前峰群偶碳数优势,后峰群奇碳数优势;陆、海源烷烃比(∑T/∑M)、碳优势指数(CPI)和陆、海源烷烃优势比(TAR)均指示研究区正构烷烃受陆源影响明显;平均链长(ACL)、烷烃指数(AI)和Pmar-aq进一步表明其主要来源于陆源草本植物;T-ALK/C₁₆比值表明研究海域受到石油污染影响;姥鲛烷和植烷比值(Pr/Ph)表明研究海域沉积物中正构烷烃形成于氧化环境。     

柴达木盆地北缘原油中单体正构烷烃的碳、氢同位素组成研究

以柴达木盆地北缘不同构造带代表性原油作为研究对象,采用GC-TC-IRMS技术对原油中正构烷烃单体碳、氢同位素进行测定。利用样品正构烷烃单体碳、氢同位素组成特征及分布模式,进行原油成因类型划分和对比分析。研究结果表明,正构烷烃可溶有机质的δ13C分布在-36‰～-25‰,δD分布在-180‰～-110‰。对比发现,不同构造带原油中正构烷烃单体碳、氢同位素组成特征上存在着比较明显的差别。以-30‰（δ13C）和 -140‰（δD）作为分界,结合同位素曲线的分布型式,可以划分为不同的分布模式判识生烃母质和沉积环境。     

亚热带落叶乔木叶蜡正构烷烃单体碳同位素季节变化特征及影响因素

叶蜡正构烷烃单体碳同位素组成已经成为陆相沉积古生态重建的重要研究方法。现代过程研究是提升叶蜡正构烷烃指标解译的重要环节,而目前关于落叶乔木叶蜡烷烃单体碳同位素组成(δ¹³C_alk)的季节性变化研究还比较有限。本文对两种典型亚热带落叶乔木（小叶栎、枫香）开展了为期2年的叶蜡烷烃δ¹³C_alk研究。两个树种叶蜡烷烃的δ¹³C_alk值在春季偏正,随后迅速偏负,秋季变幅较小,趋于稳定。这种季节性变化特征和初期利用储存的老碳而后期利用新合成的糖类有关。在生长季末期,两种落叶乔木叶蜡烷烃相对于叶片的碳同位素分馏系数处于-6‰～-8‰,相对于文献报道的平均值偏负,这可能是因为生长季后期仍有少量的长链正构烷烃合成。研究结果揭示,基于落叶乔木叶蜡烷烃单体碳同位素进行古环境重建时需要考虑环境信号的季节性。     

羌塘盆地二叠系白云岩油苗地球化学特征及意义

通过采集羌塘盆地中央隆起带二叠系展金组白云岩油苗及烃源岩样品,对其族组成、饱和烃、芳烃色谱-质谱以及单体碳同位素进行了研究,并进行了油源对比。研究结果表明:白云岩油苗中饱和烃含量最高,其次为非烃,芳烃和沥青质含量较低,饱芳比大于1;白云岩油苗的正构烷烃主要为前高单峰型分布特征,碳数分布范围nC₁₅~nC₃₆,主峰碳为nC₁₇~nC₂₀,nC_21-/nC₂₂₊值为1.0~4.56,C₂₇-C₂₈-C₂₉规则甾烷表现为不规则的“V”型的分布并且C₂₉甾烷占优势,升藿烷从C₃₁~C₃₅均有检出,显示出白云岩油苗的生烃母质主要来源于藻类和细菌等低等水生生物;白云岩油苗的Pr/Ph值为0.91~1.30,伽马蜡烷指数值为0.42~0.88,三芴系列化合物中以硫芴含量最高（平均67.39%）而氧芴含量（平均7.89%）较低,4-MDBT/DBT比值为0.97~4.26,（2+3）-MDBT/DBT 值为0.37~1. 62,表明白云岩油苗生烃母质为形成于具有一定盐度还原环境为的海相页岩;白云岩油苗的OEP值接近平衡值1,甾萜烷异构参数C₂₉ααα20S/ααα（20S+20R）、C₂₉αββ/（ααα+αββ）和C₃₁22S/（22S+22R）等接近或达到平衡值,芳烃标志物成熟度参数MPI₁、F₁和4,6/1,4-DMDBT计算出的等效镜质体反射率表明白云岩油苗为成熟原油。白云岩油苗的生物标志物和展金组泥岩具有较好对比性,反映了白云岩油苗主要来源于展金组烃源岩;其单体碳同位素与二叠系展金组烃源岩分布形式和变化趋势基本相似,但也有一定的差异,反映了其具有混合来源的特点。     

