藏北羌塘上侏罗－下白垩统胜利河油页岩碳同位素研究

上侏罗－下白垩胜利河油页岩位于北羌塘盆地与中央隆起之间的过渡带上,呈北西西－南东东向展布,长约30 km。油页岩含有丰富的正烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物、甾类化合物和芳香烃化合物。正构烷烃呈前高后低的单峰型分布,nC17、nC19为主峰碳,∑C-21/∑C 22比值范围为0.78～3.43,均值为1.57,轻烃组分占有绝对优势,OEP值介于0.77-1.12之间,平均值0.95,接近平衡值1.00; Pr/Ph值介于0.33～1.28之间,平均值0.71,绝大多数样品Pr/Ph值小于1.0,显示弱的植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷＞三环萜烷;规则甾烷呈不对称的“V”字形分布,表现为C27> C29> C28的分布特征。油页岩正构烷烃碳同位素δ13C值介于-29.89‰~-23.73‰之间（平均-26.99‰）,为略为倾斜的平直型分布,其不同碳数单体烃同位素及生物标志物特征均显示有机质主要来自低等生物菌藻类。类异茂二烯烷烃姥鲛烷和植烷碳同位素δ13C值分别介于-30.72‰~-24.57‰（平均-28.39‰）和-29.87‰~-27.24‰（平均-28.52‰）之间,两者δ13C值非常相似。与通常情况不同的是,姥鲛烷和植烷碳同位素明显比正构烷烃轻,姥鲛烷平均轻1.59‰（范围0.02‰-3.66‰）,植烷平均轻1.84‰（范围0.37‰-3.69‰）;分析认为水体中沟鞭藻或群体绿藻-丛绿藻Botryococus的繁盛可能是导致此碳同位素异常的原因。镜检显示有机质类型为腐殖腐泥型（Ⅱ1）和腐泥腐殖型（Ⅱ2）,镜质体反射率（Ro）值介于0.37～0.9%之间,均值为0.55％,有机质处于未成熟—低成熟阶段。热解峰温Tmax值、孢粉颜色、饱和烃生物标志化合物成熟度参数和芳香烃甲基菲成熟度指数也证实有机质处于未成熟—低成熟阶段。     

辽西下白垩统义县组烃类化合物氢同位素组成及古气候环境意义

以四合屯剖面下白垩统义县组三段湖相沉积为研究对象,对抽提物中正构烷烃和无环类异戊二烯烃的氢同位素组成进行了测定,以期为热河生物群繁盛时期的古气候和古环境变化提供氢同位素组成的证据。结果显示,正构烷烃的氢同位素组成介于-232.1‰~-93.6‰,在剖面上变化明显;主峰碳数正构烷烃氢同位素组成的相关性分析显示,n-C29与n-C31主要来自陆生高等植物,而n-C23则主要来自水生植物。中碳数正构烷烃与高碳数正构烷烃氢同位素组成差值(ΔδDmid-long)的剖面变化在-28.8‰~85.0‰,指示热河生物群繁盛时期的气候波动显著,呈现由干旱逐渐变为温湿,再回归干旱的阶段性循环特征。特别是姥鲛烷和植烷的氢同位素组成较正构烷烃明显偏轻,而姥鲛烷较植烷的氢同位素组成相对轻微偏重,结合它们的碳同位素组成证据,这一差异很可能是由于成岩演化过程中植醇形成姥鲛烷和植烷的途径不同而引起。     

