海洋极端环境微生物活动与油气资源关系

为了弄清海洋极端环境下微生物参与油气资源形成和演化的潜在机制, 进行了现代海洋热泉和冷泉等环境中微生物类型分析和生物量估算, 探讨了极端微生物活动和油气资源的潜在关系.认为海洋极端环境下微生物类型主要为细菌和古细菌, 热泉微生物群落主要为异养发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等; 冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌.这些极端微生物利用CH₄和H₂S等气体进行能量固定, 有较高的生物丰度和较低的分异度, 具有垂向和水平分带性, 并能营生一套独特的宏体生物.极端微生物活动直接和间接地参与了油气资源的形成和改造, 示踪海底油气资源的变迁.对于探索地球早期海洋微生物活动与油气资源形成, 寻找地史时期或华南地史早期烃源岩具有重要理论和实践指导意义.      

极端环境下的微生物及其生物地球化学作用

极端微生物是地球生物圈的重要组成部分。极端微生物的地球化学定位在微生物学与地球化学以及一些相关学科的交叉点上,最近10年已经发展成为地质生物学研究的热门领域。对极端微生物的研究不仅有助于回答生命起源、生命极限、生命本质甚至其他生命形式等生命科学问题,而且其生物地球化学作用在地球系统科学研究中具有重大科学研究价值,对揭示生物圈与地圈协同演化的奥秘、认识生命与环境相互作用规律及地球的化学演化提供重要证据。总结了嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌以及抗辐射菌的主要类群,论述了极端微生物适应环境的机制,探讨了极端微生物的生物地球化学意义。作者预测未来将会在生物标志化合物研究、同位素地球化学分析和分子生物学综合研究的基础上协同推进极端微生物地球化学学科的发展。     

海底金属矿产资源的开发--回顾与未来展望

占地球面积70％的海洋蕴藏着巨量的矿产资源。文章简要回顾了铁锰结核、富钴结壳及热液硫化物等海底金属矿产资源开发研究的进展、经验和挫折,并通过综合分析指出,海洋矿产资源的开发是新世纪的必然趋势,而新近在西南太平洋发现的浅成低温热液金矿可能成为海洋金属矿产开发研究的热点。     

论南方海相层系有效供烃能力的主要控制因素

通过对烃源条件和天然气成藏过程的动力学分析,从高有机质丰度海相碎屑岩层段发育、构造沉积类型特征、高—过成熟阶段烃源灶性质演变形成的气源接替效应以及生烃强度与非构造性散失强度(速率)在地质历史中数量关系等若干方面,探讨了影响中国南方海相层系天然气成藏的有效供烃能力的主要地质-地球化学因素。指出有效供烃效率是烃源岩性质、构造-沉积类型、烃源灶类型及其叠合、生烃强度历史演化和天然气散失速率诸控制要素的综合效应。提出烃源条件分级评价指标,并对南方海相层系的有效供烃能力进行了初步评价。     

Comprehensive geochemical identification of highly evolved marine hydrocarbon source rocks： Organic matter, paleoenvironment and development of effective hydrocarbon source rocks

1 Introduction China’s widespread marine carbonate rock series are mostly characterized by intensive thermal evolution and low abundance of organic matter, especially the Lower Paleozoic carbonate rocks have experienced multi-episodes of tectonics and ap…     

苏北盆地中—古生界海相烃源岩发育规律及其意义

苏北盆地与南黄海盆地属于同一构造单元,苏北盆地的烃源岩发育规律的研究对南黄海油气勘探具有重要启示意义。在野外地质研究和69个烃源岩实测数据的基础上,结合已有分析化验数据及油气勘探资料,对苏北盆地的中—古生界海相烃源岩厚度分布和地球化学特征进行了分析,结果表明烃源岩整体沿北东向展布,在中—古生界均存在多个烃源岩发育中心,并明显有向南黄海海域延伸的趋势;下古生界普遍比上古生界的热演化程度高,并具有区域不均一性,二叠系的热演化程度相对较低,存在二次生烃的潜力。苏北盆地在中—古生界海相地层烃源岩特征的研究,进一步揭示了南黄海盆地具有良好的油气勘探潜力。     