柴达木盆地原油单体正构烷烃碳同位素研究

利用GC—C—MS技术测定柴达木盆地原油单体正构烷烃碳同位素组成，研究它们的碳同位素组成特征和分布型式，以探究原油的戍因。测试结果表明：柴迭木盆地西部原油的单体正构烷烃碳同位素组成较重，分布在-23．7‰、～-28．5‰之间，分子碳同位素分布曲线呈波浪式，反映原油来自超咸水—咸水的盐湖相沉积环境。柴达木盆地北部原油的单体正构烷烃碳同位素组成为-25．3‰、～-33．4‰，分子碳同位素分布曲线呈U型和波浪式两种型式，根据单体正构烷烃的碳同位素组成和分布型式特征，认为柴迭木盆地北部原油属于煤成油和湖相偏腐泥型、混合型母质成因。     

辽河西部凹陷古潜山原油及其源岩的分子碳同位素地球化学

以辽河西部凹陷潜山带原油及其源岩为例,系统研究了正构烷烃、异戊二烯烷烃、异构与反异构及藿烷系列化合物的碳同位素组成与分布特征,探讨了其相互关系及生源-环境因素的影响。各系列化合物的分子碳同位素组成的变化具有较好的相关性,反映了沉积体系中生源-环境因素的系统变化。应用各系列分子碳同位素组成相关分析有效地区分了不同潜山带原油的油源差异。原油正构烷烃较异戊二烯烷烃碳同位素偏正0.5‰～5.0‰、姥鲛烷较植烷偏正0.4‰～1.4‰,指示了甲烷生成菌对植烷的重要贡献;C21 长链异戊二烯烷烃较植烷系列碳同位素偏正0.5‰～2.0‰,表明其生源存在差异。异构及反异构烷烃与其他系列化合物碳同位素的对比显示了蓝细菌对这类化合物的重要贡献。C31 藿烷较C30藿烷富集13C达10‰～12‰,指示其生源不同,13C强烈损耗型C30藿烷(-61.2‰～-51.8‰)主要衍生于嗜甲烷菌,它们生存于Es4期强烈分层水体中的缺氧/有氧界面。Es3油源油中正构烷烃碳同位素特别偏正,且异构、反异构烷烃及藿烷碳同位素都明显偏正,综合反映了蓝细菌的重要贡献,而干酪根碳同位素明显偏正及4-甲基甾烷相对富集指示了沟鞭藻对沉积有机质的重要贡献。     

藏北高原双湖地区中侏罗统海相油页岩生物标志化合物分布特征及其意义

重点报道了藏北双湖地区中侏罗统海相油页岩的生物标志化合物特征,首次在该层位油页岩中检出丰富的正烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物及甾类化合物。正烷烃图谱呈单峰形,nC₁₅、nC₁₆或nC₁₇为主峰碳,轻烃组份占有绝对优势,OEP值 0.93～ 1.0 1,无明显的奇偶碳数优势分布;Pr/Ph值为 0.77～ 1.5 9,在剖面序列中呈波动分布,显示弱植烷优势或姥鲛烷优势;藿烷以C₃₀ 占优势,萜烷相对丰度五环三萜烷 >三环萜烷 >四环萜烷;规则甾烷∑ (C₂₇+C₂₈) >∑C₂₉,∑C₂₇/∑C₂₉值为 0.79～ 1.2 0,在剖面序列中下部C₂₇甾烷略占优势,上部C₂₉甾烷略占优势,重排甾烷C₂₇/规则甾烷C₂₇值为 0.5 1～ 3.6 3,在剖面序列中具有显著的波动性,同时检出了少量孕甾烷和 4-甲基甾烷。有机质母质构成中,既有丰富的藻类等低等水生生物,可能还有一定比例陆生高等植物输入混合的特点。油页岩处于成熟阶段,整个油页岩剖面序列具有一致的热演化程度。剖面中部油页岩具有极高的原始生产力,氧化-还原条件也是控制油页岩TOC和沥青“A”含量在剖面垂向变化的重要因素.     