辽河西部凹陷古潜山原油及其源岩的分子碳同位素地球化学

以辽河西部凹陷潜山带原油及其源岩为例,系统研究了正构烷烃、异戊二烯烷烃、异构与反异构及藿烷系列化合物的碳同位素组成与分布特征,探讨了其相互关系及生源-环境因素的影响。各系列化合物的分子碳同位素组成的变化具有较好的相关性,反映了沉积体系中生源-环境因素的系统变化。应用各系列分子碳同位素组成相关分析有效地区分了不同潜山带原油的油源差异。原油正构烷烃较异戊二烯烷烃碳同位素偏正0.5‰～5.0‰、姥鲛烷较植烷偏正0.4‰～1.4‰,指示了甲烷生成菌对植烷的重要贡献;C21 长链异戊二烯烷烃较植烷系列碳同位素偏正0.5‰～2.0‰,表明其生源存在差异。异构及反异构烷烃与其他系列化合物碳同位素的对比显示了蓝细菌对这类化合物的重要贡献。C31 藿烷较C30藿烷富集13C达10‰～12‰,指示其生源不同,13C强烈损耗型C30藿烷(-61.2‰～-51.8‰)主要衍生于嗜甲烷菌,它们生存于Es4期强烈分层水体中的缺氧/有氧界面。Es3油源油中正构烷烃碳同位素特别偏正,且异构、反异构烷烃及藿烷碳同位素都明显偏正,综合反映了蓝细菌的重要贡献,而干酪根碳同位素明显偏正及4-甲基甾烷相对富集指示了沟鞭藻对沉积有机质的重要贡献。     

不同沉积环境凝析油的分子有机地球化学特征

对中国１０个盆地不同沉积环境的４２个凝析油进行的ＧＣ、ＧＣ－ＭＳ、ＧＣ－ＡＥＤ及碳、氢同位素分析表明：海相、淡水、微咸水湖泊相、半成水湖泊相、咸水湖泊相凝析油以及沼泽相凝析油具有不同的有机分子和生物标记化合物组合以及碳氢同位素分布。海相凝析油富含异构烷烃和烷基环戊烷轻烃系列、硫芴及降姥鲛烷；贫二环倍半萜尤其是升锥满烷；Σ烷基环己烷／Σ正构烷烃值较大，具有较重的δＤ值和较轻的δ￣（１３）Ｃ值，前者平均－２９．８‰；后者平均－１１９．７‰。陆相咸水、半咸水湖相凝析油富含含硫化合物尤其是硫芴；Σ烷基环己烷／Σ正构烷烃值略小于海相凝析油；具明显植烷优势；具有较重的δ￣（１３）Ｃ值和δＤ值，平均值分别为－２５．５‰和－１２１．２‰，全烃色谱具继承性微弱奇偶优势。微咸水、淡水湖相凝析油相对富含二环倍半萜尤其是锥满烷和升锥满烷及芴。沼泽相凝析油富含甲苯、甲基环己烷（轻烃）、二环倍半萜及氧芴；尚检出有按叶油烷等陆相生标化合物；Σ烷基环己烷／Σ正构烷烃值较小，具有姥鲛烷优势；δ￣（１３）Ｃ值较重，平均值为－２６．５‰。     

准噶尔盆地车排子地区原油油源分析

车排子地区紧邻沙湾凹陷和四棵树凹陷,油源条件优越,具有多层系含油特点,前人对该区原油油源认识存在较大分歧.本次研究在研究区原油生物标志物分析基础上,结合金刚烷异构化指标和正构烷烃单体碳同位素分布,对车排子地区原油油源进行了分析.结果表明,车排子地区存在3类原油:(1)Ⅰ类原油为新近系沙湾组轻质油,表现为侏罗系来源特征,Pr/Ph比值大于2.0,原油碳同位素值偏重,δ13C值大于?28.0‰,姥鲛烷(Pr)、植烷(Ph)和三环萜烷含量较低,Pr/nC17和Ph/nC18比值小于0.3,不含β-胡萝卜烷,三环萜烷/藿烷比值分布在0.08～0.18之间,C24四环萜烷/C26三环萜烷比值分布在1.61～3.81之间,ααα20R规则甾烷具有C27和C29规则甾烷优势,呈C27>C28C28相似文献   

