储层介质环境对原油裂解生气影响的实验研究

采用封闭黄金管高压釜体系,在恒温(365℃)、恒压(50 MPa)条件下模拟不同储层介质环境下原油的裂解生气过程。实验结果表明:(1)在模拟实验条件下,水、矿物基质对原油裂解具有促进作用,使得气体产率有所提高,其中气态烃产率大约提高1倍,H2、CO2产率也有所提高;(2)硫酸镁溶液的存在可导致原油热解体系发生明显的硫酸盐热化学还原反应(TSR),产生大量H2S气体,同时烃类气体产率也有大幅提高,气体干燥系数明显增大;气体碳同位素数据表明TSR反应使甲烷、乙烷、丙烷相对富集13C;(3)一定量氯化钠溶液的存在会促进TSR反应,使得气态烃与非烃产率明显提高,同时造成烃类气体碳同位素组成的偏重(富集13C),乙烷的增重尤其明显,最大变化可达4‰。因此,储层介质环境对原油裂解具有显著的影响,在利用气体化学和同位素组成对原油裂解气进行研究时需要考虑储层介质环境可能存在的影响。     

环境地球化学研究进展

在全面综合国内外研究文献的基础上,分析了环境地球化学研究的主要内容以及不同介质的环境地球化学研究成果,并对环境地球化学的发展趋势进行了较为详细的论述和分析,指出在进一步深入研究环境地球化学的基础上,加强全球环境变化的历史记录、现代地球化学过程及元素环境地球化学方面的研究是今后环境地球化学研究的重要内容.     

古环境DNA与环境考古

古环境DNA(ancient environmental DNA,简称ancient eDNA)指保存于古环境样品中的生物古DNA(ancient DNA,简称aDNA).与直接从古代生物遗存内获取的单一物种古DNA不同,古环境DNA为多种生物的混合DNA,常常以小片段DNA分子形式吸附在腐殖质和矿物颗粒上,主要从粪化石、牙结石、肠道残留物、冰川、冻土、泥炭、湖泊、海洋、洞穴和遗址沉积物等环境样品中获得.古环境DNA研究自1998年开始兴起,经历了早期的DNA条形码(DNA barcoding)古代物种鉴定,到DNA宏条形码(DNA metabarcoding)古代生物类群恢复,再到近期的鸟枪法宏基因组(shotgun metagenomic)古生态系统重建等发展历程,目前已形成了完善的研究体系,可以完成对古环境样品中大部分动物、植物和微生物物种的检测.相比于传统的动植物化石形态鉴定手段,古环境DNA研究具有样品用量少、方法简单快捷、不依赖于化石、一次实验可以确定大量物种信息等优势.目前,国际上的古环境DNA研究在古生态环境重建、古代农业发展、古代人类食性、人类扩散历史和人类活动对环境影响等环境考古领域的应用都取得了良好的进展并发表了大量成果,但国内相关研究还少有报道.本文综述了古环境DNA技术的发展、研究方法、应用方向及存在的问题等内容,认为随着古环境DNA研究技术的日趋完善,其在环境考古学中的应用前景也将更加广阔.     

云南新生代断陷盆地的环境地质记录

盆地的环境地质记录是从盆地的形成、发展演变、沉积物形成的地球化学与古气候环境、沉积物堆积后所经历的压实、成岩来加以研究的.除无机介质(矿物)外的有机质,在成岩压实受热过程中化学成分与结构的变化,也是盆地环境地质记录的一部分,环境地质研究的归宿是对矿产-化石燃料形成与潜能的估价,完整的研究应该包括化石燃料形成(成烃成煤)环境及成藏(保存)环境等.对云南滇西陇川、瑞丽及保山等三个新生代断陷盆地环境地质记录的研究揭示,在极其相似的盆地形成演变、沉积地球化学与古气候、成岩与成烃背景基础上,化石燃料的形成与潜能在三个盆地具有差异性;指出陇川盆地以找寻煤型气及初熟(低熟)油为主,保山盆地以寻找浅部生物成因气及煤型气为主,瑞丽盆地相对潜能较差,仅有生物气浅部产出的可能.     

