粘土矿物对有机质生烃的催化作用

烃源岩的有机质主要以有机粘土复合体的形式存在。有机质生烃是一种有机粘土化学反应。反应过程中,有机质与粘土之间存在质子和电子迁移,粘土通过对水分子的吸附和离解为有机质加氢裂解提供H+,而有机质生成的有机酸激活了粘土的催化活性,也为蒙皂石伊利石化反应创造了条件。烃源岩不同粘土矿物的选择性催化特征是影响油气组成的最重要因素。粘土的催化活性大小和发育时间是决定烃源岩生烃潜力大小的因素。由于烃源岩在蒙皂石伊利石化阶段具有最大的催化活性,而且与有机质生烃反应同步,因此富含伊$蒙混合层的烃源岩是世界含油气盆地的最有利烃源岩。不同地质时期的烃类地质储量与烃源岩膨胀性粘土的丰度有密切关系。     

造山的高原——青藏高原巨型造山拼贴体和造山类型

有机质丰度是传统评价烃源岩方法的重要指标,笔者认为有机粘土复合体是烃源岩有机质的主要赋存形式。有机质生烃反应是一种有机粘土化学反应,有机质脱羧基反应是有机粘土的氧化-还原反应,有机质的热解反应是一个加氢裂解过程,含有剩余C0是烃源岩的基本特征,它说明在烃源岩生烃反应中C0始终是有剩余的,不会因为C0的不足而影响烃源岩的生烃能力。笔者认为制约烃源岩生烃能力大小的不是烃源岩C0的丰度,而是氢的来源和丰度,烃源岩粘土通过吸附水分子为生烃反应提供H+能力(Br nsted酸性)的大小和时间是决定生烃潜力大小的关键。烃源岩粘土的不同催化特性是影响油气组成的重要因素,蒙皂石对甾烷的异构化有明显促进作用。     

层柱粘土及其在催化反应中的应用

层柱粘土是一类新型催化剂材料。它是微孔的固体，结构类似二维分子筛，分布有适合于很多有机反应所需要的催化剂酸性和孔，其层间距大于沸石分子筛的孔径，有利于较大反应物分子的反应，在层柱粘土催化剂作用下，一些催化反应显示出择形选择性。本论述了层柱粘土在有机反应中的应用及其一些示例。规则间层结构的粘土矿物兼有云母的稳定性和膨润土的可膨胀性，是制备稳定性好的层柱粘土的原材料。手性试剂改性的钛层柱粘土可用于不对称氧化反应，为高选择性的新型层柱粘土催化剂的研制提供了有意义的启示。     

铝土矿粘土研究的回顾(续)

我国球粘土应成为独立矿种，湖沼球粘土中含“内胶体”的自生高岭石是生物有机质作用造成，水云母、I-M间层粘土矿物及有机质会增加可塑性、粘结性及干燥强度，钾、钠的增加可降低烧结温度。沉积球粘土与残积成因高岭石为无序或较无序，古生代煤系高岭石为有序和高度有序，岩浆热液成因的高岭石常为有序或高度有序；北方古生代软质粘土（紫矸）为规模较大、较为均匀稳定的高度有序高岭石，应积极开发。硬水铝石岩溶铝土矿应属于生物有机质成矿作用的沉积型铝土矿。     

粘土矿物对形成过渡带气的催化作用研究

本文分析了有机质在粘土矿物中的赋存状态，测定了粘土矿物的表面酸、实验模拟了低演化程度的烃源岩及其抽提物干酪根＋不同粘土矿物的催化机制、并通过粘土催化醇脱水反应对粘土过渡带有机质成气机理进行了探讨。研究结果表明，过渡带气的形成主要是受蒙脱石粘土矿物的催化所致，其原因是成岩过程中蒙脱石向混层矿物转化在蒙脱石晶间发生大量的铝代硅，因此在粘土表面产生电荷不平衡而形成酸性，井以路易斯酸和布郎酸作用于有机质，使碳－碳键发生断裂以形成气态烃。     

碳水化合物在土壤中的分布特征及其环境意义

碳水化合物是土壤中最活跃的有机质成分之一,其中土壤中的行为要受到诸如土壤密度和颗粒粒度、季节和微生物等因素的影响。由于碳水休合物与粘土、各种离子之间存在阗广泛的相互作用,它能稳定土壤结构,在一定程度上减少土壤及有用物质的流失,保持土壤环境的稳定。碳水化合物在土壤中的行为规律较为明显,并且来源差异能反映在单糖组分上,正因为如此,碳水化合物可以作为指示剂和参照物来反映有机质在土壤的降解与迁移。     