藏北可可西里地区中新世湖相油页岩的生物分子标识及碳同位素异常

对采自藏北可可西时地区中新世湖相油页岩样品进行了有机岩石学和分子地球化学实验分析，目的是通过生物分子生态学方法重建古湖泊系统的演化。两个层次油页岩抽提沥青的GC－MS和GC－IRMS分析表明，剖面下部的油页岩和泥质岩富含β胡萝卜烷和伽马蜡烷，沉积环境是一个水体分层的咸水古湖泊系统。色谱－质谱分析中检出的短链正构烷烃来自于水生生物，而以奇数碳C29为主峰且奇偶优势明显的长链（C23－C31）正烷烃是C3型陆生高等植物输入的。植烷和姥鲛烷被解释为来自生活在透光带上部的藻类和蓝细菌，β胡萝卜烷可能与栖居于透光带下部的喜盐性古细菌及光合细菌有关，藿烷和莫烷代表生活在氧跃面或缺氧底层水中的甲烷菌和化学自养细菌群落。作者发现上部层位油页岩比下部油页岩明显富集^13C，干酪根δ^13C高达－17．76‰，正烷烃单体碳同位素δ^13C平均值为－21．97‰，主峰nC23的δ^13C值可达－15．01‰。经对比证实，这种罕见的^13C 异常是C4型植被或绿藻Botryococcus突然繁盛引起的，这预示着中新世末青藏高原隆升可能达到临界高度，古湖泊生态系统随着气候变化发生了转型和更新。     

青海湖地区生物中正构烷烃及其氢同位素组成与影响因素

青海湖是我国最大的内陆咸水湖泊。本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对青海湖水生生物和周围地区陆生生物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了生物中正构烷烃及其同位素组成。结果显示了不同生物中正构烷烃碳数分布范围在C1 5~C33之间,呈单峰型分布;主峰碳数是水生生物(除海韭菜外)相对较低,主要为C23和C25,陆生木本植物次之,为C27;陆生草本植物较高,为C27和C29;CPI值分布在4.0~29.7之间;ACL值为26.0~29.6,分布与植物类型有关。青海湖水生生物中正构烷烃氢同位素组成分布在-209.8‰~-85.6‰之间,平均值为-169.2‰~-121.2‰;陆生植物的正构烷烃δD值为-196.7‰~-84.3‰之间,平均值为-173.0‰~-108.6‰。青海湖不同水生生物和不同陆生生物之间的正构烷烃氢同位素组成差别显著。研究发现,湖泊的含盐量对水生植物的正构烷烃氢同位素具有显著影响,环境湿度和降水量明显影响了陆生植物的正构烷烃氢同位素组成;植物的正构烷烃平均氢同位素组成随着其ACL值增加,具有变轻的趋势;不同种类植物的正构烷烃合成期间具有不同的氢同位素分馏效应,与陆生植物相比较,水生植物的正构烷烃相对于环境水更富集轻氢同位素,并且随着ACL值增加,环境水和正构烷烃之间的氢同位素分馏增大。     

烷烃碳同位素对页岩含气性的指示意义——以四川盆地及周缘龙马溪组为例

以四川盆地及周缘龙马溪组为例,分析了烷烃碳同位素平面分布特征以及倒转情况,定量研究了烷烃碳同位素值与热演化程度、埋藏深度及含气量之间的关系,并探讨了造成不同区块烷烃碳同位素倒转程度差异的主要原因。结果表明:(1)龙马溪组页岩气组分具有典型的干气特征:CH4含量介于95.32%～99.59%,平均为98.44%;C2H6含量较少,介于0.09%～0.74%,平均为0.52%;C3H8含量普遍很低。(2)烷烃碳同位素表现为自盆地边缘向盆地中心逐渐变轻的特征,δ13C1值介于-36.9‰～-26.7‰,平均为-30.27‰;δ13C2值介于-42.8‰～-31‰,平均为-34.9‰;δ13C3值介于-50.5‰～-33.1‰,平均为-37.28‰。(3)整体上,四川盆地及周缘龙马溪组页岩气烷烃碳同位素具有完全倒转(δ13C1δ13C2δ13C3)的特征,页岩气成藏过程中干酪根裂解气与滞留烃裂解气的混合可能是导致烷烃碳同位素发生倒转的主要原因。(4)同位素定量分馏模型显示滞留烃裂解气在页岩气中的占比多大于60%,指示两种裂解气混合比不同是造成烷烃碳同位素倒转程度差异的主要原因;整体上,随滞留烃裂解气含量的增多,δ13C2值减小,烷烃碳同位素倒转程度增大,页岩的含气量也逐渐增加。     