柱色谱分离-分子筛络合洗脱过程中正构烷烃单体碳同位素分馏研究

应用气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值(δ~(13)C)的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5■分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明:使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰～0.2‰;当5■分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰～0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰～0.2‰。分析不同回收率(20%)正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5■分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。     

广西百色盆地州景矿第三系褐煤有机地球化学与煤岩学研究 Ⅳ．单化合物碳稳定同位素推断生物标志物起源

一个未成熟褐煤抽提物中，高等植物生源化合物的同位素值在全煤碳同位素组成（δ１３Ｃ值－２７．０‰）的±２‰范围内，表明相似成煤植物对这些化合物的贡献，或者其成煤植物经历过相似的生物合成分馏效应。所检测的萜烃类按同位素差异分为两组:二萜类（δ１３Ｃ值－２５．０±１．４‰）和倍半萜类（δ１３Ｃ值－２５．９±１．５‰）平均较全煤样富集１～２％。１３Ｃ，而奥利烷－乌散烷－羽扇烷型衍生物（δ１３Ｃ值－２９．０±０．８‰）平均比全煤样减少１～２‰１３Ｃ。Ｃ₁₅～Ｃ₃₅正烷烃δ１３Ｃ平均值－３２．４±０．６‰，据此表明Ｃ₁₇～Ｃ₂₂和Ｃ₂₂～Ｃ₃₃正烷烃的同位素值与上述平均值没有明显差异。与全煤样相比较，该煤样抽提物的藿烷衍生物１３Ｃ值则减少８～３４‰，标志在成煤过程中甲烷的细菌循环起着作用。     

准噶尔盆地液态烃分子碳同位素组成特征及其应用

文章报导了准噶尔盆地不同地区、不同产层原油和烃源岩样品中正构烷烃和类异成二烯烃碳同位素组成特征。在ｎＣ₁₁－ｎＣ₃₄之间，保罗系湖沼相成因的原油，正构烷烃δ13Ｃ值大部分分布在－２７．０‰──３２．４‰之间，比海相地层的原油重，具有富集13Ｃ的特征。ⅡＡ型烃源岩产出原油的单烃δ13Ｃ值比ⅡＢ型的轻，相对富集12Ｃ。碳源组成相同的原油在正构烷烃和类异成二烯烃碳同位素组成上，有相似的分布范围和较为一致的总体变化趋势，因此单烃碳同位素组成可用于油－油对比和油－源对比中。     

辽河盆地烃类气体组分及同位素组成

辽河盆地是一新生代断陷盆地,盆地内天然气资源丰富,天然气成因复杂.本文通过对该盆地80个天然气样中烃类气体组分组成及同位素组成的分析研究,探讨了该盆地烃类气体的成因,为盆地天然气勘探提供了地球化学方面的信息.     

贵州三都早奥陶世同高组下燕高页岩段的生物标志化合物

本文着重报道了贵州三都早奥陶世同高组下燕高页岩段生物标志化合物特征，首次在采自该层位的样品中检出丰富的正烷烃、链状类异戊二烯烷烃、萜类化合物及甾类化合物。测试结果显示:正烷烃图谱呈双驼峰形，碳数分布为ｎＣ_１５～ｎＣ_３５，以ｎＣ_１８为主峰碳，ｎＣ_２９为次主峰碳，Ｃ－_２１/Ｃ＋_２２为０.７７～１.０２，ＯＥＰ为０.９４～１.０４；植烷占优势，Ｐｒ/Ｐｈ为０.４０～０.４６；藿烷碳数为Ｃ_２７～Ｃ_３５，以Ｃ_３０占优势，Ｃ_２７＋Ｃ_２９＜Ｃ＋_３１；仅见碳数分布为Ｃ_２０～Ｃ_２９的长链三环二萜烷，以Ｃ_２８为主峰碳；甾烷丰度顺序为Ｃ_２９甾烷＞Ｃ_２７甾烷＞Ｃ_２８甾烷，同时检出了孕甾烷和４－甲基甾烷。生物标志化合物显示出还原环境特点，且可能主要来自藻类。     