中国海相碳酸盐岩油气储层基本特征

中国在碳酸盐岩油气勘探中相继发现了陕中气田、轮南—塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型油气田。这些发现揭示了非均质性强的碳酸盐岩储层,主要有4种类型:台缘生物礁(滩)、岩溶风化壳、白云岩和台内颗粒滩四大类储层。中国的台缘礁滩储层主要有两类,一类是面积小的孤立状的塔礁(川东和川东北),另一类是连片分布似层状的台缘礁滩复合体。岩溶风化壳储层依岩溶成熟度和构造型式有三种,即克拉通内岩溶老年期的低幅度地貌层状白云岩储层,岩溶壮年期的高幅度地貌非均质裂缝-洞穴单元储层,以及断块掀斜翘倾的岩溶青年期独立岩溶储层。有油气前景的白云岩储层主要为三类:与蒸发台地相关的准同生白云岩,埋藏成岩作用白云岩和生物成因白云岩。台内颗粒滩主要有两类:即白云石化颗粒滩和裂缝性颗粒滩储层。中国的碳酸盐岩分布广,达300km2,四大类储层发育良好,除已发现油气的四大盆地外,相信不久的将来在中国南方和羌塘地区古特提斯域碳酸盐岩沉积区将取得大的突破。     

吉林东部中、新生代盆地非常规油气资源及潜力分析

通过对吉林东部中、新生代区域构造、盆地地质、沉积背景的综合研究,详细阐述了吉林东部中、新生代盆地非常规油气的类型、分布及其地质特征,认为研究区非常规油气的主要类型为油页岩和煤层气,具有一定的页岩气资源潜力。油页岩主要分布在辉桦盆地、罗子沟盆地、松江盆地、延吉盆地和敦化盆地等盆地中,主要层位为下白垩统大拉子组和古近系桦甸组,主要沉积环境为半深湖-- 深湖环境。煤层气的分布范围较广,主要层位为早、中侏罗世地层和古近纪梅河组、珲春组,集中在珲春盆地、敦化盆地、双阳盆地等煤层较厚、埋藏较浅的盆地中。伊通盆地具有页岩气潜力。     

Mercury methylation dynamics in estuarine and coastal marine environments — A critical review

Considerable recent research has focused on methylmercury (MeHg) cycling within estuarine and coastal marine environments. Because MeHg represents a potent neurotoxin that may magnify in marine foodwebs, it is important to understand the mechanisms and environmental variables that drive or constrain methylation dynamics in these environments. This critical review article explores the mechanisms hypothesized to influence aqueous phase and sediment solid phase MeHg concentrations and depth-specific inorganic Hg (II) (Hg_i) methylation rates (MMR) within estuarine and coastal marine environments, and discusses issues of terminology or methodology that complicate mechanism-oriented interpretation of field and laboratory data. Mechanisms discussed in this review article include: 1) the metabolic activity of sulfate reducing bacteria (SRB), the microbial group thought to dominate mercury methylation in these environments; 2) the role that Hg_i concentration and/or speciation play in defining depth-specific Hg_i methylation rates; and 3) the depth-dependent balance between MeHg production and consumption within the sedimentary environment. As discussed in this critical review article, the hypothesis of SRB community control on the Hg_i methylation rate in estuarine and coastal marine environments is broadly supported by the literature. Although Hg_i speciation, as a function of porewater inorganic sulfide and/or dissolved organic matter concentration and/or pH, may also play a role in observed variations in MMR, the nature and function of the controlling ligand(s) has not yet been adequately defined. Furthermore, although it is generally recognized that the processes responsible for MeHg production and consumption overlap spatially and/or kinetically in the sedimentary environment, and likely dictate the extent to which MeHg accumulates in the aqueous and/or sediment solid phase, this conceptual interpretation requires refinement, and would benefit greatly from the application of kinetic modeling.     

博茨瓦纳重要矿产资源潜力与投资前景分析

博茨瓦纳矿产资源丰富,金刚石和镍矿储量大,是南部非洲重要的资源国家。本文通过对博茨瓦纳金刚石、金、铜、镍矿等四大优势矿种的分布特征、产量和品位、主要矿业开发公司及投资环境等分析,认为金刚石、金矿、铜镍矿等矿产资源品位高且开发潜力巨大,与我国新发展阶段矿产资源需求形成很强的互补性。博茨瓦纳基础设施发展总体较为落后但正在逐步完善,经济发展形势向好,矿业相关法律制度较为完善,对外资企业也有较多的优惠政策,国内安全状况较为稳定,因而吸引了许多外资企业进行矿业投资。针对重要的金刚石、金矿和镍矿本文提出了相关开发建议,同时以“一带一路”为契机,加强人文领域交流,投资完善基础设施建设,带动中资企业在博茨瓦纳开展矿业合作。     

