东营凹陷生物降解稠油甾烷分子的选择蚀变

为分析生物降解原油中甾烷生物标志物分子发生选择性蚀变的先后顺序及生物降解作用对甾烷分子成熟度参数的影响,在渤海湾盆地东营凹陷广饶潜山油藏选择了发生不同程度生物降解作用的原油,利用色谱质谱(GC-MS)仪对其中甾烷进行了定量测试分析和对比。结果发现在生物降解过程中,不同级别的生物降解作用对甾烷具有不同程度的影响:6级以下的生物降解作用对甾烷的降解能力有限,甾烷及其相关化合物比值没有可以识别的改变;6级以上的严重生物降解作用会对甾烷生物标志物的相关参数产生显著的影响。在严重生物降解原油中(级别≥6):甾烷系列被降解和蚀耗的先后顺序为,ααα20R>αββ20R>αββ20S≥ααα20S,C27>C29>C28,规则甾烷优先于重排甾烷发生降解,C27,C28,C29甾烷优先于C20,C21甾烷发生降解;甾烷生物标志物分子参数C2920S/(20S+20R),C29ββ/(ββ+αα)会发生显著升高,不能真实反映成熟度大小。研究结果为正确评价生物降解原油的成熟度及甾烷生物标志物分子的选择性蚀变提供了新的科学依据。     

罗子沟盆地大砬子组油页岩有机地球化学特征及其地质意义

通过对罗子沟盆地大砬子组上段油页岩干酪根镜检、热解、GC 和GC-MS 等分析,并对其有机地球化学多项特征参数进行研究,讨论罗子沟油页岩有机地化特征及其地质意义。根据姥植比及伽马蜡烷、孕甾烷、重排甾烷、重排藿烷等参数特征分析,推测油页岩形成的古湖泊水体性质为淡水--微咸水的还原沉积环境。综合分析显微组分镜检和热解结果及甾烷( C27--C29 ) 分布等参数,认为研究区油页岩有机质主要为混合母源输入。依据热解、Ro、甾烷和C31 升藿烷异构化程度、C29 莫烷/C29 藿烷、 Ts 与Tm 相对含量比值等指标的对比,指出研究区油页岩处于未熟－ 低熟热演化阶段。     

北部湾盆地沟鞭藻类分子化石的分布及成因

北部湾盆地流沙港组二段湖相烃源岩是盆地的主力烃源岩,其中检测到甲藻甾烷和三芳甲藻甾烷,以及丰富的4-甲基甾烷等重要分子化石。通过对北部湾盆地北部地区古近系流二段烃源岩的元素地球化学和有机地球化学特征等分析,研究了富有机质页岩的古氧化还原条件和古盐度,并进行甾类生物标志物对比,探讨了甲藻甾烷,三芳甲藻甾烷和C₃₀-4-甲基甾烷分布特征及其与沟鞭藻的成因关系。研究结果表明:流二段底部富有机质页岩中的C₃₀-4-甲基甾烷和三芳甲藻甾烷丰度呈负相关关系,表明弱还原的淡水—微咸水沉积条件可能不适宜甲藻甾烷和三芳甲藻甾烷的形成,而可以形成高丰度的C₃₀-4-甲基甾烷。油页岩中高丰度的C₃₀-4-甲基甾烷与其较高的成熟度有密切的关系。     

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0.93～1.01，无明显的奇偶碳数优势分布；Pr/Ph值为0.77～1.59，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～ 1.20，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0.51 ～3.63，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。     