青藏高原甜水海盆地MIS 3阶段湖泊沉积与环境变化

青藏高原西北部甜水海盆地地处内陆干旱区和喀喇昆仑山的东侧雨影区,气候环境极端干旱。但多次考察结果揭示晚更新世时期存在着大湖和高湖面的地质证据。为了探讨该地区过去气候与环境的演变历史,在甜水海盆地(海拔4840m)进行钻探采得沉积岩芯56.32m(TS95),通过对沉积岩芯其中一段的粒度、生物、同位素及地球化学多指标综合分析,探讨了MIS3时期甜水海地区气候环境演化过程。沉积岩芯显示沉积物岩性变化频繁,记录着湖面多次波动、沉积环境多变的演化过程,分别在59～56kaB.P.,49～47kaB.P.,45～41kaB.P.,35.5～34.0kaB.P.和28～25kaB.P.期间存在高湖面和湖水稀释。在其多环境指标的记录中,Heinrich事件和D-O旋回均有反映,揭示了全球变化信号在研究区的响应。同时,不同高湖面阶段内部环境波动也较明显,差别较大,其产生原因也各有不同,归结为3种情况:1)由于气候变暖导致冰雪融水补给增加而产生的高湖面;2)由于冷湿气候导致的高湖面;和3)由于暖湿气候导致的高湖面。本研究揭示出了MIS3时期气候频繁波动的特征和气候的不稳定性。     

铊的环境地球化学研究进展及铊污染的防治对策

铊是分散元素,具剧毒性,对环境危害严重。本文就国内外近年来对铊的生态危害、铊在环境介质如岩(矿)石、土壤、水体和动植物中的分布和迁移等方面的研究进展和存在的主要问题进行了综述,初步提出了防治铊污染的相关对策。     

T-检验在杭州市不同环境介质中铅同位素组成及其来源判别中的应用

应用Microsoft Excel软件中"数据分析"工具之T-检验,对杭州地区不同环境介质的铅同位素组成(206Pb/207Pb比值)进行了均值相等假设检验。通过T-检验,揭示了杭州市哪些环境介质具有相似或不同的铅同位素组成。结果表明,汽车尾气铅具有独特的铅同位素组成而不同于其它环境介质;汽车尾气铅对环境的污染导致环境中铅同位素组成逐渐偏离原值,如城区表土污染最为严重,其206Pb/207Pb比值已与土壤的残渣显示有显著差异,西湖表层沉积淤泥也与深部沉积柱样品有明显的不同。大气和水与多个环境介质具有相似的铅同位素比值,说明大气与水在环境中能与多种环境介质进行同位素物质交换,对污染的扩散起了重要的作用;茶叶与大气有相似的铅同位素比值,说明大气(降尘)对茶叶铅有较大的贡献。而运河沉积物与城区表土铅同位素比值高度一致则说明运河沉积物可能就是来自城区流失的表土。通过实例,介绍了Excel中T-检验在地球化学研究中的应用。     

海口港周边陆域主要环境地质问题研究

根据研究区的工程地质与环境地质综合调查工作,查明了海口港周边陆域存在的主要环境地质问题有环境工程地质问题(熔岩隧道、软土、膨胀土)、环境水文地质问题(高铁水)、海岸带环境地质问题(海岸侵蚀、港湾淤积和红树林退化)和斜坡类地质灾害(崩塌和不稳定斜坡).在分析研究区环境地质特征的基础上,探讨了主要环境地质问题的防治措施,为...     

环境中高氯酸盐的来源、污染现状及其分析方法

高氯酸盐是一种持久性的无机污染物,它能够抑制碘的吸收并削弱甲状腺功能。随着高效灵敏的分离检测方法的发展,研究人员在多种环境介质中都检测到了高氯酸根,其环境污染问题引起了广泛的关注。最近的研究表明,环境中的高氯酸盐并非都来自于人为污染源及含有高氯酸盐的化肥,也有在大气中自然产生的,而且环境中存在大气来源的高氯酸根的背景值。在重点介绍了高氯酸盐的污染现状、分析方法以及自然条件下大气中产生高氯酸根的机理等方面的最新研究进展之后,提出今后应开展环境中高氯酸根背景值的调查研究。为此,应开发具有更低检出限的分析方法,并借助南极地区独特的地理优势开展南极雪冰中高氯酸盐的相关研究,从而获得不同历史时期环境中高氯酸根的背景值,并研究高氯酸根背景值的影响因素,为研究自然条件下大气中产生高氯酸根的机理提供基础数据。     

