黔北坳陷过成熟烃源岩和固体沥青中正构烷烃系列的双峰态分布

对黔北坳陷几个露头和钻井地质剖面上前寒武系-下古生界烃源岩和金沙岩孔古油藏储层沥青地球化学特征的分析结果表明这些已处于高、过成熟阶段的地质样品中正构烷烃系列普遍存在双峰态分布现象,且构成每个峰群中的正构烷烃均无碳数优势,这一现象在其他地区的相应层位地质样品和热模拟实验产物中均得到了印证,并提出了利用FCPR和LCPR两个参数来表征前、后两峰群的相互关系。当两个参数均大于1.0时,指示正构烷烃系列具双峰态分布。鉴于研究区烃源岩的时代古老,当时沉积有机质的来源为富氢的菌藻类,富含长链脂族结构则是这些有机质形成高碳数正构烷烃的重要原因。此外,所研究地质样品中有机质附存形式的多样性和复杂性可使它们发生差异成熟作用,结果可能导致不同分布特征的正构烷烃发生叠置而出现双峰态分布现象。因此,这些古老地质样品中正构烷烃系列的双峰态分布可能是指示来源低等生物如藻类的有机质经历强烈热演化作用的潜在标志。     

低纬度淡水湖沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其有机质源和环境指示意义

为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。     

加拿大阿萨巴斯卡地区Mildred泥炭柱脂类化合物的组成特征

利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)系统地分析了阿萨巴斯卡地区Mildred泥炭柱37个样品的脂类化合物,研究了它们的组成特征及可能来源。结果表明,样品中检出的正构烷烃、正烷酮、正烷醛、正烷醇、脂肪酸和脂肪酸甲酯均由高碳数化合物构成,并具明显的奇碳或偶碳优势,GC-MS质量色谱图中甾类和萜类极性化合物呈现显著的高峰。根据泥炭分子地球化学分析,Mildred泥炭柱沉积有机质主要来源于原地堆积的高等植物,苔藓类、水生植物对泥炭有机质也有一定程度的贡献,其中松柏、杜鹃花科等木本植物、莎草科草本植物以及泥炭藓类是主要的成炭植物。萜类和甾类极性化合物的分布存在明显差异,萜类化合物主要集中于剖面的上部,其形成与泥炭藓类植物存在联系;甾类化合物来源不具专属性,多与高等植物的输入有关,也可能是受微生物的改造作用而形成。     

南黄海柱状沉积物中烃类化合物的地球化学特征及其对沉积环境的指示

重点探讨了南黄海柱状沉积物中烃类化合物的分子组成特征及其对沉积环境的指示意义,结果显示,沉积柱中总有机碳（TOC）和总氮（TN）具有较好的正相关性,无机氮的影响较弱,这可能跟本区受径流输入的陆源物质的影响较弱有关。上层样品（0～10 cm）中长链正构烷烃占优势,奇偶优势显著,反映了陆源高等植物贡献;藿烷、甾烷的组成则显示该段样品中有机质具有较高的热成熟度;且姥鲛烷（Pr）/植烷（Ph）比值大于1.0,指示沉积环境以氧化为主,这相对不利于海洋源有机质的保存,从而凸显了陆源有机质的贡献。在10～20 cm之间,沉积环境由相对偏氧化向偏还原过渡;20 cm以下表现为强还原性的沉积环境,有机质成熟度较低。中、下层样品中正构烷烃多呈现双峰分布,短链烷烃具有一定的偶奇优势,这可能主要跟海洋浮游生物、藻类及微生物的贡献有关。与渤海烃类化合物的沉积记录进行对比,发现渤海沉积柱中烃类化合物主要跟历史时期不同来源物质的输入及人类活动的影响有关,而南黄海沉积柱中烃类化合物的特征则主要反映了沉积环境和微生物作用对有机质的埋藏保存有重要影响。     