姥鲛烷、植烷立体异构体的色谱分离及地球化学意义

4个源自不同类型沉积环境烃源岩的原油样品分别采自吐哈、大庆、塔里木和江汉油田,另有一样品采自南海SO177航次（TVG3）冷泉碳酸盐岩作对比用,它富含crocetane（2,6,11,15-Tetramethylhexadecane）和2,6,10,15,19-Pentamethylicosane（PMI）。用本分析条件120m的HP-5色谱柱可将植烷与植烷的立体异构体或与crocetane分离,分离度最高达O9,同时将姥鲛烷与meso-姥鲛烷分离。饱和烃样品中正构烷烃被络合后测定其单体烃稳定碳同位素值,广33井样品在植烷混合峰处的δ^13C值为284‰（PDB）,塔里木TZ一10井原油为339％o（PDB）。与采自南海冷泉碳酸盐岩中crocetane的色谱保留位置、质谱特征和稳定碳同位素值进行对比,推测crocetane可能有两种成园：一种与甲烷菌有关,另一种与植烷的成园相同,为植烷的立体异构体。同分异构体分离前后,4个原油的姥植Lh（Pr／Ph]变化均不大,因此,传统姥植Lh（Pr／Ph]参数的指示意义仍然是有效的。     

青藏高原伦坡拉盆地沉积岩中烷烃氢同位素与藿烷甾烷类成熟度指标的关系

沉积岩中烷烃的氢同位素有潜在的古降水同位素意义,但是成岩作用有可能改变原始同位素信息,从而难以用于恢复古降水同位素。然而,判断烷烃氢同位素值（δD）是否受到了成岩改造作用在学术界尚无统一标准。本文以青藏高原中部伦坡拉盆地渐新世末期到中新世早期的沉积岩为研究对象,对样品中正构烷烃和植烷（Ph）δD值以及藿烷、甾烷类的成熟度指标进行了测定。Ph与nC18正构烷烃的δD值分别为–105‰-–139‰和–267‰-–324‰,两者间平均相差–170‰,暗示正构烷烃原始δD值基本处于未改变的状态。藿烷、甾烷类的成熟度指标显示样品在未成熟到低成熟范围内有较大变化,但各成熟度指标与 Ph、nC18正构烷烃的δD值之间的相关关系较弱,表明这些成熟度指标并不能很好地反映烷烃δD值是否遭受了改变。     

低纬度淡水湖沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其有机质源和环境指示意义

为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。     

藏北高原海陆相油页岩生物标志化合物对比研究

重点报道了藏北高原双湖地区早侏罗世海相油页岩和可可西里地区中新世陆相油页岩生物标志化合物组合差异.在两套油页岩中均检出丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物及甾类化合物,但二者生物标志化合物组合明显不同.这种不同是在有机质演化程度差异的基础上,主要由原始生物输入和沉积环境差异造成的.海相油页岩正构烷烃具有低碳数优势, nC15、nC16或 nC17为主峰碳,无明显的奇偶碳数分布, Pr/Ph比值显示,多数海相油页岩具有姥鲛烷优势,缺乏β-胡萝卜烷,伽马蜡烷含量较低,海相油页岩原始有机母质构成中,既有丰富的菌藻类等低等水生生物,还有一定比例的陆生高等植物混合输入的特点,属贫氧-缺氧、弱氧化-弱还原沉积环境,进一步证明了早托尔期这种富碳缺氧黑色油页岩是一次全球性海平面上升事件的产物.陆相油页岩正构烷烃具有高碳数优势,主峰碳数为 nC23或 nC29,奇碳数优势突出, Pr/Ph比值显示,陆相油页岩具有强烈植烷优势,β-胡萝卜烷含量相对较高,伽马蜡烷 /αβ C30霍烷比值为 0.31～ 0.60,陆相油页岩原始有机母质构成中,既有高含量的高等陆生植物,还有一定数量低等水生生物混合输入,且在剖面序列中有由早期 C3型陆生高等植物向晚期 C4型转变,特别是剖面顶部油页岩中具有丛粒藻 Botryococus输入的特点,从而导致罕见的重δ13C异常,属缺氧、强还原湖泊沉积环境,反映了晚中新世湖泊演化历史中生态系统的转型和更新这一重要事件.古湖泊演化早期具有水体盐度分层,以出现高含量的β-胡萝卜烷和伽马蜡烷为标志,为咸水湖,晚期湖平面上升,湖泊水体盐度逐渐降低.     