持久性有机污染物环境地球化学调查研究进展与展望

持久性有机污染物(pervistent organic pollatants, POPs)环境地球化学调查是分析掌握POPs化学性质、迁移转化、环境归趋的重要手段。基于文献对近年来POPs的环境地球化学调查研究进展进行了综述,总结出以下3个方面的结论：(1)POPs普遍具有环境难降解、长距离迁移性、生物蓄积性和高生物毒性等特征,POPs浓度数据在世界各地不同环境中介质中被广泛报道,随着历史累积和持续释放,POPs已经成为危害生态系统、人类健康的重要风险,已有调查监测数据显示,当前我国部分水、土检测样品POPs浓度水平较高;(2)POPs可在大气-水体-沉积物或者大气-土壤等不同环境界面中相互迁移,进而污染地下水并迁徙到地表系统的每个角落,这种迁移转化与POPs成分及环境介质的物理化学性质、温度、pH值等因素密切相关;(3)当前,我国相关机构对大气、水体、土壤和底泥等环境介质中的部分POPs类型缺少连续系统的调查监测,难以对POPs污染状况、长周期变化规律进行系统分析研究。建议今后应当加强大气-土壤-水界面长周期动态监测工作,进一步完善POPs的监测、分析方法标准方法,并开展系统的环境地...     

干旱-半干旱区兰州兴隆山现代森林典型植被和土壤中类脂物分子特征及其意义

利用GC－MS对西北干旱区-半干旱区兰州兴隆山森林区典型植被与现代土壤样品中可抽提的类脂物进行了系统分析,检测出包括正构烷烃和α正构脂肪酮等一系列类脂物分子化石。在未进行族分离的情况下,检出兴隆山现代森林木本植物的正构烷烃以C₂₇或C₂₉为主峰,草本植物则以C₃₁为主峰;  土壤样品中均保留有很强的、几乎均势的C₂₇,C₂₉和C₃₁信号; α正构脂肪酮具有明显的奇碳优势,植物中以C₂₃,C₂₅或C₂₉为主峰,土壤样品以C₂₇或C₂₉为主峰;  其反映的信息是植被与微生物共同作用的结果。本研究为理解现代土壤和古土壤中类脂物所指示的植被信息、进一步探讨类脂物分子在植被(有机质)-微生物-土壤-湖泊沉积体系中存在与相互转换关系这一基础理论问题提供了科学资料。同时,为分子化石分析方法的改进和不同处理过程所得数据之间的对比和科学解释提供资料。     

Progress on Analytical Methods of Amino Sugars in Environmental Samples

As a kind of important biogenic organic matter, amino sugars can effectively provide insights for the source of organic matters and the contribution of bacterial organic matters based on their concentrations and compositions in the environment. A large number of studies on the analysis of amino sugars have been conducted for environmental samples throughout the world. However, comprehensive and systematic reviews of new progress on the analytical method are still rare. From the aspects of pretreatment methods and detection techniques, the advantages and disadvantages and applicable conditions of three common methods (eg. gas chromatography, high performance liquid chromatography and infrared spectroscopy) were systematically summarized. In terms of pretreatment, the process of the gas chromatography is cumbersome and requires derivatization, while the pretreatment of high performance liquid chromatography is relatively simple and easier to automate. In respect of instrument detection, the gas chromatography can detect four amino sugars (glucosamine, galactosamine, mannosamine and muramic acid) simultaneously and is more stable than the high performance liquid chromatography. In addition, the infrared spectroscopy method has the advantages of structural qualitative, however, its sensitivity is lower. There is no analytical method that can guarantee both sensitive analysis of amino sugars and experimental efficiency. Therefore, the analytical method should be reasonably selected according to the form of the sample and the requirements in the analysis of amino sugars. Further work should focus on economy, compatibility and online automation of analytical methods, so as to provide technical support for the research on biogeochemical processes of amino sugars in the environment.     

铜陵包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿矿物学及成因解析

黄铁矿是安徽铜陵包村金(铜)矿床中主要硫化物,对热液成因的显晶质黄铁矿已有大量研究,而胶状黄铁矿研究较少且成因存在争议.本文以粉晶X射线衍射、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及拉曼光谱(RS)为主要研究方法和手段,对包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿的矿物组成和微结构进行研究.包村胶状黄铁矿主要由黄铁矿组成,含有白铁...     

九十年代煤系烃源岩研究新进展

综述了９０年代煤系烃源岩研究取得新成果：未成熟－低成熟油气研究和勘探实践的成功突破了传统的干酪根热降解生烃理论,形态有机质分类体系更加完善,只有无定形体的分类仍有待进一步探讨,大量研究表明烃源岩的所有组分都有一定的生烃能力,但不同组分因其化学组成和结构不同而生烃能力相差悬殊,除了镜质体之外的其它有机组分的反射率（加沥青和动物碎屑体）和包裹体均一温度等多种方法均可用来确烃源岩成熟度,以有机岩石学研究为基础,应用组分组合概念划分的有机质类型,弥补了有机地球化学方法的局限性。     

