碳酸盐岩气源岩有机质丰度下限研究

以塔里木盆地地质参数(地层、地史、热史)为例计算了不同地质条件下单位面积碳酸盐岩的生气量及源岩和围岩各种形式的残留和耗散气量(吸附气量、油溶气量、水溶气量、扩散气量), 进而根据物质平衡原理计算出源岩开始以游离相有效排气时所对应的有机碳含量, 并将它作为该地质条件下气源岩的有机质丰度理论下限值TOC_min. 模拟计算显示气源岩TOC_min随源岩厚度的增加而减小; 随成熟度的增加先减小后增加; 随有机质类型(生烃潜力)的变好而减小. 建立了塔里木盆地碳酸盐岩气源岩TOC_min的评价表. 研究表明碳酸盐岩气源岩TOC_min随地质条件的不同变化很大, 不能用一个统一的有机碳下限值来评价气源岩. 并初步建立了塔里木盆地碳酸盐岩气源岩工业下限值TOC_yg的评价表.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性, 以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集, δ¹³C_carb正偏移, δ¹³C_org<&#8722;28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育. 克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ¹³C_carb多为负值, δ¹³C_org为&#8722;24‰~&#8722;28‰, 指示有机质埋藏量低, 生烃潜力差, 稀土元素分异弱, 沉降速率较快, 多属浅水高能氧化环境, 不利于烃源岩发育. 利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

碳酸盐岩基质与缝合线的生烃和排烃特征

通过对碳酸盐岩不同组成部分有机碳和热解（Ｒｏｃｋ－Ｅｖａｌ）的分析,探讨了其各组成部分的有机质丰度和生排烃特征．碳酸盐岩在有机质分布上具极强的非均质性,缝合线和纹泥层、泥灰岩及灰泥岩有机质丰度比较高,基质有机质丰度最低．泥灰岩或灰泥岩由于其厚度往往比较稳定,分布面积广,可作为好的生油岩．在相近的深度上,碳酸盐岩的不同组成部分基本同时生烃和排烃,缝合线排烃效率最高,其次为纹泥和泥灰岩等,基质的排烃效率最低．     

湖泊现代沉积物碳环境记录研究

通过对云南程海现代沉积物的精细采样和分析, 研究了湖泊沉积物中有机碳与无机碳含量阶段性的正相关和负相关变化. 结果表明, 温度及其引起的相关变化是控制沉积物无机碳含量、碳酸盐δ ¹³C和有机碳含量变化关系的主要因素. 当温度及其引起的光合作用强度变化对湖泊自生碳酸钙沉淀起主导作用时, 沉积物有机碳含量与无机碳含量及碳酸盐δ ¹³C呈正相关变化; 当温度及其引起的蒸发速率等其他物理化学因素变化对湖泊自生碳酸钙沉淀起主导作用时, 沉积物有机碳含量与无机碳含量及碳酸盐δ ¹³C呈负相关变化. 程海沉积物无机碳含量和碳酸盐δ ¹³C是湖区气候冷暖变化的良好代用指标.     

高成熟和过成熟海相碳酸盐岩生烃条件评价方法研究

提出了以源岩烃降解率为基础的残余有机碳和残余生烃潜力的恢复方法。研究表明,各类源岩残余有机碳恢复系数与镜质体反射率呈线性函数关系。而残余生烃潜力恢复系数与镜质反射率呈二次函数关系。经塔里木盆地和华北地区寒武系、奥陶系高演化海相碳酸盐岩残余有机碳及残余生烃潜力恢复,结果表明,碳酸盐源岩生烃有机质丰度及生烃潜力下限值与碎屑岩基本相同。     

