稳定同位素在天然气水合物地球化学勘查中的应用简介--以"布莱克海隆"海区为例

介绍了国外在布莱克海隆（包括ODP164航次994、995、997站位）进行天然气水合物勘查过程中应用稳定同位素的研究实例；通过对这3个站位样品的甲烷、CO2、DIC（dissolved inorganic carbon)、有机碳以及自生碳酸盐的δ^13C分析，指出浅部（0－30m)甲烷和DIC的δ^13C值随深度迅速降低又迅速升高的变化可以作为天然气水合物存在的地球化学指标。994站位孔隙水δ^18O值深度从0.30‰下降到-0.37‰；氢同位素δD随深度略有下降（从11‰到-12‰），这与水合物形成时氢氧重同位素相对富集于固相有关，表明天然气水合物的存在。997站位δ^37Cl从海底沉积物表层以下30m处为接近海水的最大值0，至钻孔底746.85m处降为-3.68‰，可能也与天然气水合物的形成有关。     

天然气水合物气体成因及其来源

天然气水合物中烃类气体主要有微生物和热因两种，应用天然气水合物烃类气体的C1／（C2＋C3）比值以甲烷的δ^13C同位素组成可以较好地区分气体成因，而甲烷的δD同位素组成可以用于判别CO2还原或醋酸根发酵的微生物成因方式。根据CH4以及CO2的δ^13C同位模式计算以及孔隙水的Br^-含量可以推测天然气水合物的气体来源。     

珠江口盆地东部海域天然气水合物成藏气源特征探讨

通过钻探,在珠江口盆地东部海域获取了天然气水合物实物样品,在5个取心站位目标层段进行了保压取心,获取了水合物岩心释放气样品,同时在13个层段获取了水合物分解气体样品。钻探取心的5个站位都在航次现场选择层段制备了顶空气样品。所有气体均进行了气体组成与同位素分析,结果表明:水合物气体组成以甲烷占绝对优势,甲烷含量96.5%～99.8%;乙烷含量极少,为(175～554)×10~(-6),未检测出C_(2+)以上烃类气体。水合物气体甲烷碳-氢同位素分析测试结果表明,δ~(13)C_(1 )为-68.4‰～-71.2‰,δDC_1为-182‰～-184‰,据此判识水合物气体成因类型为生物成因气。水合物气源成因类型与水合物产出形态没有直接关系,多种产出类型的水合物可能与储层发育及形态特征有密切联系。主要气源位于1000m以内的浅地层中,主要以侧向运移方式运移至稳定域有利部位形成水合物。     

青藏高原乌丽冻土区天然气水合物成藏条件

为了探讨青藏高原乌丽冻土区水合物试验孔未钻获天然气水合物的原因,对该区第一口天然气水合物试验孔的岩心样品和周边露头样品进行了测试,结果显示,该区烃源岩有机质丰度中等,有机质类型Ⅲ型,有机质已过成熟,有利于烃类气体的生成;然而,试验孔岩心顶空气测试结果却显示,天然气组分中98%为无机成因的二氧化碳(13 C-CO2,-4‰~-6‰)。结合区域地质、温压场条件等综合分析认为,该区天然气水合物气源以无机成因的二氧化碳为主,有机成因的烃类气体为辅。但是,研究区构造活动强烈且一直持续至今、深大断裂发育等因素却不利于天然气(包括无机和有机)及其水合物的保存,这可能是试验孔未钻获水合物的主要原因。另外,二氧化碳特殊的升华现象以及取样技术的不完善则可能是试验孔未钻获水合物的次要原因。     