对地球系统科学的几点认识

地球系统科学将是２１世纪地球科学的主旋律,它被定义为：“将地球作为一个整体来伯全部知识;对地球的气圈、水圈、生物圈和岩石中的各种作用及各层圈间相互作用时间进行的研究”。此种学术思想可追溯到１００多年前,见於文字也有近二十年。它对当代地学的发展起了重要的推动作用,有四个特点：地球现象的远距离相互联系、影响;内动力和外动力研究一体化;地质作用和生物作用研究一体化;一类活动作为地球系统的一部分。当前地球系统科学的发展也提出了一些新问题,主要的是：在学术思路上对与岩石圈有关的地质作用有所忽视;观察研究系统不全面;还未深人到资源形成和小环境的研究中。近年来的观测试验表明,发生在岩石圈的各种地质作用正积极参与垒球各圈层间的物质能量交换。对它们的忽视,可能正是目前一些生物地球化学循环模型无法平衡的原因。     

The relationship between molecular composition and fluorescence properties of humic substances

The quantity and quality of dissolved organic matters have been widely characterized by fluorescence spectroscopy, yet the relationship between the fluorescence properties of dissolved organic matters and its molecular composition remains poorly described in the literature. Here, we measured the fluorescence excitation–emission matrix of 17 well-characterized humic substance standards to determine a range of fluorescence parameters, including classical fluorescence indices (e.g., fluorescence index, biological index and humification index) and parameters derived from parallel factor analysis (e.g., component contribution). Relationships between humic substance’s fluorescence and compositional parameters were then statistically examined using canonical correspondence and simple correlation analyses. The canonical correspondence analysis generally suggested that most fluorescence parameters determined here are highly associated with the amount of aliphatic and aromatic compounds in humic substances. However, the correlation analysis between single molecular and fluorescence parameters indicated that the fluorescence properties of humic substances including the parallel factor analysis component contribution also significantly correlate well with several aspects of the molecular composition of humic substances, such as elemental composition, carbon species, acidic functional group and iron complexation. Overall, our results suggest that measurement of humic substance’s fluorescence is beneficial in understanding the molecular composition and environmental functions of dissolved organic matters in natural and engineered waters.     

泥岩有机质的赋存状态与油气初次运移的关系

从济阳坳陷古近系 新近系泥岩的研究实例出发,分析了泥岩孔隙结构特征及有机质的赋存状态,探讨了泥质烃源岩排烃通道与初次运移的关系模式。研究认为泥岩中孔隙小而多,喉道窄而细,孔喉分选性较好,具有较好的连通性,微裂 (隙 )缝常见。泥岩中有机质的赋存状态可划分为顺层富集型、分散型和局部富集型等三种不同的种类。泥岩中有机质呈分散型分布时,成熟油气通过较粗孔喉系统作为通道进行排烃是初次运移的方式之一。泥岩中有机质呈顺层富集型分布时,在有机质富集处,岩石结合力较弱,加上成熟油气形成的流体压力较高,极易产生微裂 (隙 )缝,成为成熟油气初次运移的主要通道。     

砂岩型铀矿床的有机地球化学分带性及其与铀成矿的关系——以内蒙古皂火壕铀矿床为例

内蒙古皂火壕铀矿床是古层间氧化带砂岩型铀矿床,具有明显的有机地球化学分带性。笔者认为,其过渡带有机质含量高是原地同沉积富集和异地来源有机质"叠加"的结果,二者分别受控于岩相古地理条件和古层间氧化作用中的铀-有机质作用。过渡带中的有机质主要包括腐殖质、有机黏土复合体以及干酪根。铀对有机质具有热演化催化作用,可能导致了过渡带中的有机质成熟度增高。皂火壕铀矿床是成岩作用发展到一定阶段的产物,侏罗系煤系地层在成岩演化中产生了丰富的可溶性有机质和烃类物质,它们参与了铀成矿的全过程。有机地球化学分带性指标可以作为层间氧化带过渡带乃至前锋线定位识别的微观及宏观标志,对铀矿找矿勘探具有重要的指导作用。     

Deciphering the Origin of Abiotic Organic Compounds on Earth: Review and Future Prospects

The geologic production of abiotic organic compounds has been the subject of increasing scientific attention due to their use in the global carbon flux balance, by chemosynthetic biological communities, and for energy resources. Extensive analysis of methane(CH₄) and other organics in diverse geologic settings, combined with thermodynamic modelings and laboratory simulations, have yielded insights into the distribution of specific abiotic organic molecules on Earth and the favorable c...