黄骅坳陷滩海三马地区烃源岩分子标志物特征及其沉积相指示意义

通过对黄骅坳陷滩海三马地区浊流沉积层序的生物标志物组合差异特征研究,揭示出分子标志物对该地区沉积相的指示意义。样品中除了含有丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、甾烷和藿烷系列化合物外,还普遍检测到了伽马蜡烷和标志着陆生高等植物来源的奥利烷,其中Pr/Ph为1.00～3.03;Ts/Tm为1.1～9.11;奥利烷/C30藿烷为0.09～1.48;伽马蜡烷/C30藿烷为0.08～1.03。对生物标志物的综合分析表明,三马地区沙一段烃源岩沉积时期为淡水—微咸水—半咸水的弱还原—氧化条件环境;同一剖面相同层段中(几米内)巨大的生物标志物指纹差异分布,证明了该地区重力流沉积这一地质现象,同时较为清晰地指示出混源相沉积物与浊积岩相互叠置界线。由此认为,该套地层的形成应该是以重力流形式携带大量载荷直接补给湖盆内并快速沉积,然后,在浊流发生的间歇期,上覆湖相沉积物,从而形成互层的砂泥岩层序结构。     

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。     

黔北下寒武统牛蹄塘组烃源岩的生物标志物特征和沉积环境

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩母质来源和沉积环境,开展了生物标志化合物分析,结果表明：④正构烷烃OEP接近1．0,无明显奇偶优势,受轻微生物降解影响,正构烷烃多表现为双峰型（c18／c25）,（nC2＋nC22）／（nC28＋nC29）值为0．54～1．01,显示重烃组分占绝对优势;Pr／Ph值范围在0．51-0．82之间,具有植烷优势。②烃源岩样品组成相对丰度五环三萜烷〉5-g,萜烷〉四环萜烷,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布,Ts／（Tm＋Ts）为0．45-0．50。⑧C27规则甾烷／c∞规则甾烷略小于1或者接近1．芳烃化合物DBT／P为0．05-0．09。根据这些特征并结合干酪根同位素及正构烷烃同位素组成和变化规律,认为该区域下寒武统牛蹄塘组烃源岩形成于浅海还原环境,且有机质主要来源于细菌、藻类等低等水生生物,有机质热演化程度较高。根据常量、微量元素指标并结合有机地化指标刻划出从灯影组到牛蹄塘组和明心寺组沉积时期的水体环境,将牛蹄塘组烃源岩的形成分为3个阶段。第一阶段为早寒武世初始快速海侵阶段,第二阶段为深水还原高有机质产力阶段,第三阶段为海水缓慢变浅高有机质产力阶段,而到了明心寺组沉积时期为浅水氧化非烃源岩阶段。     

黔北下寒武统牛蹄塘组烃源岩的生物标志物 特征和沉积环境

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组烃源岩母质来源和沉积环境,开展了生物标志化合物分析,结果表明：①正构烷烃OEP接近1.0,无明显奇偶优势,受轻微生物降解影响,正构烷烃多表现为双峰型(C18/C25),(nC21+nC22)/(nC28+nC29)值为0.54~1.01,显示重烃组分占绝对优势;Pr/Ph值范围在0.51~0.82之间,具有植烷优势。②烃源岩样品组成相对丰度五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷,三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布,Ts/(Tm+Ts)为0.45~0.50。③C27规则甾烷/C29规则甾烷略小于1或者接近1,芳烃化合物DBT/P为0.05~0.09。根据这些特征并结合干酪根同位素及正构烷烃同位素组成和变化规律,认为该区域下寒武统牛蹄塘组烃源岩形成于浅海还原环境,且有机质主要来源于细菌、藻类等低等水生生物,有机质热演化程度较高。根据常量、微量元素指标并结合有机地化指标刻划出从灯影组到牛蹄塘组和明心寺组沉积时期的水体环境,将牛蹄塘组烃源岩的形成分为3个阶段,第一阶段为早寒武世初始快速海侵阶段,第二阶段为深水还原高有机质产力阶段,第三阶段为海水缓慢变浅高有机质产力阶段,而到了明心寺组沉积时期为浅水氧化非烃源岩阶段。     