水位变化对干涸湖底沉积物有机碳矿化的影响

人为干扰和气候变化会改变湖泊水位状态,明确不同水位条件下湖泊沉积物有机碳矿化特征及其影响因素,对了解内陆水生态系统碳循环具有重要意义.为探究干旱区典型盐湖沉积物有机碳矿化速率对水位变化的响应,以巴里坤湖干涸湖底原状沉积物为研究对象,初步探究了0（T1）、-9（T2）、-23（T3）、-34（T4）和-45 cm（T5）水位处理对沉积物有机碳矿化速率的影响.结果表明,T1、T2和T3处理有机碳矿化速率在试验初期较高（0~10 d）,10 d后缓慢下降,T4和T5处理有机碳矿化速率呈先增加后降低趋势;T1（1.718 μmol/（m²·s））与T3（1.784 μmol/（m²·s））处理有机碳矿化速率不存在显著差异,T1处理有机碳矿化速率是T2、T4和T5处理的1.09、3.31和3.57倍,不同处理有机碳累积矿化量表现为T3 > T1 > T2 > T4 > T5.有机碳累积矿化量（C_t）占沉积物有机碳（C₀）的比例（C_t/C₀）介于0.012~0.044之间,沉积物有机碳潜在排放量（C_i）占C₀的比例（C_i/C₀）介于0.018~0.045之间;水位降低,沉积物有机碳矿化常数（k值）减小,T1处理k值最大（0.137 d）,T4处理最小（0.032 d）.线性方程C_r=0.008x+0.488能较好地模拟有机碳矿化速率（C_r）与水位（x）的关系;不同水位处理有机碳矿化速率与模拟柱中沉积物5 cm温度呈显著的指数函数关系,T4、T5处理有机碳矿化温度敏感系数（Q₁₀）显著高于T1、T2和T3处理,即水位降低增加了巴里坤湖干涸湖底沉积物Q₁₀.因此,就巴里坤湖干涸湖底沉积物而言,水位从0 cm降至-45 cm时有机碳矿化速率降低,Q₁₀增加;反之水位上升则会促进有机碳矿化分解,Q₁₀降低.水位持续下降抑制有机碳矿化可能是维持干旱区盐湖沉积物碳库稳定的机制之一.     

乌梁素海悬浮颗粒物和沉积物有机碳同位素特征及来源

悬浮颗粒物和沉积物是湖泊有机污染物的主要承载物质,其稳定同位素研究对有效识别有机质污染导致的湖泊富营养化具有重要意义.本研究选取乌梁素海为研究区,于2019年4月（融冰期）、7月（夏灌期）和10月（秋灌期）对湖区及入湖渠道的表层沉积物和悬浮颗粒物中有机碳的δ¹³C、C/N比及总有机碳（TOC、POC）和总氮（TON、PON）含量进行测定分析,联合采用δ¹³C、C/N及同位素多元混合模型研究湖泊有机碳来源及其贡献率.结果表明,乌梁素海悬浮颗粒物有机碳δ¹³C_POC的变化范围为-23.29‰~-29.75‰,呈现10月>4月>7月、入湖渠道>湖区的趋势,悬浮颗粒物POC/PON比变化范围为4.10~21.35,呈现出4月<7月<10月的时间变化,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物（51.59%）、入湖渠道泥沙（34.60%）和大型水生植物（13.76%）.沉积物有机碳δ¹³C_TOC变化范围为-27.58‰~-22.68‰,呈现4月<10月<7月的变化,沉积物TOC/TON比变化范围为3.06~23.77,时空变化明显,沉积物有机质则主要源于入湖渠道挟带的泥沙,贡献达72.79%以上,而浮游植物与大型水生植物的贡献率相差较小,分别为11.85%和15.36%.本研究可以初步判定受入湖渠道影响的富营养化湖泊中悬浮颗粒物和沉积物有机碳来源,为改善湖泊有机污染和研究有机碳来源提供更多理解.     

中国大陆及邻近地区Lg尾波的Q值分布

10个中国数字地震台网(CDSN)台站和5个全球地震台网(GSN)台站所记录的785个浅源地震的宽带垂直分量, 被用来研究中国大陆及邻近地区L_g尾波的衰减特性. 首先运用叠加谱比法对各记录进行处理, 得到与各路径相对应的椭圆内L_g尾波的Q₀ (1 Hz处的Q值)和频率相关因子η的平均值. 进一步应用反投影技术, 得到L_g尾波的Q₀值和η值的成像图及其误差分布. 结果表明, 在所研究的范围内, Q₀在200~500的范围内变化. 最低的Q₀发生在滇藏地区; 最高的Q₀发生在西伯利亚地台的南端. η值的变化范围在0.3~0.8之间. 对于所研究的大部分地区, η值呈现出与Q₀值的反向变化关系.     