湘西北张家界地区早寒武世牛蹄塘组黑色岩系镍钼矿层生物标志物的特征

以湖南张家界天门山地区下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩镍钼矿层为研究对象,对其进行了生物标志化合物特征的分析。发现该矿层的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物和甾类化合物具有以下特征：①正构烷烃OEP(奇偶优势)接近1.0,无明显奇偶优势;(nC21+nC22)/(nC28+nC29)比值为0.7~10.4,平均为6.16,显示轻烃组分占绝对优势;样品富含姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph),比值平均为0.26,具有植烷优势。②萜烷相对丰度三环萜烷>五环三萜烷>四环萜烷;三环萜烷中C21、C23、C24呈倒V字形分布;C24四环萜与相邻C26三环萜比值为0.50;Ts/(Tm +Ts)比值在0.40~0.43之间,平均为0.42;γ-蜡烷指数介于0.10~0.17之间,平均值为0.13。③规则甾烷呈不对称的 V字形分布,表现为C27>C29>C28的分布特征;C27规则甾烷/C29规则甾烷平均比值为1.46(>1);检测出一定丰度的4-甲基甾烷。这些特征共同指示了张家界地区早寒武世黑色岩系形成于菌藻类(蓝绿藻、甲藻等)和低等浮游生物大量繁殖的浅海还原环境。     

北黄海盆地LV井侏罗系油砂抽提物地球化学特征

对北黄海盆地侏罗系两块含油砂岩的抽提物进行了常规的有机地球化学分析和碳同位素测试,结果表明它们具有不同的地球化学特征:埋藏较深的油砂抽提物属正常原油,饱和烃以正构烷烃为主,色谱图显示单峰型正态分布;而埋藏较浅的油砂抽提物,在饱和烃色谱图中有明显的UCM鼓包,同时含有完整的低碳数的正构烷烃、姥鲛烷和植烷,全油及族组成碳同位素分布范围广,为-24.7‰~-32.3‰,其中,全油及沥青质碳同位素偏重,饱和烃和芳烃碳同位素轻,反映出遭受了强烈的生物降解作用。与成熟度相关的生物标志物参数显示,原油已进入成熟—高成熟阶段。生物标志物和碳同位素组成表明,母质是在水体较浅的湖相环境下沉积的,受陆源高等植物和低等水生藻类的双源控制。综合判断,研究区存在两期油气充注。     

藏北高原双湖地区中侏罗统海相油页岩生物标志化合物分布特征及其意义

重点报道了藏北双湖地区中侏罗统海相油页岩的生物标志化合物特征，首次在该层位油页岩中检出丰富的正烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物及甾类化合物。正烷烃图谱呈单峰形，nC15、nC16或nC17为主峰碳，轻烃组份占有绝对优势，OEP值0.93～1.01，无明显的奇偶碳数优势分布；Pr/Ph值为0.77～1.59，在剖面序列中呈波动分布，显示弱植烷优势或姥鲛烷优势；藿烷以C30占优势，萜烷相对丰度五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷；规则甾烷∑（C27+C28）>∑C29，∑C27/∑C29值为0.79～ 1.20，在剖面序列中下部C27甾烷略占优势，上部C29甾烷略占优势，重排甾烷C27/规则甾烷C27值为0.51 ～3.63，在剖面序列中具有显著的波动性，同时检出了少量孕甾烷和4-甲基甾烷。有机质母质构成中，既有丰富的藻类等低等水生生物，可能还有一定比例陆生高等植物输入混合的特点。油页岩处于成熟阶段，整个油页岩剖面序列具有一致的热演化程度。剖面中部油页岩具有极高的原始生产力，氧化-还原条件也是控制油页岩TOC和沥青“A”含量在剖面垂向变化的重要因素。     