烃源岩中可溶有机质与粘土矿物结合关系——以东营凹陷沙四段低熟烃源岩为例

 采用超临界抽提(SFE)新技术和氯仿抽提(CE)以及粘土分离等手段对东营凹陷沙四段低熟油烃源岩进行不同处理,得到3种粘土样品:(1)含有机质的粘土原样;(2)氯仿抽提去有机质的样品;(3)不同实验条件下超临界抽提后的样品。然后,分别对这3种粘土样品进行X射线衍射分析(XRD)和傅利叶转换红外光谱分析(FT-IR).研究发现烃源岩中可溶有机质除了吸附于矿物表面外,还吸附于粘土矿物尤其是蒙皂石层的层间,后者主要为碳数相对较低的饱和烃类。这一发现对认识沉积岩中可溶有机质对粘土矿物结构和特性的影响有着重要意义,对烃源岩评价和探讨泥质烃源岩烃类的初次运移提供了新思路。     

包气带土壤组成对三氯乙烯的吸附影响研究

有机质和矿物质是包气带土壤中的主要吸附介质,其吸附特性直接影响有机污染物在环境中的迁移、转化等过程。分别采用分析纯石英砂和典型粘土矿物高岭石模拟土壤的原生矿物和粘土矿物,利用批实验的方法研究土壤中各组成部分对三氯乙烯(TCE)的吸附行为。土壤有机质的吸附行为通过全土样和矿物质的对比得出。结果表明,粘土矿物是吸附氯代烃的主要矿物质,原生矿物对氯代烃的吸附量很小;土壤有机质含量和土壤吸附量之间有很好的正相关性;土壤有机碳含量与土壤粘土矿物含量的比值是影响吸附行为的另一重要因素,比值越小,Koc值越大,土壤对TCE的亲和力就越强。由于自然界中的土壤有机质大都与矿物质形成有机质-粘土矿物结合体,据此推测有机质-矿物质结合体会影响有机质的组成和形态,从而对其吸附行为有重要作用。     

有机柱撑粘土(蒙脱石)的研究进展

有机柱撑蒙脱石是近年来受到广泛关注的一类有机-无机粘土复合材料，其优异的性能使其在许多领域都有巨大的应用潜力。本综述了有机柱撑蒙脱石的起源、发展、主要类型，探讨了有机柱撑蒙脱石的研究方向。     

西峰黄土-红粘土序列有机质记录及其对磁化率古气候意义启示

大量研究证实成壤磁铁矿和磁赤铁矿是黄土-红粘土磁化率变化主要原因,但是对这些磁性矿物起源于无机沉淀还是生物作用尚需深入研究.为此,本文选择黄土高原200余米厚的西峰黄土-红粘土序列为主要研究对象,采用化学分析和透射电镜手段,对其中有机质含量和磁性矿物成因进行研究,结果表明:S5以来的沉积层有机质含量相对较高,集中在0.25％ ～0.50％之间,有机质含量变化与黄土和古土壤层磁化率变化基本一致,即有机质高值对应磁化率高值,有机质与磁化率值成正相关;S5以下至午城黄土底部不仅有机质含量降低而且变化幅度减小;红粘土沉积层中,虽然不能完全遵循磁化率高值对应有机质高值,但基本符合峰-峰和谷-谷对应规律.有机质和磁化率的相关性以及透射电镜研究表明,生物成因磁性矿物是风尘序列磁化率变化的主要原因,有机质含量高低反映风尘序列成壤过程中生物地球化学强度变化,生物将磁化率和古气候密切联系起来.黄土和红粘土磁化率古气候意义相似,但是由于黄土和红粘土形成于不同气候背景下,不能仅仅利用二者磁化率大小对比反演古气候,利用表土磁化率重建古气候要考虑气候载体形成的气候背景差异.     

碳酸盐岩二次生烃研究综述

二次生烃是指停止生烃的烃源岩再次被深埋,并且受热温度超过一次生烃的最大温度,达到二次生烃门限时又重新开始生烃。主要生烃物质有干酪根及其衍生的丝沥青、可溶有机质,包裹体有机质、晶包有机质、固体沥青、一次生烃形成的吸附有机质以及缝合线有机质等。不管二次生烃起始成熟度是否达到一次生烃高峰所对应的成熟度,其二次生烃曲线均有一个相对的生烃高峰,而且二次生烃起始成熟度越高,生烃高峰就越迟,高峰值也相对较小。对于二次生烃的数量、演化路径以及生烃始点等关键问题仍存在分歧,今后应在热模拟实验的基础上,结合化学动力学和数值模拟方法,进一步加强碳酸盐岩二次生烃理论的研究。     

