塔里木盆地海相烃源岩与原油芳烃单体烃碳同位素分布特征及其意义

芳烃化合物是原油和烃源岩抽提物中的主要馏分,经过小型氧化铝两步层析法,可以得到分离度高的二环芳烃和三环芳烃化合物.塔里木油田不同地区的上奥陶统烃源岩和寒武系‐下奥陶统烃源岩抽提物芳烃馏分的GC-IRMS分析表明芳烃单体烃碳同位素组成除受热演化程度影响外,还受有机质来源、沉积环境和成烃过程的影响.无论是烷基萘、烷基联苯、烷基菲的亚系列,还是单体化合物,如1-甲基菲、9-甲基菲、2,6-二甲基菲等的δ13C值均表现为寒武系‐下奥陶统烃源岩偏重,两套烃源岩之间亚系列的δ13C差值最高可达16.1‰,单体烃之间差值可达14‰.综合塔里木盆地不同时代烃源岩和原油的生物标志物组合特征及单体烃的碳同位素组成,可为油源对比提供强有力的佐证.塔中地区大部分奥陶系原油9-甲基菲具有偏负的δ13C组成,贫伽玛蜡烷,富含升藿烷,主要来自于上奥陶统烃源岩;而塔东地区原油和部分塔中地区原油富伽玛蜡烷、贫升藿烷,9-甲基菲的δ13C组成明显较重,表明其主力油源岩为寒武系‐下奥陶统烃源岩.     

晋县凹陷高硫重质稠油中含硫甾烷的检出及其形成机制探讨

晋县凹陷高硫重质稠油饱和烃馏分中检出了异常丰富的含硫甾烷化合物.从结构上看,这些含硫甾烷是以噻吩形式并入到甾核D环上或者结合到侧链C-22位上的.结合文献中甲硫基甾烷和分子内含硫甾烷的报道,提出了含硫甾烷的四种形成机制和富硫沉积中甾类的成岩演化途径.甾类侧链上的烯键同时存在氢化作用和硫化作用两种过程:H2S或HS?的非生物化学氢化作用形成长链甾烷;硫化过程成功形成侧链含硫甾烷;环化或者硫化的不成功,则形成短链甾烷.这种侧链氢化/硫化机制,为晋县凹陷原油和烃源岩中高丰度短链甾烷(峰高超过规则甾烷和植烷以及正构烷烃)的发育提供了可能的成因线索.     

河北王快水库沉积物多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

对王快水库沉积物中16种多环芳烃含量进行了检测,结果表明,王快水库沉积物多环芳烃含量处于中等污染水平.多环芳烃总含量由库区上游到坝前逐渐升高,多环芳烃总含量在沉积物纵向上的总体分布趋势是随着剖面深度的增加而降低,低环的萘和菲,高环的荧蒽、苯并[b]荧蒽、屈和芘是沉积物中主要的优势化合物,表层和剖面沉积物中多环芳烃的含量与有机碳含量呈正相关关系,相关系数分别为0.8154和0.9534.王快水库沉积物中多环芳烃主要来源化石燃料及生物质的燃烧,风险评价结果表明,严重的多环芳烃生态风险在王快水库沉积物中不存在,但是芴化合物含量超过了风险评价低值,可能存在着对生物的潜在危害.     

异常热作用对油藏中原油的影响——以塔里木盆地塔中18井为例

塔里木盆地塔中18井揭示了一个94m厚的侵入岩体侵入到志留系砂岩中,在侵入岩体异常热作用下,砂岩中原来存在的原油变成了黑色的碳质沥青,沥青反射率高达3.54%,已到了非常高的热演化阶段.塔中18井碳质沥青的C27,C28和C29甾烷分布特征与邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井同层位的样品较为一致,仍保留着"V"字型分布的特征,仍能作为有效的油源对比标志,并表明其油源为中-上奥陶统烃源岩;但萜烷类的一些油源对比参数与邻近井相比已经发生了较大的变异,不能再用作油源对比标志.邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井样品氯仿沥青"A"碳同位素δ13C值位于?32.53‰~?33.37‰之间,属于塔里木盆地正常古生界海相原油范畴,但塔中18井异常热作用下形成的碳质沥青碳同位素δ13C值位于?27.18‰~?29.26‰之间,具有明显偏重的特征.饱和烃组分上,塔中18井碳质沥青的饱和烃中含有相对较多轻烃组分(nC14~nC20),轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于4.56~39.17之间,而邻近的塔中11等井轻烃和重烃之比(ΣnC21?/ΣnC22 )位于0.85~1.92之间;塔中18井饱和烃还具有强烈的偶碳优势,OEP(奇偶优势指数)值位于0.22~0.49之间,而邻近的塔中11等井不具有明显的偶碳优势或奇碳优势,其OEP值位于0.88~1.05之间.另外,由于异常热作用下含烷基的芳烃化合物的脱烷基化作用和芳环的稠合作用,塔中18井与邻近的塔中11等井相比,含有相对较高的不含烷基取代基的芳烃化合物(如菲等)和相对较高的多环芳烃化合物(如甾蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并荧蒽等).     