松辽盆地烃源岩中高分子量(C+40)烷烃系列组成及分布特征

利用高温气相色谱(HTGC)、高温气相色谱-质谱(HTGC-MS)技术, 结合气相色谱-同位素质谱(GC-IRMS)和有机岩石学分析, 对松辽盆地烃源岩的氯仿抽提物及原油中烷烃, 尤其是高分子量(C⁺₄₀)烷烃组成及分布特征进行了研究. 结果表明, 嫩江组烃源岩氯仿抽提物正烷烃分布在nC₁₄~nC₆₃之间, 低分子量(C^-₂₁)、中分子量(C_21-40)正烷烃以双峰群分布为主, 且在nC₃₀~nC₃₇之间有高丰度的C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物; 高分子量烷烃化合物以nC₄₅~nC₄₇为中心呈小峰群突起, 并有丰富的异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏重, 源岩中的有机质显微组分类型丰富. 显示嫩江组烃源岩生源输入具有多样性, 低等水生植物、蓝细菌以及陆生高等植物都是可能的生油母质. 青山口组烃源岩氯仿抽提物烷烃组分主要由正烷烃构成, 最高碳数可达nC₆₁, 正烷烃分布以单峰型为主, 中、高分子量化合物呈连续递减趋势; C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物以及高分子量异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物丰度相对较低; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏轻, 烃源岩有机质显微组分以腐泥组为主. 反映青山口组烃源岩生源输入单一, 藻类体可能是主要的生油母质. 烃源岩中C⁺₄₀相对含量及分布在低熟-成熟阶段变化不大, 进入高成熟阶段C⁺₄₀相对含量减少、正烷烃奇偶优势降低. 原油中C⁺₄₀相对含量主要与源岩性质有关, 并对原油黏度有显著影响.     

南京葫芦洞石笋δ13C对冰期气候的复杂响应与诊断

文中重建了南京葫芦洞内距今75~10 ka期间7支石笋δ¹³C的时间变化序列, δ¹³C曲线在重叠时段均具有一致性波动形式. 在最后一个冰期/间冰期旋回, δ¹³C值变化幅度达6‰, 反映了C3/C4植被类型变化对δ¹³C的主控作用. 然而, 在末次冰期格陵兰冰心记录的DO暖事件时(千年尺度), δ¹³C与指示降水变化的δ¹⁸O呈反相关, 主要反映了快速渗水条件下洞穴岩溶水对土壤CO₂溶解量的降低. 据同期生长石笋δ¹³C和δ¹⁸O对比分析, 石笋碳同位素动力分馏程度与生长速率有关. 进一步研究发现, 本区末次冰消期植被类型变化滞后于降水变化约700年.     

浙江长兴煤山剖面二叠纪末牙形石Neogondolella大小变化及其意义

通过对浙江长兴煤山剖面晚二叠世晚期牙形石Neogondolella属级和种级水平上个体大小研究, 发现在二叠纪末长兴灰岩顶部24e层中Neogondolella Pa分子出现明显的“小型化”现象, 小个体牙形石突然增多. Neogondolella的这一变化与该时期的一些重大地质事件如δ¹³C值的减小、蓝细菌生物标志的丰度与一般细菌生物标志的丰度比值变化以及水体深度的变浅相一致. 通过对当时古环境和牙形石Neogondolella古生态的研究, 提出了造成Neogondolella的“小型化”的主要由于二叠纪末生物的大灭绝导致牙形石食物来源减少, 水体深度变浅以及水体浑浊度的增大等造成大量幼年牙形石个体的夭折所致. 从上寺剖面获得的初步结果来看, 24e层Neogondolella的“小型化”现象, 可以进行区域性的对比, 表明该时期发生了一次生物灭绝事件, 从而支持二叠-三叠纪之交的生物大规模灭绝事件是多期次的观点.     

湖泊沉积物不同粒级组分有机碳同位素差异及其对实验结果的影响

湖泊沉积物有机质碳同位素因常被用于识别沉积物中有机质来源或流域植被信息而逐渐成为一个常规代用指标,但当沉积物中有机质含量变化显著、赋存状态不同时,采用统一分析方法(全样或某一粒级组分)测试的结果在不同含量或赋存状态时是否会产生偏差,目前没有详细的研究进行评价.利用嘎顺诺尔湖泊沉积物,采用全样品、细颗粒组分(过120目筛和360目筛),分别进行有机质含量和同位素分析,评价选择不同粒级样品因有机质赋存状态不同对有机碳同位素分析结果的影响.结果显示,不同组分的烧失量或元素分析仪方法测得的有机质含量变化趋势相同,但不同组分的有机碳同位素结果出现差异:全样的有机碳同位素值存在较大波动,随着过筛孔径变小,δ¹³C_org值波动减小,且过360目筛的细颗粒组分的碳同位素值较全样或过120目筛后组分的δ¹³C_org值偏负.这一差异与有机质组分赋存的颗粒范围有关.对比认为过360目筛的细颗粒组分更有利于充分反应,且可获得较为准确的同位素值.因此,在进行不同湖泊沉积物δ¹³C_org值对比时,应注意研究使用样品的前处理方式,相同处理方式下的结果更具有可比性.该研究结果对于湖泊沉积物有机质碳同位素分析具有参考意义.     