白令海陆架区柱样沉积物脂类分子特征及其气候变化响应

为探究全球变暖对于高纬度海洋生态环境的影响,对中国第5次北极科学考察在白令海陆架区采集的BL16柱样沉积物中的脂类进行了研究.沉积物中检测到丰富的饱和烃和脂肪酸等化合物,其组成和分布显示,该沉积柱中有机质为陆源和海源混合输入.其中长链正构烷烃和长链饱和正构脂肪酸主要来源于陆源高等植物,饱和异构和反异构脂肪酸主要来源于海洋自生细菌,短碳链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷烃的浓度相互间有较好的相关性,表明其来源较为一致,主要来源于海洋浮游藻类和细菌.海源短链正构烷烃与陆源长链正构烷烃的比值∑C_15-21/∑C_23-33在0.14~0.90之间,表明该沉积柱中正构烷烃主要以陆源输入为主.沉积柱中短链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷浓度,以及脂肪酸中异构、反异构脂肪酸组分与长链饱和正构脂肪酸组分的相对变化与总有机碳含量（TOC）、总氮含量（TN）变化一致,尤其在20世纪70年代以来明显升高,可能反映了海洋初级生产力持续增加的趋势,并且对全球变暖做出了灵敏的响应.      

广西百色盆地湖相有机质中单环烷烃分布特征及其地化意义浅析

笔者运用GC—MS方法,在广西百色盆地湖相暗色泥岩和原油的UNA组分中普遍检测到单环烷烃。经初步研究认为,此类化合物碳数组成与分布和典型海相有机质明显有别。同一样品中烷基环己烷、正构烷烃和一元正脂肪酸的碳数组成、分布的相似性为烷基环己烷源于脂肪酸提供了证据,因而此类化合物亦属生物标志化合物,是生源物输入和油源对比的潜在良好标志。     

Organic geochemistry of the Dongsheng sedimentary uranium ore deposits,China

Organic matter (OM) associated with the Dongsheng sedimentary U ore hosting sandstone/siltstone was characterized by Rock-Eval, gas chromatography–mass spectrometry and stable C isotope analysis and compared to other OM in the sandstone/siltstone interbedded organic matter-rich strata. The OM in all of the analyzed samples is Type III with Ro less than 0.6%, indicating that the OM associated with these U ore deposits can be classified as a poor hydrocarbon source potential for oil and gas. n-Alkanes in the organic-rich strata are characterized by a higher relative abundance of high-molecular-weight (HMW) homologues and are dominated by C₂₅, C₂₇ or C₂₉ with distinct odd-to-even C number predominances from C₂₃ to C₂₉. In contrast, in the sandstone/siltstone samples, the n-alkanes have a higher relative abundance of medium-molecular-weight homologues and are dominated by C₂₂ with no or only slight odd-to-even C number predominances from C₂₃ to C₂₉. Methyl alkanoates in the sandstone/siltstone extracts range from C₁₄ to C₃₀, maximizing at C₁₆, with a strong even C number predominance, but in the organic-rich layers the HMW homologues are higher, maximizing at C₂₄, C₂₆ or C₂₈, also with an even predominance above C₂₂. n-Alkanes in the sandstone/siltstone sequence are significantly depleted in ¹³C relative to n-alkanes in most of the organic-rich strata. Diasterenes, ββ-hopanes and hopenes are present in nearly all the organic-rich sediments but in the sandstone/siltstone samples they occur as the geologically mature isomers. All the results indicate that the OM in the Dongsheng U ore body is derived from different kinds of source materials. The organic compounds in the organic-rich strata are mainly terrestrial, whereas, in the sand/siltstones, they are derived mainly from aquatic biota. Similar distribution patterns and consistent δ¹³C variations between n-alkanes and methyl alkanoates in corresponding samples suggest they are derived from the same precursors. The OM in the organic-rich strata does not appear to have a direct role in the precipitation of the U ore in the sandstone, but an indirect role cannot be excluded. The OM in the U hosting sandstone shows a relatively low hydrogen index, presumably due to oxidation or radiolytic damage.     

