山东含矿金伯利岩的氧、硅同位素地球化学研究

山东胜利1号和红旗6号金伯利岩管是我国著名的原生金刚石矿床。文章以该岩管的各类金伯利岩、深源捕虏体及围岩为测定对象,研究了金伯利岩管的O、Si同位素组成。结果表明,O、Si同位素对揭示含矿金伯利岩形成的地质背景,重塑含矿金伯利岩管的岩相,具有较显著的示踪作用。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组原油性质与来源分析

通过原油与油田水物理性质、原油与烃源岩族组成、饱和烃气相色谱以及萜烷与甾烷等生物标志化合物特征的多项地球化学指标对比,表明鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组长8、长6、长4＋5等油层组原油性质较为复杂,其成熟度、母源氧化-还原环境及母质类型等方面存在显著差异。烃源岩评价也显示长9、长8、长7、长6、长4＋5段的暗色泥岩有机质质量和类型有所差别,但均具备生排烃能力。油源对比结果进一步证明：成藏过程存在多套油源混源供油的成藏效应,其中长8油层组原油主要来源于长7—长8段烃源岩;长6油层组原油主要来源于长7—长6段烃源岩;长4＋5油层组原油存在长7、长6及长4＋5段多源烃源岩的贡献。     

鄂尔多斯盆地环县地区上三叠统延长组长63砂层组沉积微相特征及新认识

通过岩心的详细观察,结合测井、录井资料综合分析,在环县地区上三叠统延长组长6₃砂层组中,识别出了三角洲前缘、前三角洲和深湖3种亚相,和水下分流河道、支流间湾、河口砂坝、远砂坝、前三角洲泥、砂质碎屑流沉积、浊流沉积、液化流沉积、滑塌沉积和深湖泥10种微相。编绘了一系列沉积微相连井剖面图和长6₃砂层组的沉积微相平面展布图,表明研究区西部、北部及东北部发育三角洲前缘亚相,研究区中部和东南部发育深湖亚相。在深湖亚相中除了深湖泥外,发育大量的砂质碎屑流和浊流等重力流沉积。作者首次提出了源于浅水区的砂级沉积物是通过前三角洲上的一系列水道搬运至深湖区形成重力流沉积的。综合以上研究成果,建立起了该区的沉积模式。论文最后分析了研究区的油气潜力,指出水下分流河道和砂质碎屑流沉积两种微相的储集性能最好。由于本区砂体横向尖灭现象普遍,可形成一些规模较大的岩性圈闭,是岩性油气藏勘探的有利目标区。     

植物中硅矿化作用的硅同位素示踪研究

项目首次对田地生长的水稻与竹子和室内栽培水稻中氧化硅的含量、形态、分布及硅同位素组成进行了系统研究。研究发现水稻中的氧化硅含量有由根到茎、叶、稻壳逐渐增高的趋势, 但在米粒中含量急剧降低。竹子中的氧化硅含量也显由杆到枝、叶逐渐增高的趋势。在竹子和水稻的根部, 氧化硅都集中在内皮层;而在其地上部分(竿、枝、叶、壳), 氧化硅主要出现于外皮层。在单株水稻和竹子中都发现不同器官间存在显著的、系统的硅同位素分馏。水稻的? 30Si显示有由根到茎降低, 而后向叶、壳和米逐渐增高的趋势。竹子的? 30Si也显由根到竿降低, 而后向枝、叶增高的趋势。这种硅同位素变化可能是由植株内体液中的溶解硅在竿、枝、叶、壳相继沉淀出氧化硅时, 产生瑞利过程的硅同位素分馏的结果。研究得出竹子和水稻中溶解硅与沉淀硅间的硅同位素分馏系数分别为0.9981和0.9996。研究发现水稻根和竹根从土壤溶液中吸取硅时, 也存在硅同位素动力分馏。竹子与水稻吸收硅与土壤可溶硅之间的硅同位素分馏系数分别为0.9988和0.9989。研究得出：1)水稻与竹子由外界吸收的含硅化合物主要为正硅酸;2)被动吸收是其吸收硅的重要形式;3)蒸发作用是硅在这些植物中迁移和沉淀的主要机制。研究结果为理解植物中硅吸收、搬运和沉淀硅的方式与机制和探讨植物在硅、碳生物地球化学循环方面的作用提供了可靠的证据     