喀斯特筑坝河流中生物碳泵效应的碳施肥及对水化学时空变化的影响——以贵州平寨水库及红枫湖为例

耦联水生光合作用的碳酸盐风化碳汇是全球碳循环的重要组成部分,而生物碳泵效应是稳定碳酸盐风化碳汇的关键机制.河流筑坝后,生物碳泵效应的变化、控制因素及对水化学影响的研究甚少.本研究对2个喀斯特筑坝河流平寨水库和红枫湖进行系统采样,以研究河流筑坝后生物碳泵效应的变化、控制因素及对水化学的影响.研究结果表明,入库河流的水化学变化不明显,而2个水库的水化学则表现出显著的季节变化特征,具体表现为水库的水温和pH均呈现出夏季高、冬季低的变化特征,而电导率（EC）、HCO₃^-浓度和pCO₂则表现出夏季低、冬季高的季节变化特征.以叶绿素a（Chl.a）浓度和溶解氧（DO）饱和度指代的生物碳泵效应则是在夏季最强、冬季最弱.生物碳泵效应利用溶解性无机碳（DIC）,形成有机质并释放出氧气,是造成夏季水库pH值和DO饱和度升高,电导率（EC）、HCO₃^-浓度和pCO₂降低的主要因素.空间上,水库的Chl.a浓度及DO饱和度均大于河水,EC、HCO₃^-浓度和pCO₂均小于河水,这表明河流筑坝后,由于水库的“湖泊化”导致水库的生物碳泵效应显著提高.通过对Chl.a与碳、氮和磷浓度及化学计量比的相关性分析发现,平寨水库和红枫湖的生物碳泵效应受到碳施肥的影响.平寨水库和红枫湖水库生物碳泵效应碳施肥机制的发现,表明在喀斯特地区,生物碳泵效应不仅受到氮磷元素的控制,也受到碳元素的控制,因此在富营养化湖泊治理时,也应考虑碳的影响.     

太湖悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶编码基因的分布特征

颗粒态有机磷的碱性磷酸酶矿化是水生态系统磷循环的重要环节,对细菌碱性磷酸酶编码基因的解析有利于揭示浅水富营养化湖泊有机磷矿化的微生物驱动机制.本文以太湖不同生态类型湖区悬浮颗粒物为研究对象,运用荧光定量PCR技术,探究太湖水体中悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶phoX和phoD基因的时空分布特征,以及影响两类基因丰度的主要环境因子.结果表明：太湖不同生态类型湖区中phoD基因丰度是phoX基因的6~42倍,且二者均存在显著的时空分布差异.6月,河口区phoX（9.18×10⁴ copies/L）和phoD（1.88×10⁶ copies/L）基因丰度均最高,其次分别为草型区、湖心区和藻型区.与6月相比,9月各湖区phoD基因丰度显著降低,而phoX基因丰度在藻型区和草型区则有所升高.9月,草型区phoX基因丰度最高（5.70×10⁴ copies/L）,河口区最低（1.49×10⁴ copies/L）.水生植物对phoX和phoD基因丰度具有重要贡献.悬浮颗粒物细菌phoX基因丰度可能被低估.溶解氧、总氮和总磷是影响太湖phoX和phoD基因丰度的主要环境因子.     

致密气藏烃源岩地化参数测井综合评价方法研究

针对塔里木盆地库车坳陷北部侏罗系烃源岩受泥浆污染、分析数据少、样品分布不连续及类型多样等问题突出,利用测井资料来对有机地球化学参数进行评价难度大,无法满足勘探需求.本文阐述了不同类型烃源岩的有机质级别、测井响应特征、有机地球化学参数定量计算及品质评价等多种方法,来研究富集区烃源岩对致密气储层的持续供气能力.文中介绍了煤层、碳质泥岩、暗色泥岩等3种类型烃源岩的有机质级别和测井响应特征.首先,提出分不同岩性烃源岩的ΔlogR法,其计算结果与铀曲线相关法、多元回归法对比,效果最好;再次建立了生烃潜率、氯仿沥青“A”及镜质体发射率等多个有机质地球化学参数的测井评价模型;最终,考虑能够反映烃源岩性质的参数来综合定义烃源岩品质指数,形成了完善的烃源岩测井综合评价方法研究技术.研究表明,利用这套地球物理技术提供了烃源岩定量评价和品质分类研究方法及实际应用案例.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

植被指数-地表温度构成的特征空间研究

植被指数和地表温度是描述陆表过程的重要参数, 综合通过遥感手段得到的植被指数和地表温度信息, 来分析地表的各种植被覆盖、水分含量等变化过程, 有助于更好地认知和评价陆表变化过程, 是目前遥感和陆表过程研究中比较前沿的一个方向. 文中试图解释清楚归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)的各种存在关系及其相互转换过程, 尤其是根据NDVI和LAI、地表蒸散的关系, 利用LAI-Ts构成的三角形特征空间, 解释NDVI达到饱和以后的情况, 以便更有效地进行应用.     