江汉盆地海相地层有效烃源岩的识别

海相地层或海相碳酸盐岩烃源岩地球化学评价的焦点问题之一是如何鉴定有机质丰度下限和划分有效烃源岩与非有效烃源岩.江汉盆地海相地层烃源岩的地球化学研究表明,在有机质成熟演化过程中,烃源岩有机碳(TOC)含量不会有明显的降低,有机碳含量是有机质丰度评价的有效地球化学指标.参考国内外有关碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的评价标准,结合本区油气显示,该高演化区有效碳酸盐岩烃源岩有机碳的下限值为0.2%～0.3%,二叠系烃源岩为有效烃源岩.     

江汉盆地海相地层有效烃源岩的识别

海相地层或海相碳酸盐岩烃源岩地球化学评价的焦点问题之一是如何鉴定有机质丰度下限和划分有效烃源岩与非有效烃源岩。江汉盆地海相地层烃源岩的地球化学研究表明,在有机质成熟演化过程中,烃源岩有机碳(TOC)含量不会有明显的降低,有机碳含量是有机质丰度评价的有效地球化学指标。参考国内外有关碳酸盐岩烃源岩有机质丰度的评价标准,结合本区油气显示,该高演化区有效碳酸盐岩烃源岩有机碳的下限值为0.2%～0.3%,二叠系烃源岩为有效烃源岩。     

海相烃源岩有机显微组分的样品前处理方法

常规的干酪根处理方法对烃源岩样品中有机质有一定的破坏作用,特别是对含大量浮游生物和动物碎屑的海相烃源岩更是如此,从而对烃源岩中显微组分成因的判识造成人为的困扰。通过反复实验,并对比分析常规干酪根和全岩光薄片处理效果,发现在海相烃源岩干酪根处理过程中将烃源岩样品手工简单破碎,采用弱酸处理,可以较大限度地保持海相烃源岩中有机质的完整性,对有机岩石学研究较为合适。     

海底资源与环境立体探测技术发展方向与对策

21世纪是人类全面开发利用海洋的新世纪。目前国际海底资源与环境探测，正在由海面、水中发展到空中、海底，形成立体的综合勘测。在21世纪前期，作为海洋大国，中国在维护海洋权益方面所面临的形势严峻复杂。如何发展、开发利用高新技术，以适应日新月异的世界海底资源与环境探测竞争需要，是广大海洋工作者都关心的课题。本文对立体探测技术发展方向和对策进行了简单探讨。     

非洲地区盆地演化与油气分布

非洲地区盆地整体勘探程度较低,待发现资源量大,是当前油气勘探开发的热点地区之一。非洲板块在显生宙主要经历了冈瓦纳大陆形成、整体运动和裂解3个构造演化阶段,形成多种不同类型的盆地。通过板块构造演化和原型盆地研究及石油地质综合分析,明确了不同类型盆地的构造特征与油气富集规律。北非克拉通边缘盆地形成于古生代早期,受海西运动影响,油气主要富集在挤压背景下形成的大型穹隆构造之中,以古生界含油气系统为主;北非边缘裂谷盆地海西运动之后普遍经历了裂谷和沉降,裂谷期各盆地沉降幅度和沉降中心的差异导致了油气成藏模式和资源潜力的差异;东、西非被动陆缘盆地形成于中生代潘吉亚大陆的解体、大西洋和印度洋张裂的过程中,西非被动陆缘盆地普遍发育含盐地层,形成盐上和盐下两套含油气系统,东非被动陆缘盆地结构差异较大,油气分布主要受盆地结构控制;中西非裂谷系是经历早白垩世、晚白垩世和古近纪3期裂谷作用而形成的陆内裂谷盆地,受晚白垩世非洲板块与欧亚板块碰撞的影响,近东西向展布盆地抬升剧烈,油气主要富集在下白垩统,北西南东向盆地受影响较弱,油气主要富集在上白垩统和古近系之中;新生代东非裂谷系盆地和红海盆地形成时间相对较晚,以新生界含油气系统为主,新生代三角洲盆地中油气分布主要受三角洲砂(扇)体展布和盆地结构所控制。     