矿浆型铁矿的氧同位素判别标志:以宁芜玢岩铁矿为例

自然界是否存在矿浆型铁矿以及如何判别矿浆型铁矿是地质学家争论探索了几十年的问题。大量地质现象和实验研究证实,中酸性岩浆在高氧逸度、富磷等挥发分和助熔剂的条件下,硅酸盐熔体与铁氧化物熔体之间可以发生液态不混熔,熔离出富铁氧化物熔体或富铁岩浆。但有些学者认为实验无法直接一次性熔离出高品位铁矿浆,因此不存在矿浆型铁矿。实际上,高品位富铁矿浆可能是经过多次熔离富集形成的,而非一次简单熔离完成;磁铁矿中钛含量偏低,可能与矿浆型铁矿遭受后期热液改造、钛大量丢失有关,最典型的例子莫过于智利拉科铁矿。长江中下游玢岩铁矿是我国重要铁矿资源类型,其中是否发育矿浆型铁矿也一直存在激烈争论。为了避免不必要的争议,本文将铁矿浆限定为由岩浆熔离形成的铁氧化物浓度30%的富铁熔体,由铁矿浆演化形成的铁矿床称为矿浆型铁矿。根据宁芜成矿岩体中锆石的钛温度计确定了岩浆的温度,根据锆石的氧同位素组成及磁铁矿与锆石之间的氧同位素分馏方程,计算出岩浆温度下直接从熔体中熔离出来的磁铁矿的δ~(18)O_(Mt)值为4.2‰。据此建立了宁芜玢岩铁矿中矿浆型铁矿的氧同位素判别标志,如果矿体中磁铁矿的δ~(18)O_(Mt)≥4.0‰,则为矿浆型铁矿,否则为热液型或浆-液过渡型铁矿。判别结果表明,钟姑山矿田矿浆型和热液型矿体同时存在,梅山铁矿介于矿浆型-热液型之间,而凹山矿田铁矿则为热液型,与野外观测及前人研究结果一致。     

长江水中悬浮物含量与矿物和化学组成及其地质环境意义

在2003～2007年间,在长江干流的25个水文站及主要支流的13个水文站系统采样,对悬浮物的含量及其矿物与化学组成系统地进行了测定。根据这些数据,对长江悬浮物的矿物和化学组成的时空变化及其地质与环境意义进行了系统研究。 本次所采样品中悬浮物含量平均值为256.5mg/L,在世界各大河中居于中等水平。悬浮物含量呈现大幅度的时空变化,与水流速度、径流量及泥沙供给情况的变化相对应,受河床坡度、降雨量、风化强度、侵蚀情况及人工活动等多种因素的影响。近年来,长江悬浮物含量逐渐下降,与上游的退耕还林和水库建设密切相关。特别是三峡水库工程引起泥沙在库区大量沉积,显著降低河水的悬浮物含量,导致其下游河段堤岸冲刷加剧,洞庭湖、鄱阳湖和长江口的沉积减少。这种变化带来的环境效应巨大,需要慎重评估和应对。 长江水中悬浮物主要由粘土矿物、碎屑硅酸盐矿物和碎屑碳硅酸盐矿物组成,并含有少量重矿物、氢氧化物和有机物。与黄河悬浮物矿物组成的对比研究表明长江流域的化学风化作用明显强于黄河流域,而物理侵蚀作用明显弱于黄河流域。由上游到下游,长江悬浮物中粘土和碎屑硅酸盐矿物逐渐增高,而碎屑碳硅酸盐逐步降低,与中下游地区气候变得湿热,化学风化变强的情况相对应。 与上地壳岩石平均值相比,长江悬浮物的SiO2、CaO、K2O 、Na2O含量较低,而TFe2O3含量较高,反映硅酸盐矿物化学风化过程中部分硅、钾、钠、钙的流失和铁的富集。与全球河流悬浮物和黄河悬浮物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,反映长江流域的化学风化作用较强。与长江水系沉积物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,而Al2O3、K2O 、MgO、TFe2O3较高,反映悬浮物比较富含粒度较小的粘土与铁质成分。从上游往下游,长江悬浮物中CaO、MgO含量逐渐降低,SiO2 含量逐步升高,与粘土矿物含量增高和碳酸盐含量降低的趋势相对应。 长江悬浮物中Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd含量均高于上地壳岩石的平均含量,可能由这些元素在风化过程优先为粘土所吸附所引起。在攀枝花、宜宾、九江、大通、南京等站悬浮物中发现的铜、铅、锌的高含量,可能均与相关地段采矿活动有关。2005年7月在富顺和长沙发现Cd的高异常值引人注目。悬浮物中Cu、Pb、Zn、Cd的含量较长江水系沉积物的平均含量高出数倍、乃至数十倍,可能反映近年来流域采矿活动加剧,其对流域环境的长远影响值得关注。 长江悬浮物的稀土总量与全球页岩的平均值相比略显偏高。长江悬浮物的REE分布形式于上地壳基本一致,表明长江流域出露的岩石的化学组成与上地壳岩石平均组成没有明显差别,而且岩石风化过程中稀土元素未出现明显分馏。     