中尺度流域次降雨洪水过程模拟——以太湖上游西苕溪流域为例

古近系沙河街组是阳信洼陷最重要的生烃层段.其湖盆充填具阶段性和沉积演化的旋回性,形成了由沙四段、沙三段与沙一段组成的复合生烃系统和不同的地球化学特征.利用Rock-Eval生油岩评价仪、色谱-质谱仪等实验分析技术对不同层系样品进行了地球化学特征分析研究,其中生烃潜力指标包括有机碳含量(TOC)、残余生烃潜量(S1 S2)、氢指数IH、氯仿沥青"A";成熟度指标包括热解峰温Tmax、奇偶优势参数OEP、饱和烃轻重比(C21 C22)/(C28 C29)及∑C21-/∑C22 、镜质体反射率Ro、莫烷/藿烷及甾烷生物标志物参数C29ββ(ββ αα)、C29ααα20S(20S 20R);古环境指标包括异构烷烃参数Pr/Ph、Pr/n-C17、Ph/n-C18及伽马蜡烷等.结果表明,沙四段为弱还原-还原性的半深湖沉积,沉积了一套中等厚度、分布局限的烃源岩(TOC平均为1.5%),其较深位置的烃源岩基本进入成熟阶段,多形成成熟油;沙三段属弱还原-还原性的半深湖-深湖环境,其烃源岩中有机质丰度较高(TOC平均为3.5%),大部分烃源岩处于未成熟-低成熟状态,主要形成未熟油;沙一段为湖水咸化、还原性的半深湖相环境,其烃源岩中有机质丰度高(TOC平均为5%左右),但处于未成熟阶段,主要生成生物气.     

基于不同模型的河口区水产养殖塘水-气界面CH4气体传输速率及扩散通量研究

模型估算法是水-气界面甲烷（CH₄）通量监测的主要方法.本研究选择6种不同的参数化模型方法估算了2015年6、8和10月两个亚热带河口养殖塘水-气界面CH₄传输速率（k_x）及其扩散通量,探讨了河口养殖塘k_x及CH₄扩散通量的变化特征和影响因子.结果表明：研究期间,不同模型估算下的k_x及其扩散通量均值在闽江河口养殖塘变化范围分别为1.60±0.75~6.29±1.30 cm/h和9.19±2.67~30.64±6.28 μmol/（m²·h）,在九龙江河口养殖塘的变化范围分别为0.89±0.19~6.07±0.61 cm/h和3.18±0.48~21.03±2.13 μmol/（m²·h）;k_x及其扩散通量在两个河口区均呈现随时间推移而升高的特征;整个养殖期间,养殖塘水-气界面平均CH₄传输速率k_x呈现闽江河口略高于九龙江河口（P>0.05）,但水-气界面平均CH₄扩散通量呈现闽江河口显著高于九龙江河口的特征（P<0.05）;风速、水体溶解CH₄浓度和盐度是调控河口区养殖塘水-气界面CH₄扩散通量变化的重要因子;不同模型估算出的河口养殖塘水-气界面CH₄传输速率k_x存在差异,表明模型估算法获得的水-气界面CH₄扩散通量存在一定的不确定性.     

慕士塔格冰川地区降水中δ18O的时空变化特征

根据2002年6~8月和2003年5~8月期间在慕士塔格冰川西坡收集的降水样品, 探讨了该区降水中δ¹⁸O的时空变化特征. 分析结果表明, 观测期间降水中δ¹⁸O具有较大的变幅, 可达20‰左右, 其值随时间的变化趋势和气温的变化趋势基本一致. 该区降水中δ¹⁸O与温度存在正相关关系, 但与降水量无关. 在海拔5500~7450 m的范围内, 稳定同位素比率的高程效应显著. 降水中δ¹⁸O随海拔而垂直变化的梯度值接近-0.40‰/100 m. 综合目前山地高海拔区的降水中δ¹⁸O资料, 初步建立了全球山地高海拔区(>5000 m)降水中δ¹⁸O和海拔的关系.