海底多组分水合物分解气好氧氧化实验研究

海洋区域蕴藏了丰富的天然气水合物资源,是地球上巨大的碳储库之一。当海洋环境发生变化时,部分水合物会分解释放出大量天然气,其向上运移过程中会发生厌氧或好氧氧化反应,从而减少由海洋向大气的碳排放量,起到消耗截流的作用。本文选取含烷烃好氧氧化菌的海底沉积物进行了水合物分解气的微生物好氧降解模拟实验,实验中用混合气(C_1+C_2+C_3)来模拟多组分水合物分解气。实验结果显示,在微生物作用下烃类混合气发生好氧氧化降解反应至消耗殆尽,反应优先顺序为C_1C_2C_3,降解速率C_1C_2C_3。且随着烃类组分含量的减少,其碳氢同位素组成发生了微生物降解分馏效应,并呈现出不同程度的富集趋势。C_1、C_2和C_3的碳同位素富集变化量分别为71.05‰、12.03‰和4.61‰,碳同位素分馏系数(εC)的平均值分别为-11.219‰、-2.951‰和-1.539‰;氢同位素富集变化量分别为368.64‰、156.00‰和111.97‰,氢同位素分馏系数(εH)的平均值分别为-56.092‰、-99.696‰和-73.303‰。可见,三者的碳位素富集程度C_1C_2C_3,而氢同位素富集程度C_2C_3C_1。此外,水合物分解气在微生物降解过程中气体成分组成及碳氢同位素特征发生了改变,对判别气体成因起到一定的干扰作用,因此,利用分解溢出气体样品进行气体溯源时需要适当考虑这一影响因素。     

贝加尔湖KUKUY地区两种结构气体水合物的形成过程

贝尔加湖首次发现气体水合物是1997年贝加尔钻探计划（BDP）在盆地南部海底深度121m和161m处，气体成分主要是甲烷，8δC值范围为-68．2‰～-57．6‰，表明这些气体水合物是微生物成因的。最近，在盆地南部的Malenky泥火山和盆地中部的Kukuy K-2地区海底发现气体水合物，这些站点位于抬升地形带上，并且具有流体溢出口特征。     

南黄海盆地北部坳陷海底沉积物酸解烃类气体地球化学异常与深部油气属性

南黄海盆地北部坳陷海底沉积物酸解烃甲烷和酸解烃乙烷异常分布显示相同的特征,在西部存在1个高异常区,东部存在1个低异常区。酸解烃类气体的C1/(C2+C3)—δ13C1相关图显示酸解烃类气体属于热成因类型。烃类气体的C1—C2交会图和C1/(C2+C3)—C2/(C3+C4)交会图指示异常区的深部油气属性属于"油气并存"区和"干气"区,其中西部异常区以"油气并存"为主,东部异常区以"干气"为主。     

墨西哥湾西北部陆坡气体水合物资源评价

气体水合物是一种似冰状的结晶物质 ,烃类和非烃类气体赋存于水分子笼形格架内。全球海底气体水合物储集层可能含有２×１０１４（Ｓｏｌｏｖｉｅｗ，２０００）～７．６×１０１７ ｍ３（Ｄｂｒｙｎｉｎ等，１９８１）的甲烷。目前 ,在墨西哥湾西北部陆坡水深４４０～＞２４００ｍ处采集了５０个热成因和细菌成因的气体水合物样品。通过活塞柱状取样和科学考察深潜器 ,研究者已经从海底取到细菌成因Ⅰ型构造的甲烷水合物和热成因Ⅱ型和Ｈ型的气体水合物。近年来 ,ＧＯＭ (墨西哥湾 )深水区已经成为对石油勘探具有重要意义的地区。１９９９…     

东海天然气水合物的地球化学标志与找矿远景

利用大量的海底沉积物样品，开展了东海天然气水合物卫星热红外遥感和沉积物酸脱气地球化学找矿研究。根据卫星热红外增温异常和海底浅表层沉积烃类异常及其他各种异常标志，可以预测冲绳海槽中南部海域为最可能的水合物赋存区。     

墨西哥湾陆坡的喷出气体及气体水合物：气体水合物分解所产生的影响

气体水合物是象冰一样的结晶物质，烃类和非烃类气体赋存于水分子晶格内。分布于墨西哥湾和其它海盆中的Ｉ型构造的气体水合物通常是细菌作用成因的甲烷水合物，贫13C、Ⅱ型和 H型气体水合物在墨西哥湾水深约540 m处共存。Ⅱ型气体水合物主要成分一般是C1-C4碳氢化合物（甲烷－异丁烷），而Ｈ型则主要由C1-C5碳氢化合物组成（甲烷－异戊烷）。与简单的细菌成因的甲烷水合物相比，由于热成因的气体水合物是由不同性质的碳氢化合物分子共存于晶体格子中，故保存了更为复杂的成因和稳定性信息。温度、压力及形成气体水合物的气体组成是决定…     