烃源岩中可溶有机质与粘土矿物结合关系——以东营凹陷沙四段低熟烃源岩为例

采用超临界抽提(SFE)新技术和氯仿抽提(CE)以及粘土分离等手段对东营凹陷沙四段低熟油烃源岩进行不同处理,得到3种粘土样品:(1)含有机质的粘土原样;(2)氯仿抽提去有机质的样品;(3)不同实验条件下超临界抽提后的样品。然后,分别对这3种粘土样品进行X射线衍射分析(XRD)和傅利叶转换红外光谱分析(FT-IR).研究发现烃源岩中可溶有机质除了吸附于矿物表面外,还吸附于粘土矿物尤其是蒙皂石层的层间,后者主要为碳数相对较低的饱和烃类。这一发现对认识沉积岩中可溶有机质对粘土矿物结构和特性的影响有着重要意义,对烃源岩评价和探讨泥质烃源岩烃类的初次运移提供了新思路。     

二连盆地石炭系—二叠系烃源岩有机地球化学特征及生烃潜力

二连盆地海相烃源岩主要为海槽沉积的石炭系—二叠系泥岩和碳酸盐岩。根据盆地周缘69个露头剖面样品的残余有机碳含量等地球化学实验数据,分析了石炭系—二叠系海相烃源岩的有机质丰度、类型、热演化程度。针对地表烃源岩样品具有高热演化、低丰度的地球化学特征,在有机质丰度的热解损失和地表风化损失校正基础上,采用TSM盆地模拟技术计算烃源岩生烃强度。综合分析认为,二连盆地石炭系—二叠系海相烃源岩具有低—中等级别的生烃能力。     

青海湖底沉积物的矿物物相及有机质保存研究

盐湖沉积环境是烃源岩发育的重要地质环境。本文以青海湖湖底沉积物为例，根据有机质与粘土矿物含最及矿物表面积的关系，分析了矿物学因素对盐湖相富有机质沉积物中有机质保存的影响。研究发现：湖底沉积物中有机质丰富，为上层水中的浮游生物和南河流携带束的陆地高等植物两种来源。矿物物相分析发现沉积物中粘土矿物含量达到32．4％，以伊利石为主。沉积物经密度分离后测试发现，有机碳含量与粘土矿物含量及矿物表面积之间具有很好的正相关性，说明粘土矿物吸附是青海湖底沉积物中有机质的主要赋存形式。     

吐鲁番坳陷二叠系烃源岩地球化学与沉积环境的关系

二叠系烃源岩是中国西部吐鲁番坳陷重要的潜在生烃层系。以地表剖面暗色泥岩的分析资料为主，结合部分井下烃源岩样品分析数据，详细探讨了泥岩的微量元素地球化学特征，利用不同岩类烃源岩有机碳含量、有机质类型及饱和烃气相色谱等特征对烃源岩的沉积环境进行了分析。研究认为，吐鲁番坳陷二叠系烃源岩层系沉积时水体的环境为弱还原相—还原相沉积环境。烃源岩有机质中陆源生物占优势，低等水生生物也有大量的分布。油气为还原环境沉积有机质的转化产物，坳陷具有良好的成烃潜力。还原程度强、具一定深度水体的的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所，沉积有机质能及时沉积、保存下来，因此，烃源岩大多有机质丰度高；反之，则明显变差。     

我国下古生界碳酸盐岩烃源岩评价研究现状

碳酸盐岩烃源岩评价对我国油气资源评价与勘探至关重要。本文从有机质成熟度、有机质丰度下限、有机质丰度及生烃潜力的恢复、碳酸盐岩生烃机制与生烃模式等几个方面，介绍了我国碳酸盐岩烃源岩的研究现状，提出了运用生烃动力学对碳酸盐岩烃源岩进行研究的新方法，展望了需要继续关注的问题。     

有机粘土的特性及其对肥料养分的缓释作用

本研究表明 ,表面活性剂 2号不仅可以吸附在蒙脱石、高岭石和凹凸棒石的表面上 ,还可进入蒙脱石的层间 ,将其晶层撑开 ,并以双层小于 65°角斜交于蒙脱石的晶片之间 ,同时有极少量的表面活性剂 2号以单层方式直立于晶片上 ,形成石蜡质构型。由于粘土矿物对表面活性剂 2号的吸附作用 ,使其热性质发生变化 ,去除吸附水的温度降低并出现放热峰。此外 ,还使得有机粘土的含水量和吸湿率较原土有显著降低。有机粘土应用于肥料工业的复混肥生产中 ,不仅可以使其有效成粒率提高 3 0 % ,还可使其养分释放具有显著的缓释效果。