辽河盆地天然气中重烃异常富集重碳同位素的成因探讨

近年来大量的研究结果表明天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、估算天然气的成熟度和确定天然气是否被次生改造等的有效地球化学手段。通常认为甲烷的碳同位素组成主要受源岩的母质类型和热演化程度的影响,乙烷、丙烷等重烃碳同位素组成主要决定于源岩有机母质的碳同位素组成,同时也明显地受热演化程度的影响。在辽河盆地发现一类碳同位素组成异常的天然气。这类天然气是分布于辽河盆地东部凹陷桃园地区和黄金带地区的部分浅层天然气,其甲烷的碳同位素组成δ13C₁值为-44‰～-40‰,乙烷δ13C₂值为-13‰～-6.6‰,丙烷δ13C₃值-6.1‰～+3.3‰,该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止在天然气藏中还是首次发现。根据地球化学资料和地质背景分析认为这天然气应是未成熟阶段的生物气或低成熟阶段的生物-热催化过度带气经过细菌氧化后形成的。     

生物─热催化过渡带油气关系

本文在辽河盆地原油和天然气之间碳氢同位素关系研究的基础上，系统地研究了中国生物─热催化过渡带油气的地球化学特征，特别是它们之间同位素组成关系，划分出油气的不同组合类型，从而证明生物─热催化过渡带油气的自生自储特征，认为过渡带是油气形成聚集的重要垂向演化层段。同时为完善烃类形成的多源复合和多阶连续提供了佐证。     

赣南地热气体起源的同位素与地球化学证据

对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO₂型和N₂型两种类型。CO₂型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO₂,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ¹³C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 R_a,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N₂-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO₂型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N₂型地热气体分布在赣南西部地区,N₂含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ¹³C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 R_a,具有明显的壳源放射性成因特征,³He/⁴He 与 ⁴He/²⁰Ne关系和He-Ar-N₂关系研究表明,N₂型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。     

新疆伊宁县塔北铅锌矿床地质特征和S、Pb、C、O同位素组成

塔北铅锌矿床是西天山吐拉苏盆地中新近勘查成功的一个重要热液型铅锌矿床。矿体赋存于晚泥盆世-早石炭世大哈拉军山组第五岩性段酸性凝灰岩中,受断裂构造控制。矿石硫化物的δ³⁴S值介于0.5‰~7.3‰,估算获得成矿流体的总硫同位素值δ³⁴S_∑S约2.7‰,具岩浆硫的特征。晚期石膏的δ³⁴S值为4.7‰~5.3‰,表明石膏可能是火山热液中的SO₂发生歧化反应或火山喷发带出的H₂S挥发分在近地表的氧化环境中反应生成的。矿石铅同位素组成十分稳定,并与大哈拉军山组火山岩的铅同位素组成相似,指示成矿物质来源于赋矿火山岩。碳、氧同位素组成指示成矿流体中碳主要来源于深部岩浆。塔北铅锌矿床可能属于矿化较深的浅成低温热液型矿床。     

吐鲁番-哈密盆地台北凹天然气的地球化学特征及其来源

本文在论述新疆维吾尔自治区东部吐鲁番-哈密盆地台北凹陷天然气地质与地球化学特征的基础上,讨论了天然气的来源,对采自吐哈盆地十余个天然气样进行了气体组分和碳、氢、氦同位素分析。天然气甲烷含量为60.85～84.40%,干湿指数（C₁/C+₂）为1.57～6.37,属湿气.甲烷碳氢同位素组成(δ13C₁、δD)分别为-43.0～-49.4‰和-220～-281‰.乙烷的δ13C₂-20.1～-34 0‰,δD:-259～-257‰。丙烷的δ13C₃-21.3～-26.7‰,δD:-114～-203‰。丁烷的δ13C₄-22.2～-28.2‰,δD:-93～-116‰。天然气中氦的同位素组成（He/He）为（3.17～7.01）×10.目前主要产层属侏罗系,天然气一般与轻质油同藏,侏罗系中于酪根类型主要为Ⅲ型,R。值为0.4～1.0%。地质地球化学资料表明台北凹陷天然气与来自侏罗系的轻质油可能不完全同源,相当一部分天然气也许来自古生界。天然气中的氦为地壳来源的氦。