天目山泥炭类脂物记录的微生物特征和植被演替

为进一步了解泥炭中微生物特征和植被的变化,对采自浙江天目山的样品进行了类脂生物标志物与有机碳同位素(δ13Corg)的测定。有机碳δ13Corg值整体偏负,显示C3植物占优势的特点。正构烷烃的分布特征表明,大多数样品来源于陆生高等植物和低等菌藻类生物,其中高碳数正构烷烃主要以C29为主峰,显示植被类型以木本植物为主,但草本植物的相对比例也发生了多次变化,且这种变化与有机质的相对贡献量密切相关。在深度100~68cm,不同来源的有机质,特别是低等菌藻类的相对贡献量都相对较少;在深度68~30cm,低等菌藻类生物的贡献逐渐变大;而表层泥炭的有机质主要来源于高等植被,菌藻类的输入较少。泥炭有机碳同位素与类脂生物标志物的综合特征表明,该区植被经历了几次明显变化,并据此可将研究区中全新世以来环境演化分为早(4100~3200aB.P.)、中(3200~700aB.P.)、晚(700aB.P.以来)三个环境演化阶段,其结论与前人的环境演化与全球气候变化研究具有较好的可比性。     

Geochemical characteristics of Dongsheng sandstone-type uranium deposit, Ordos Basin

Generally, sandstone-type uranium deposits can be divided into three zones according to their redox conditions: oxidized zone, ore zone and reduced zone. The Dongsheng uranium deposit belongs to this type. In order to study its geochemical characteristics, 11 samples were taken from the three zones of the Dongsheng uranium deposit. Five samples of them were collected from the oxidized zone, four samples from the ore zone and two samples from the reduced zone. These samples were analyzed using organic and inorganic geochemical methods. The results of GC traces and ICP-MASS indicate that the three zones show different organic and inorganic geochemical characteristics.     

若尔盖高原全新世气候序列的类脂分子化石记录*

基于可靠的年代标尺,结合青藏高原泥炭沉积剖面的有机碳、孢粉等相关资料,首次在该区利用类脂分子化石指标建立了全新世以来的气候与环境演化序列。结果表明,正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇等类脂分子化石指标存有意义的规律性变化。其中,反映低等菌藻生物和高等植物相对变化的轻组分与重组分之比L/H以及平均碳链长度ACL具有很好的古气候意义,即L/H高,ACL低,指示气候偏暖湿;L/H低,ACL高,指示气候偏干冷。各个类脂分子化石指标记录的气候信息在细节上具有一定的差异,可能是不同类脂物分子的地球化学行为和生物组成结构的不同以及对气候因素温湿组合变化响应各异的体现。同时,也较好地揭示了类脂分子化石具有自己的敏感性,在细节上较传统的有机碳指标在记录气候信息上更为敏感。该研究进一步突出了这些泥炭类脂分子化石在第四纪研究中的重要地位和应用潜力。     