桦甸盆地桦甸组与美国犹他盆地绿河组油页岩生物标志化合物特征对比

在野外地质考察、岩心观察和大量测试数据分析的基础上,对我国东北地区桦甸盆地始新统桦甸组和美国犹他盆地始新统绿河组油页岩中类异戊二烯烷烃、甾类和萜类等生物标志化合物特征进行了详细的对比研究,并探讨其对两地油页岩在有机质来源及古沉积环境上的差异指示意义。结果表明:在GC谱图上,桦甸油页岩Pr/Ph为1.47～2.03,具姥鲛烷优势;而绿河油页岩Pr/Ph为0.34～0.44,具植烷优势。GC-MS分析表明:桦甸油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈反"L"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.63～2.52;绿河油页岩规则甾烷C27-C28-C29呈钝角不对称"V"型分布,∑(C27+C28)/∑C29为0.96～1.20。桦甸油页岩萜类化合物中萜烯>ββ构型霍烷>αβ构型霍烷,以C29萜烯占优势;绿河油页岩中五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,并检出丰富的γ-蜡烷和β-胡萝卜烷。两地油页岩生物标志化合物特征参数的对比分析揭示:桦甸油页岩为水生生物和高等植物双重生源,但细菌及藻类等水生生物的贡献较大,主要形成于弱还原淡水沉积环境;绿河油页岩有机质来源主要为细菌和藻类等水生生物,主要形成于强还原咸水沉积环境。     

羌塘盆地胜利河油页岩有机地球化学特征及意义

通过对藏北羌塘盆地胜利河地区2008年新发现的油页岩剖面进行系统采样和GC—MS分析,结果显示该地区油页岩具有较高C29ααα20S/ααα(20S+20R)（0.38~0.44）、C29αββ/(ααα+αββ)（0.37~0.47）和C3122S/(22S+22R)（0.52~0.59）比值,表明其有机质已进入生油阶段。分析的油页岩样品具有较高的C27甾烷含量（32.82%~43.6%）和较高4 甲基甾烷/规则甾烷（0.04~0.22）、甾/藿（0.80~1.04）比值,显示浮游植物为主的生物母源对油页岩的贡献。此外,油页岩具有较高的γ 蜡烷指数（0.34~0.50）、C35升藿烷指数（0.076~0.102）和较低的Pr/Ph比值（0.32~0.49）,表明胜利河地区油页岩沉积期水体处于相对闭塞还原和盐度较高的沉积环境。     

银额盆地查干凹陷原油地化特征及油源对比

银额盆地东部查干凹陷首次发现轻质低硫成熟原油，其饱和径含量在90％以上，成熟度相当于镜煤反射率Ro1．0％左右，是生油高峰阶段的产物；原油全碳同位素δ^13C值－31．1‰。原油生物标志物中类异戊二烯含量较高，植烷与姥皖烷均势；三环萜烷含量高于五环萜烷；含有较高的TS C29、Ts、C30重排藿烷、伽马蜡烷；藿烷中以C50藿烷为主，C32以上升藿烷含量极低；孕甾烷含量高；甾烷中以C29甾烷为主，C27甾烷含量也较高，异胆甾烷含量高于胆甾烷；重排甾烷含量低；甾烷的含量与萜烷含量相当，是典型的湖相原油。已发现的天然气中甲烷含量达80％，为湿气。原油和源岩生物标志物组成特征分析对比表明下白垩统巴音戈壁组源岩是主要油源岩。生物标志物特征示原油具有一定的运移效应。     

银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩有机地球化学特征及成矿条件

通过对银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩总有机碳、全硫、岩石热解和生物标志化合物等分析,讨论了巴音戈壁组油页岩有机地球化学特征及成矿条件。研究表明:巴音戈壁组油页岩的有机质丰度较高,干酪根类型为Ⅰ型和Ⅱ1型。正构烷烃呈单峰分布,主碳峰数为nC_(27)或nC_(31)。甾类化合物中重排甾烷含量较低,以规则甾烷为主,C_(27)-C_(28)-C_(29)规则甾烷呈反L型分布。萜类化合物中以C30藿烷占优势的五环三萜类化合物含量最高,其次为三环萜烷,还检测到少量的伽马蜡烷和奥利烷。研究区样品的T_(max)为432℃～439℃,CPI和OEP呈高值,甾烷C_(29)ααα20S/(20S+20R)、藿烷Ts/(Ts+Tm)和C_(31)22S/(22S+22R)均呈低值,反映了巴音戈壁组油页岩有机质处于未成熟-低成熟阶段。正构烷烃∑C_(21)-/∑C_(22)+(0.20～0.29)呈低值,规则甾烷∑(C_(27)+C_(28))/∑C_(29)(0.83～1.15)为1±,萜类化合物中高丰度的藿烷系列(C_(27)-35)、中等丰度的三环萜烷、低丰度的伽马蜡烷和奥利烷,综合反映了油页岩有机质来源为细菌和藻类等低等水生生物、浮游生物以及陆生植物的混合来源。S/TOC (0.01～0.19)、伽马蜡烷指数(0.11～0.37)、Pr/Ph (0.30～0.62)和较低的重排甾烷丰度等指示巴音戈壁组油页岩形成于淡水-半咸水、还原环境。淡水-半咸水条件下,盐度分层引起的底层水还原环境是银额盆地巴音戈壁组二段油页岩成矿的有利条件。     