西沙群岛的砗磲科软体动物

砗磲科(Tridacnidae)的种类全部生活在热带浅水珊瑚礁。它们只分布在印度太平洋动物区系区。1956-1958年中国科学院海洋研究所在西沙群岛获得许多砗磲科的标本；1975年作者参加西沙群岛的考察,又特别注意观察、采集这类动物,得到较多的标本和资料。 砗磲科是双売类中一群高度特化的种类,它的外套膜大、很发达,有大量的单细胞藻虫黄藻(Zooxanthellae)与之共生;外套膜中还有一种特殊的结构叫玻璃体(hyaline organ),它们能聚合光线使虫黄藻大量繁殖作为自身养料的一部分,这一过程 Yonge(1936)取名叫“耕殖”(farm),这种蛤一藻的特殊关系叫互惠共生(Symbiotic mutualism)。 砗磲科贝壳方位的辨识与正常双壳类相反,这是由于它与虫黄藻共生的特殊关系导致外套膜面积增加,以致使这类动物生活时原来在背面的壳顶、铰合部和韧带朝下成为腹面;原来的腹面由于植物耕殖组织(plant farming tissue)的发达而移到背面,也即贝壳的自由端朝上。动物体的软体部也有少量“逆转”,前闭売肌消失,前收足肌移到后面;后闭壳肌和后收足肌相邻移到贝壳中央;足和足丝从贝壳铰合部的对应端——腹斜面的足丝孔伸出,直接在底面固着。 为了叙述方便,确定砗磲科贝壳方位时按以下方法:把壳顶朝下,铰合部与手持者相对,这样铰合部的末端是前端、相反的一方是后端;贝売的游离端朝上为背部,壳顶和足丝孔朝下为腹部,在手持者左面为左売,右面为右売。 根据 Rosewater(1965)的意见砗磲科全世界只有6种,这6种在我国西沙群岛都有分布。     

东海水母类、浮游贝类及被囊类的垂直分布

有关水母类、浮游贝类及被囊类的垂直分布,迄今国内的报道还不多,只有陈清潮等(1978)在南海西沙、中沙群岛周围海域进行过一些调査工作。但国外早已开展这方面的工作,研究资料很多, Bigelow and Sear(1937), Leloup and Hentschel(1938),Totton(1954), Alvarino(1967),Pugh(1974)等对水母类都有较详细的报道;对浮游贝类和被囊类，Stubbing(1938), Tesch(1946), Thompson(1948), Swell(1953), Wormelle(1962)等也作了一些工作。 浮游动物的垂直分布是一个比较复杂的生态学问题,所涉及的因素很多(Bense,1964; Leloup and Hentschel,1938; Moore,Owre, Jones and Dow,1953)。本文仅就我们现有的材料进行初步分析。 本文系根据1978年5月27日-7月3日“金星”号在东经123°-129°,北纬26°30′一32°30′,水深大于80m的测站,用大型浮游生物网垂直分层采集(层次为0-50m,50-100m,100-250m,250-500m,500-1000m,1000-2000m)所获得的78份浮游生物样品,分析整理而成。     

多端元模式下的A, B, C端元

在多参数样品群的对比分类中,端元相关法的实质是先确定尽可能少的几个特征端元,再把各样品分别与这几个端元加以对比,以避免逐一对比各对样品之间的相关程度。 基于双端元模式的A-B相关法已有讨论。本文进而讨论三端元模式以及在多端元模式下确定三个端元的方法。 文中用X表示向量X的模;用Q(X,Y)表示向量X和Y间的夹角的余弦(Q因子),有时也用Qxy表之。     

西沙群岛钥孔䗩科的研究

本文根据中国科学院海洋研究所1956-1958年和1975年在我国西沙群岛采集的标本写成。共有标本70个,经鉴定为9种,分隶于5属。其中有四种为我国首次记录。     

西沙群岛刚毛藻科海藻研究

本文报道了我国西沙群岛刚毛藻科海藻11种,其中10种属于刚毛藻属Cladophora，1种属于硬毛藻属Chactomorpha。它们在本地区均为新记录。其中有6种在我国是首次报道。 本文所用标本是中国科学院海洋研究所分类组赴西沙群岛调查队的郑树栋等同志于1957,1958,1975和1976年采集的。全部标本共14号。     