四川盆地下侏罗统自流井组湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素特征及其古湖泊学意义

四川盆地侏罗纪的湖相碳酸盐岩主要分布于早侏罗世自流井组地层之中。在对四川自贡、重庆合川自流井组上部大安寨段中的湖相碳酸盐岩的碳、氧同位素进行分析后,根据其组成特征及其相关性,探讨其碳、氧同位素的古湖泊学意义。两条剖面上碳酸盐岩的碳、氧同位素在组成上存在一定的差异,自贡贡井—高硐桥剖面上,样品的碳、氧同位素均为负值,δ13C值在-4.49‰~-0.85‰之间,1δ8O值-9.14‰~-6.75‰之间,两者具有一定的相关性(γ=0.62);合川炭坝剖面上,样品的碳同位素正负均有,氧同位素均为负值,δ18O值在-8.52‰~-4.56‰之间,δ13C值在-3.46‰~1.62‰之间,两者也具有一定的相关性(γ=0.64)。通过与现代湖泊碳酸盐碳、氧同位素特征的比较,认为四川盆地早侏罗世自贡地区的湖泊为开放型的淡水湖泊,而合川地区为具有一定封闭性的微咸水湖泊。     

茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩有机地球化学特征及沉积环境

针对茂名盆地油页岩成矿机理问题,利用茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩莱科（Leco）、热解、含油率以及生物标志化合物等分析,研究了其有机地球化学特征,讨论了油页岩有机质来源与沉积环境。结果表明：油柑窝组油页岩有机质丰度高,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型,含油率平均为5.98%,属品质中等偏好型;碳优势指数（I_CP）值（3.73~4.37）、奇偶优势（OEP）值（7.59~9.57）、较小甾烷C₂₉ααα20S/（20S+20R）、较低Ts/（Ts+Tm）以及最高热解峰温（T_max）值（428.00~434.00℃）均指示油柑窝组油页岩热演化处于未成熟阶段。正构烷烃气相色谱（GC）图显示为单峰式,主碳峰为C₂₇;∑C_21-/∑C₂₂₊与∑C₂₁₊₂₂/∑C₂₈₊₂₉均呈现低值,I_CP与OEP呈现高值,高碳数藿烷系列含量丰富,三环萜烷含量较低,未检测出奥利烷和羽扇烷等非藿类化合物,综合C₂₇-C₂₈-C₂₉规则甾烷相对含量特征,确定油柑窝组油页岩有机质来源主要为湖相藻类体以及细菌、浮游生物与陆生植物混合来源。总有机碳质量分数/全硫质量分数（TOC/S）值（41.14~170.08）、姥鲛烷/植烷（Pr/Ph）值（0.82~1.30）以及重排甾烷/规则甾烷值（0.06~1.10）指示油页岩沉积时水体为淡水、还原环境。在亚热带—温带温暖-湿润气候背景下,藻类等水生生物勃发引起的高湖泊生产力和淡水、还原环境是茂名盆地油柑窝组油页岩成矿的有利条件。     