烃源岩中C30～32羊毛甾烷系列及其地球化学意义

已有研究结果表明C30~32羊毛甾烷系列存在于下古生界到新生界的沉积地层、原油及沥青样品中,但目前还少有文献从有机地球化学的角度对地质样品中此类标志物的分布及其地球化学意义进行探讨。本文通过对苏北盆地海安凹陷古新统阜二段烃源岩和柴达木盆地西部古近系烃源岩中C30~32 羊毛甾烷系列与其他生物标志物组成特征的系统对比,探讨了此类标志物的生物来源、成因、热稳定性及其地球化学意义。分析结果表明所研究烃源岩中的羊毛甾烷系列基本都与异常偏低的姥植比、正构烷烃系列的偶碳优势、高含量的伽马蜡烷和明显的C35升藿烷优势相伴生,表明咸水、强还原的环境和高盐度的分层水体有利于该类化合物的形成或保存。该系列标志物的浓度与代表真核生物贡献的伽马蜡烷和C27~29甾烷系列的浓度呈正相关关系,而与代表原核生物输入的C14~16补身烷系列和C27~35藿烷系列的浓度呈负相关关系,这一现象说明烃源岩中C30~32 羊毛甾烷系列的生物来源可能是真核生物而非原核生物。此外,不同时代、不同性质地质样品中C30~32羊毛甾烷系列分布特征的相似性,及同一样品中C30~32羊毛甾烷系列的碳数组成与C28~30 4-甲基甾烷系列和C29~31 4, 4-二甲基甾烷系列碳数组成间的离散关系,暗示着它们具有各自独立的生物来源。换言之, 4-甲基甾类不可能是C30~32羊毛甾烷的前身物。在柴达木盆地西部镜质体反射率(Ro)介于0.6%~1.0%之间的咸水湖相烃源岩中均可检测到完整的C30~32羊毛甾烷系列,只有在Ro值达到1.4%的高成熟烃源岩中才消失,这一事实表明此类标志物具有较高的热稳定性,预料它在咸水-盐湖盆地的油源研究中具有较好的应用前景。     

甾、萜等生物标志化合物定量的初步研究

迄今应用生物标志物时,主要采用甾烷、萜烷等的分布与相对比值,而忽视了其绝对含量。生物标志物的定量为其在石油勘探中的应用提供了一个重要的、新的方向。最近,J·Rullk(?)tter等首次定量研究了北美Williston盆地四十余个原油样的甾烷与三萜烷含量,发现其含量相差达百余倍,从而证明定量研究有助于原油的分类对比。     

克里金算法与多重分形理论在岩土参数随机场分析中的应用

岩土参数的空间分布特征由于存在取样数据之间自相关和互相关的特性,未知点的岩土参数属性可通过特定的方法内插或外推,经典的数理统计方法难以确定周围的数据样本点以及相应的插值系数。首先介绍地统计学中基于距离加权的普通克里金（ordinary kriging, OK）算法、泛克里金算法（UK）和协克里金算法（CK）。由于基于滑动距离加权的OK算法无法度量局部空间的奇异性,将引入多重分形理论弥补该缺陷。以2010上海世博会的世博轴区域（长525 m,宽80 m）为工程背景,区域内共有42个取土钻孔,以典型的粉质黏土层3个重要的物理力学指标,即黏聚力、内摩擦角和压缩模量验证以上算法。对于岩土参数黏聚力和内摩擦角,预测精度由高至低为多重分形联合模型（MK）、协克里金模型（CK）、泛克里金模型（UK）、普通克里金模型（OK）;对于岩土参数压缩模量,相应的顺序为泛克里金模型和普通克里金模型位置互换。研究结果证明,在岩土参数空间场的分析中,辅助信息有助于提高数据预测精度,并且多重分形联合模型有助于分析空间局部的奇异性。     