氧氢碳稳定同位素综合分析研究及标准样品的测定

利用已有的一套真空装置(BrF_5法氧同位素分析装置),通过活动小系统交替上的方式进行了水的CO_2—H_2O平衡法,碳酸盐的18O、13C测试磷酸法,水的氧同位素分析金属锌法以及矿物结构水、包体水的同位素组成分析。对上述方法都用国际标准(V-SMOW、GISP、SLAP的δ18O值和NBS-18、NBS-19的δ18O与δ13C测定结果)检验了试验水平。其测定值与世界各实验室的平均值或推荐值在实验误差范围内基本上是吻合的。实践证明,应用一个真空实验装置进行氧氢碳稳定同位素多种方法综合测试是可行的。     

Stochastic systems with cross-correlated Gaussian white noises

This paper theoretically investigates three stochastic systems with cross-correlation Gaussian white noises. Both steady state properties of the stochastic nonlinear systems and the nonequilibrium transitions induced by the cross-correlated noises are studied. The stationary solutions of the Fokker-Planck equation for three specific examples are analysed. It is shown explicitly that the cross-correlation of white noises can induce nonequilibrium transitions.     

鄂尔多斯盆地史家湾地区长6油层组层序-岩相古地理

通过岩心描述、岩石薄片鏊定和古生物、物源区和测井曲线等资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地史家湾地区上三叠统长6油层组沉积相和层序地层学特征进行了详细研究,确定长6油层组属于河控型三角洲沉积体系.可划分为1个长期、3个中期和10个短期旋回层序.以古盐度的定量计算和盐度分区为依据,进一步确定了史家湾地区长6油层组沉积期的古湖岸线位置.在此基础上,以物源区和沉积相、层序分析成果为基础,选取中期旋回层序的上升和下降相域为等时地层单元编制史家湾地区长6油层组各时期层序-岩相古地理图,结果表明各时期古地理面貌和砂体展布格局主要受湖平面升、降和物源区方向控制.最有利储层发育的水上一水下分流河道主要出现在各中期旋回的湖侵相域,砂体的延伸方向与东北部的主物源方向相平行,此研究成果对史家湾地区长6油藏的后续勘探有重要的指导意义.     

鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组原油性质与来源分析

通过原油与油田水物理性质、原油与烃源岩族组成、饱和烃气相色谱以及萜烷与甾烷等生物标志化合物特征的多项地球化学指标对比,表明鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组长8、长6、长4+5等油层组原油性质较为复杂,其成熟度、母源氧化-还原环境及母质类型等方面存在显著差异。烃源岩评价也显示长9、长8、长7、长6、长4+5段的暗色泥岩有机质质量和类型有所差别,但均具备生排烃能力。油源对比结果进一步证明:成藏过程存在多套油源混源供油的成藏效应,其中长8油层组原油主要来源于长7—长8段烃源岩;长6油层组原油主要来源于长7—长6段烃源岩;长4+5油层组原油存在长7、长6及长4+5段多源烃源岩的贡献。