松辽盆地湖相烃源岩中生物标志物的单体烃碳同位素组成特征及其意义

本研究对松科一井嫩江组一和二段(K2n1和K2n2)岩芯样品进行了有机碳稳定同位素和单体烃分子碳同位素分析,结合其他地球化学参数探讨了沉积环境与母质生物之间的关系。正构烷烃碳同位素在–35.7‰~–28.7‰之间变化,显示了各链长正构烷烃具有不同的母质生源。其中,中链正构烷烃(MCA)碳同位素明显贫13C,偏轻达5‰,可能与其先体母质部分地利用了有机质降解的贫13C的CO2有关。嫩江组藿烷碳同位素(δ13Chopane)处于–32.00‰~–68.65‰之间,在嫩一段下部的δ13Chopane偏轻达到–68.65‰,表明该时期存在甲烷营养菌。在嫩一段δ13CGa较重、δ13Chopane显著偏轻的层段与水体分层、间歇性透光带缺氧相对应,反映了该时期的化跃层界面较浅,缺氧层上升到了透光带,这种极端的水体环境有利于沉积有机质的保存,造成了该层段高TOC、高HI的富有机质烃源岩的形成;而在嫩二段伽马蜡烷缺失、δ13Chopane较重时,则反映了水体的化跃层界面较深,环境相对较为氧化,有机质保存条件变差,导致了该段TOC和HI相对较低。由此可见,水体化跃层界面的深浅不仅控制了湖泊沉积有机质的丰度,还影响了水体中微生物的发育,在化跃层较浅的层段,嗜甲烷菌、化学自养菌发育,而在化跃层较深的层段,水体中以化学自养菌为主。另外,δ13CGa和δ13C4-甲基甾烷与水体盐度呈正相关关系,水体盐度越高,其碳同位素值越重。     

藏北羌塘盆地双湖地区下侏罗统油页岩的有机碳同位素异常和正构烷烃分布特征及大洋缺氧事件研究

针对世界性的大洋缺氧事件的成因机制问题,以藏北羌塘盆地双湖地区曲色组油页岩为例,根据野外地质观察与室内有机地球化学分析,探讨全球性的侏罗纪早Toarcian缺氧事件。有机地球化学分析表明,样品有机碳(TOC)变化范围为0.34%~15.28%,平均为6.85%,干酪根δ~(13)C_(org)值变化范围为-22.9‰~-27.2‰,平均值为-24.77‰,δ~(13)C_(org)值发生2次负偏移夹一次正偏移,最大偏移量达4.2‰,这种偏移模式指示所测剖面是一个国内罕见的较完整的Toarcian剖面。n(C)/n(N)原子比变化范围27.06~67.42,干酪根以Ⅱ型为主,正构烷烃碳数分布范围C_(13)-C_(35_之间,主峰碳多为n C_(16_或n C_(17_,OEP平均为0.97,碳优势指数CPI平均为1.02,TAR_(HC)值分布在0.13~0.79,有机质来源以藻类占优势,陆源植物持续输入,地层剖面上δ~(13)C_(org)值、n(C)/n(N)以及TAR_(HC)的变化趋势一致,分析认为藏北羌塘盆地双湖地区Toarcian缺氧事件受有机质组分变化控制。     

BIOGEOCHEMICAL CYCLE OF RIVERINE CARBON IN THE GUIJIANG RIVER: TRACING WITH 14C AND 13C

基于一个水文年度的月周期性采样分析,用河流悬浮颗粒物的有机碳(POC)和溶解无机碳(DIC)的同位素信号探讨了桂江径流中碳的生物地球化学循环.桂江悬浮颗粒物中POC含量多介于1.70％～14.27％之间,平均为(4.54±2.94)％;河流POC的Δ14C值介于-235.8‰～ -26.7％之间,平均为(-135.38±57.27)‰,没有检出“核爆14C”信号,揭示了较为强烈的流域地表扰动和土壤侵蚀状况.桂江POC的稳定同位素组成(δ13C)变化于-29.92％ - -24.71‰之间,平均为(-26.86± 1.29)‰,这与以C3植物为主的流域生态系统的碳同位素组成一致.桂江颗粒有机质的C/N比多介于5.54 11.53之间,平均为7.97,低于全球河流的平均状况.一方面,土壤有机碳、岩石来源的地质碳及藻类生物量的混合比例决定了桂江河流颗粒有机质的C/N比和Δ14C值;另一方面,微生物群落对水体有机质的代谢分解作用也在一定程度上改变了有机质的元素和同位素比值.桂江河流DIC的δ13C值变化于-17.22‰～-10.65‰之间,平均为(- 12.95±1.94)‰.冬半年河流DIC(δ13C值平均为-11.47‰)几乎全部来自碳酸盐矿物的化学风化,夏半年土壤硅酸盐矿物的化学风化对DIC(δ13C值平均为- 14.73％)的贡献达28％.