页岩油(气)微尺度流动中的若干问题

本文调研了国内外近些年在页岩油(气)微尺度流动方面的研究成果。从分子动力学方法(MD)、格子玻尔兹曼方法(LBM)、孔隙网络模型(PNM)3种计算模型的角度展开分析,同时结合作者的前期工作,分析了影响页岩油(气)流动输运的关键因素,指出3种方法的局限性及存在的问题,认为PNM方法可作为微尺度流动研究的基础模型,并将3种方法之间的联系有机地体现在研究路线框图中,为页岩油(气)微尺度流动的研究指明了方向。     

Karst database implementation in Minnesota: analysis of sinkhole distribution

This paper presents the overall sinkhole distributions and conducts hypothesis tests of sinkhole distributions and sinkhole formation using data stored in the Karst Feature Database (KFD) of Minnesota. Nearest neighbor analysis (NNA) was extended to include different orders of NNA, different scales of concentrated zones of sinkholes, and directions to the nearest sinkholes. The statistical results, along with the sinkhole density distribution, indicate that sinkholes tend to form in highly concentrated zones instead of scattered individuals. The pattern changes from clustered to random to regular as the scale of the analysis decreases from 10–100 km² to 5–30 km² to 2–10 km². Hypotheses that may explain this phenomenon are: (1) areas in the highly concentrated zones of sinkholes have similar geologic and topographical settings that favor sinkhole formation; (2) existing sinkholes change the hydraulic gradient in the surrounding area and increase the solution and erosional processes that eventually form more new sinkholes.     

Speciation of Cr and V within BOF steel slag reused in road constructions

Basic Oxygen Furnace (BOF) steel slag is a residue from the basic oxygen converter in steel-making operations, which is partially reused as an aggregate for road constructions. It is essentially composed of calcium, silicon and iron but also contains potential toxic elements present as traces, like chromium (Cr, 2600 mg kg^− 1) and vanadium (V, 690 mg kg^− 1), which can be released. The linked results of chemical analysis, XRD and SEM-EDX enabled to identify the main mineral phases composing BOF slag and EDX micro-analyses indicated that V and Cr were associated to dicalciumferrite. A 47-days static leaching test at a laboratory scale with a controlled pH of 5 (pH_stat leaching test) showed that Cr was little released, while V was significantly released. Finally, X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectra of 3 BOF slag samples were recorded (“raw”, leached 47 days at pH 5 and aged 2 years in a lysimeter). XANES spectra showed that Cr is present at octahedral coordination in the trivalent form, the less mobile and less toxic one, and that its speciation does not evolve during natural ageing and leaching at pH 5. They also indicated that V is predominantly present in the + 4 oxidation state and seems to become oxidized to the pentavalent form (the most toxic form) during natural ageing.     

利用直接推进技术测定渗透系数的最新进展

高精度测定渗透系数（K）的重要性不言自明,但是现阶段野外试验手段能够提供的关于K的信息不能满足高度非均质地层中污染物迁移预测模拟的需求。直接推进注入记录器(Direct Push Injection Logger, DPIL)和直接推进渗透仪(Direct Push Permeameter, DPP)是新发展的水文地质参数测量仪器,能够使K值的测定达到前所未有的分辨率和成本效益水平。工具向地下推进过程中,通过对注水量、注水压力和其它的水文地球物理参数的同步监测,直接推进技术(Direct Push, DP)能快捷准确地获得地层渗透系数的垂向分布。DP技术几乎适用于所有野外松散地层,并且对场地的干扰很小。因此,它克服了许多基于既有井的传统含水层测试方法的局限性。最近在美国MADE试验场的一个案例研究表明,使用DPIL/DPP可以获得空间分辨率达15cm的K值垂向分布。未来,高精度直接推进技术还可以与新一代的地球物理技术,例如高精度探地雷达相结合,以实现不同位置DP测定K值的互联以及整个试验场K值三维分布的确定。     