甘南沼泽沉积脂类生物标志化合物的组成特征

较为系统地分析了寒冷潮湿高原气候条件下形成的沼泽泥炭中脂类化合物，研究了它们的组成，来源和成岩过程，结果表明，正构烷烃，正构烯烃，正构脂肪酸，直链烷基酮和直链烷基醇都由长链组分所构成，这些长链组分来自草本植物，并且得到它们单体碳同位素证据的支持，丰富的奥利烯醇和羽扇烷醇均起源于陆源高等植物，存在很少报道过的一系列藿醇化合物，它们起源于细菌，甾酮和甾醇都以C29组分为主，C28和C29组分主要来自高等植物，而27组分则具有一个细菌源。无奇偶优势的短链正构烷烃，细菌起源的脂肪酸（C14，C15，异构和不饱和脂肪酸），直链烷基－2－酮，藿类和一些甾酮的存在，都说明在这种沉积环境中沉积有机质已经历了强烈改造作用。甾烯酮和甾烯醇分别向它们烷烃的化学和生物化学转化也十分明显。     

单甲基支链烷烃的单体碳同位素研究

轮南14井三叠系油砂中烷烃类呈双峰型分布,前峰型正构烷烃(nC₁₂～nC₂₂)单体碳同位素较轻(-33.72‰～-32.84‰);后峰型正构烷烃(nC₂₃～nC₃₂)单体碳同位素略重(-32.02‰～-30.90‰),反映两种不同生源的生烃贡献。同时,在后峰型正构烷烃之间检测到了丰富的单甲基支链烷烃系列化合物,该类化合物与后峰型正构烷烃具有相同的单体碳同位素组成(-30.52‰～-31.64‰),指示二者具有共同的母质成因。文献及实测单体碳同位素组成表明单甲基支链烷烃属细菌等微生物来源,因此,对传统的双峰型分布中后峰正构烷烃属高等植物来源的认识提出置疑。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

Occurrences and distributions of branched alkylbenzenes in the Dongsheng sedimentary uranium ore deposits,China

A series of branched alkylbenzene ranging from C₁₅ to C₁₉ with several isomers (2–5) at each carbon number were identified in sediments from the Dongsheng sedimentary uranium ore deposits, Ordos Basin, China. The distribution patterns of the branched alkylbenzenes show significant differences in the sample extracts. The branched alkylbenzenes from organic-rich argillites and coals range from C₁₅ to C₁₉ homologues, in which the C₁₇ or C₁₈ dominated. On the other hand, the C₁₉ branched alkylbenzenes dominated in the sandstone/siltstone extracts. The obvious differences of the branched alkylbenzene distributions between the uranium-host sandstones/siltstones and the interbedded barren organic-rich mudstones/coals probably indicate their potential use as biological markers associated with particular depositional environments and/or maturity diagenetic processes. Possible origins for these branched alkylbenzenes include interaction of simple aromatic compounds with, or cyclization and aromatization reactions of, these linear lipid precursors such as fatty acids, methyl alkanoates, wax esters or alkanes/alkenes that occur naturally in carbonaceous sediments. The possible simple aromatic compounds may include substituted benzenes, functionalized compounds such as phenols that are bound to kerogen at the benzyl position, and phenols that are decomposition products derived from aquatic and terrestrial sources. The distributions of methyl alkanoates and n-alkanes were found to be different between organic-rich mudstone/coal and sandstone/siltstone. From this result, it can be concluded that such differences of the alkylbenzene distributions were mainly resulting from the differences of organic precursors, although maturity effect and radiolytic alteration cannot be completely excluded.     

花岗岩型热液铀矿床C,O同位素研究 ——以粤北下庄铀矿田为例

下庄矿田是华南重要的热液铀矿产区,区内控矿条件复杂。研究选取下庄矿田部分矿床内热液碳酸盐样品并测定其C,O同位素组成:测定矿田北部的1δ3CPDB为-7.6‰~-8.4‰,1δ8CSMOW为12.1‰~13.2‰,而矿田南部测波动范围较大1δ3CPDB则为-3.1‰~-8.5‰,δOSMOW为10.4‰~14.1‰。进一步研究结果表明,成矿流体中矿化剂ΣCO2主要来源于中新生代与区域深大断裂有关的幔源脱气作用,同时伴有壳源有机碳来源;成矿同时期伴随的强烈流体脱气(CO2)作用对矿质沉淀至关重要。