黄河口海区沉积物柱样中碳酸盐组分

于１９８９年５月在黄河口海区采集４个沉积物柱状样,以原子吸收法测定其碳酸盐组分中Ｃａ,Ｍｇ,Ｆｅ,Ｎａ,Ｍｎ元素的含量。结果表明,含量分布基本遵循“元素粒度控制律”,即沉积物粒度细时,元素含量超于富集。结果还证明,受黄河水影响越大,沉积物碳酸盐Ｍｎ／Ｆｅ比值越高,可以以此判断沉积物受黄河水影响的程度;ＣａＣＯ３含量亦存在类似现象。相关分析表明,碳酸盐组分中Ｍｎ含量与ＣａＣＯ３含量相关较好,而Ｆｅ与     

图们江口水中Zn,Cd,Pb,Cu的形式分析

本文用防吸附物理涂汞电极反问极谱对图们江口、东海及日本海水中Zn,Cd,Pb,Cu进行了形式分析,其不稳定态的平均浓度分别为5.9,0.071,0.039,0.69ug/L(占总量的15～27％),分布较为均匀,证实了痕量金属离子(自由离子及不稳定络离子的均匀分布规律。有机结合态Zn,Cd及Pb(10～30％)和颗粒态Zn,Cu和Cu(15～40％)的较高含量位于长江口、东海及图们江口。     

渤海西岸自然保护区内贝壳堤现状和应对措施

由于采挖贝壳、城市建设和修建养殖池,位于河北省黄骅古贝壳堤自然保护区内沿海岸的岐口—狼驼子贝壳堤已经不复存在,挽救已经不可能。山东省境内滨州贝壳堤岛与湿地自然保护区(国家级)内,在贝壳堤几十米后修建了养殖池。养殖池防护堤阻挡潮水向后漫溢,波浪作用在此增强。在波浪作用下贝壳堤已经遭到破坏(贝壳堤变低,贝壳堤前向海一侧受到侵蚀,将贝壳堤下伏层暴露出来)。如果要挽救这里的贝壳堤必须拆除贝壳堤后面的养殖池。     

白鱀豚的皮肤

鲸类的皮肤是适应完全水生而发生显著改变的器官之一。 在现代生存的四类淡水豚中,只有白鱀豚Lipotes vexillifer的皮肤尚未研究。(1974)报道了拉河豚Pontoporia blainvillei、亚河豚Inia geoffrensis及恒河豚Platanista gangetica的皮肤构造。但他观察的只是眼周围的皮肤,对身体其他部分的皮肤尚缺了解。为此,我们研究了白鱀豚各部分皮肤及皮下层的组织学构造。     

西沙群岛马蹄螺总科的分类研究

马蹄螺总科(Trochacea)是西沙群岛海产软体动物中产量最大、产值最高的一个总科;同时,它的种类也很多,在海贝区系中占有重要位置。西沙群岛的马蹄螺总科以往共已记录24种,分求于12属3科。 作者根据中国科学院海洋研究所1956-1958年和1975年在西沙群岛采到的马蹄螺总科135号标本,进行了分类研究,共増补8种,其中3种为中国海域首次记录。除研究整理了主要异名,对前人工作做了一些修订外,并对前人所报道的仅有名录的12种增补了描述和地理分布,同时对前人描述的种类进行了再描述。 前人已在西沙群岛报道,我所尚未采到的种类有: Turbo marmoratus Linné,T.cornutus Solander,T.coronatus Gmelin, Astraea haematrage( Menke)。前3种系熊大仁(1949)报道,有图有描述,但T. coronatus描述欠细,无法确定其种名;前2种特别是经济价值较高的T. marmoratus,虽然我所一直未曾采到,因图、文均明,故予列入。第4种系中国科学院北京动物研究所等(1974)报道,因无图无描述而无法确定,故未列入。 总计,本文共描记30种,分隶于14属4科。