中国南方海相层系埋藏史类型与生烃演化模式

在漫长的地质历史中,中国南方海相层系经历了多旋回构造运动与强烈后期改造。印支运动以来,多期沉降与隆升及其地区差异性表现产生了"早降晚抬"和"早抬晚降"两大类6种形式的埋藏演化史类型。受埋藏史类型控制,南方各地区不同层系烃源岩的生烃演化史存在明显差异性。按生烃过程是否连续及成熟演化明显暂停前是否已达到或超过生烃高峰期,将南方海相烃源岩的生烃演化过程归纳为连续生烃模式、二次生烃模式和晚期生烃模式等3种类型。     

Natural gas potential of Neoproterozoic and lower Palaeozoic marine shales in the Upper Yangtze Platform,South China: geological and organic geochemical characterization

In this article, we describe the geological features of the Ediacaran (upper Sinian), lower Cambrian and lower Silurian shale intervals in the Upper Yangtze Platform, South China, and report on the gas potential of 53 samples from these major marine shale formations. Reflected light microscopy, total organic carbon (TOC) measurement, Rock-Eval, carbon isotope ratio analysis, thermovaporization gas chromatography (Tvap-GC), and open pyrolysis gas chromatography (open py-GC) were used to characterize the organic matter. Measured TOC in this research is normally >2% and averages 5%. TOC contents are roughly positively correlated with increasing geological age, i.e. lower Silurian shales exhibit generally lower TOC contents than lower Cambrian shales, which in turn commonly have lower TOC contents than Ediacaran shales. Kerogen has evolved to the metagenesis stage, which was demonstrated by the abundant pyrobitumen on microphotographs, the high calculated vitrinite reflectance (R_o = 3%) via bitumen reflectance (R_b), as well as δ¹³ C of gas (methane) inclusions. Pyrolysates from Tvap-GC and open py-GC are quantitatively low and only light hydrocarbons were detected. The lower Silurian shale generally exhibits higher generation of hydrocarbon than the lower Cambrian and Ediacaran shale. Cooles’ method and Claypool’s equations were used to reconstruct the original TOC and Rock-Eval parameters of these overmature samples. Excellent original hydrocarbon generation was revealed in that the original TOC (TOC_o) is between 5% and 23%, and original S1+S2 (S1_o+S2_o) is ranging from 29 to 215 mg HC/g rock.     

变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展

近年来,变化环境（气候变化和城镇化）导致城市暴雨的发生频率或强度增加,加剧了城市暴雨洪涝问题。因此,分析变化环境对城市暴雨及排水系统的影响对城市水资源规划管理、市政规划设计和城市防灾减灾有着重要意义。总结了未来高精度降雨预估技术、变化环境下排水系统设计标准等关键问题的研究进展,综述了变化环境下城市短历时暴雨演变规律及变化环境对城市排水系统影响的研究现状,探讨了变化环境对城市短历时暴雨的影响机理,并归纳了当前研究变化环境对城市暴雨及排水系统影响的主要方法。指出今后应重点加强的研究:①加强气候变化和城镇化对城市短历时暴雨影响机制的研究;②提升区域气候模式对城市区域下垫面和大气相互作用的描述能力,并加强公里尺度对流可解析模型在城市气候变化影响研究中的应用;③加强对变化环境下排水系统设计标准的研究;④综合评估气候变化和城镇化对城市排水系统超载、污染物转移和水安全等的影响。     

海相烃源岩二次生烃潜力定量评价新方法

烃源岩二次生烃的演化过程是残余干酪根热解演化与残留油热裂解转化两个既相互联系又完全不同的物理化学反应过程的叠加。本文利用自制高压釜热压生烃模拟实验装置,采取分阶段连续递进模拟实验方式,以海相烃源岩样品为例分别评价了残余干酪根的生烃潜力与残留可溶有机质转化油气潜力,建立了一套不同起始与终止成熟度海相烃源岩二次生烃潜力的定量评价方法,并首次明确提出了干酪根生油指数KIo、干酪根生气指数KIg、干酪根生烃指数KIh等评价烃源岩生烃潜力的参数,弥补了ROCK EVAL热解评价方法无法分别评价烃源岩在不同生烃演化阶段所生成的“油”或“烃气”潜力的不足。