“3S”技术在煤田勘查中的应用

讨论了“３Ｓ”技术用于煤田地质勘探的优越性,分析了“３Ｓ”技术在烟田地质勘查领域的应用现状及存在的问题,并展望了应用前景。     

基于SVD和PCA方法重构干涉格林函数

地震干涉法(SI)是一种用来计算两个信号接收点之间格林函数(GF)的方法,它的基本假设是以其中一个接收点位置为虚拟源,可用来计算两点间震源传播的旅行时间。然而采用直接叠加的方法压制干扰信号,计算得到的干涉格林函数效果不佳,因而计算得到的旅行时间也不够精确。这里基于奇异值分解法(SVD)对叠加前的互相关矩阵进行分解及重构,可以有效压制两点间来自干扰源的信号,再利用主成分分析法(PCA)对固有几何拓扑结构降维特性提取主信号,计算得到新的干涉格林函数。数值模拟及实测数据处理结果表明:使用SVD和PCA综合处理方法,能有效提高干涉格林函数的准确性。     

土壤Cd污染对甘蓝光学显微成像特征的影响

在不同浓度CdNO_3的土壤中栽培甘蓝,应用光学相干层析成像系统(OCT)对甘蓝不同生长时期的叶片进行检测。结果显示:土壤中Cd含量较低时OCT值有降低的趋势,表明Cd对甘蓝植物的种子萌友与生长有一定的促进作用;而Cd浓度高于100mg/kg时,OCT值持续升高,表明Cd对甘蓝植物的种子萌发与生长均起到强烈的抑制作用,并且后期的累积作用对甘蓝叶片组织造成一定的损害。     

副蝎蛉科化石（昆虫纲长翅目）在中国首次发现

报道了华夏三叠副蝎蛉Triasoparachorista huaxiaensis gen. et sp nov. (T2t)、吐孜沟准噶尔蝎蛉Junggarochorista tuzigouensis Hong. nom. nov. (J1b) 和1个新转移属——冀北直脉蝎蛉属Jibeiorthophlebia Hoing, 1983 (transl. nov.) (J2)及其2个种J. xiaofangzhangziensis Hong,1983 (transl. nov.)、J. internata Hong,1983 (transl. nov.) 在中国首次发现。根据它们的脉序特征,在分类上应当归于Parachoristidae Tillyard, 1937。这个科既具有二叠蝎蛉科(Permochoristidae) MP 带6支脉的特征,又有直脉蝎蛉科(Orthophlebiidae) Rs1至少带3支脉呈扇形排列的特征, 形成二叠蝎蛉科和直脉蝎蛉科之间的一种独特的过渡特征的中间类群,这个类群对它们之间的演变关系的研究有重要意义。副蝎蛉科化石在中国的发现很有意义：①填补了中国中三叠世、早侏罗世、中侏罗世副蝎蛉科的空白;②可以帮助我们追溯副蝎蛉科、直脉蝎蛉科和二叠蝎蛉科之间在不同地质背景中的演变关系;③关于中侏罗世燕辽生物群及其有关问题,笔者曾先后指出,燕辽生物群(Yanliao Biota)（J2）和热河生物群（K1）均起源于华北古陆（North China Paleocontinent）,燕辽地区（覆盖了新增加的内蒙古宁城地区）是它们的起源中心,尔后向外扩散与迁移,并向北覆盖到蒙古东部、俄罗斯外贝加尔等地区,形成东亚古陆（Eastern Asian Paleocontinent）中一个广阔的燕辽生物群和热河生物群的区系;④讨论了宁城地区地层层位的归属问题。     

Adsorption of Lead (II), Copper (II) on tourmaline from Altai mine in China's Sinkiang

Tourmaline from Altai mine in China's Sinkiang was used to remove lead (II), copper (II) from aqueous solution. The results demonstrate that tourmaline contains Na(Mg,V)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4, NaFe3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4. The data show that Tourmaline from Altai mine in China's Sinkiang can be used natural adsorbent for lead (II), copper (II).It is observed that the adsorption data fitted to the Langmuir isotherm. Furthermore, both Pb (II) and Cu (II) absorbed by tourmaline and tourmaline were characterized by X-ray diffraction, Laser Raman Spectrum, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray energy dispersive spectrometer, Transmission electron microscopy and Zeta potential.