松辽盆地南部嫩江组烃源岩干酪根的选择性化学降解

采用一系列温和的化学降解法(碱性水解、断醚、断硫和四氧化钌氧化)对松辽盆地南部嫩江组烃源岩的干酪根进行连续的选择性化学降解, 并对不同降解产物进行色谱质谱分析. 结果显示化学降解可以从不可溶的干酪根中释放出大量色质可检测的生物标志化合物, 其中碱性水解产物主要以正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇为主; 噻吩类化合物主要是通过醚键结合在该干酪根结构中的; 断C-S和S-S键得到的产物包括脂肪酸、脂肪醇和一些具高碳数的正构烷烃; 四氧化钌氧化产物则以一元脂肪酸和α, ω -二元脂肪酸为主. 主要降解产物的分布特征表明形成该干酪根的有机质主要以菌藻类来源为主, 后期可能通过硫键和其它方式结合进了少量高等植物来源的有机质. 本研究为深入探讨烃源岩中有机质的来源及古沉积环境提供了一个重要的途径.     

遗迹化石Zoophycos中的微生物和分子化石

在广西来宾瓜德鲁普世(中二叠世)茅口组下部深灰色粒泥灰岩中发育丰富的遗迹化石Zoophycos, 在Zoophycos的蹼层中发现丰富的螺旋菌状、球菌状微生物化石, 它们的大小在0.4~3.0 μm之间. 在富含Zoophycos(复合遗迹组构指数为4)的粒泥灰岩样品中, 检测到的分子化石有: 正构烷烃(主峰碳为C₁₈, 无明显的奇偶优势)、无环类异戊二烯烷烃(如姥鲛烷Pr, 植烷Ph等)、长链三环萜烷、五环三萜烷(藿烷系列)、甾烷、长链烷基环己烷、二苯并噻吩、苯并萘并噻吩、苯并二苯并噻吩等. 姥植比(Pr/Ph)小于1和大量含硫有机化合物的存在(噻吩系列)显示出沉积物中存在较多的还原态的硫, 反映还原条件. 这些特征可能与硫酸盐类还原菌有关. Zoophycos蹼层中高丰度微生物化石和分子化石的发现表明, 遗迹化石Zoophycos可能是其造迹者精心构筑的多功能花园, 在花园中, Zoophycos的造迹者在不同的蹼层中培植不同的微生物, 这些微生物与Zoophycos的造迹者在其生活期间可能在食物链、氧化还原等方面为密切相关的互利共生群落.     

U6+化合物结构构形熵及其对热力学稳定性的影响--在核废料地质处置中的应用

在核废料地质处置库中, UO2乏燃料将很快被氧化成U6+化合物. 由于大多数U6+化合物都具有层状或链状结构, 并且通常含有多个水分子团, 在某些结晶学位置上可能出现不同元素的类质同象混合或空位, 其中与水分子有关的氢键也可能无序排列, 因而产生类质同象混合熵和结构无序熵. 通过系统搜集铀酸盐、UO22+的氢氧化物、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐和硫酸盐的晶体结构分析测定结果, 发现至少31种U6+化合物中有类质同象混合, 根据对其理想混合熵的计算结果, 混合熵对某些U6+化合物的第三定律熵有较大贡献. 此外, 对U6+化合物中H2O的晶体化学性质进行了讨论, 认为与间隙水分子有关的氢键的无序定向所产生的结构构形熵也是不能忽视的. 在核废料地质处置库近场地球化学环境中, 结构构形熵的存在可使与某些U6+ 化合物平衡的水溶液中铀的浓度降低几个数量级. 因此, 应用量热法测定U6+ 化合物的热力学参数的同时, 必须精确测定样品的化学成分和晶体结构, 并将量热法测定与溶解度实验研究相结合, 以相互印证.     

异常热作用对油藏中原油的影响——以塔里木盆地塔中18井为例

塔里木盆地塔中18井揭示了一个94m厚的侵入岩体侵入到志留系砂岩中,在侵入岩体异常热作用下,砂岩中原来存在的原油变成了黑色的碳质沥青,沥青反射率高达3.54%,已到了非常高的热演化阶段.塔中18井碳质沥青的C27,C28和C29甾烷分布特征与邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井同层位的样品较为一致,仍保留着“V”字型分布的特征,仍能作为有效的油源对比标志,并表明其油源为中-上奥陶统烃源岩;但萜烷类的一些油源对比参数与邻近井相比已经发生了较大的变异,不能再用作油源对比标志.邻近的塔中11,塔中12,塔中45和塔中47井样品氯仿沥青“A”碳同位素δ^13C值位于-32.53‰- -33.37‰之间,属于塔里木盆地正常古生界海相原油范畴,但塔中18井异常热作用下形成的碳质沥青碳同位素δ^13C值位于-27.18‰- -29.26‰之间,具有明显偏重的特征.饱和烃组分上,塔中18井碳质沥青的饱和烃中含有相对较多轻烃组分（nC14-nC20）,轻烃和重烃之比（ΣnC21^-/ΣnC22^＋）位于4.56-39.17之间,而邻近的塔中11等井轻烃和重烃之比（ΣnC21^-/ΣnC22^＋）位于0.85-1.92之间;塔中18井饱和烃还具有强烈的偶碳优势,OEP（奇偶优势指数）值位于0.22-0.49之间,而邻近的塔中11等井不具有明显的偶碳优势或奇碳优势,其OEP值位于0.88-1.05之间.另外,由于异常热作用下含烷基的芳烃化合物的脱烷基化作用和芳环的稠合作用,塔中18井与邻近的塔中11等井相比,含有相对较高的不含烷基取代基的芳烃化合物（如菲等）和相对较高的多环芳烃化合物（如甾蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并荧蒽等）.     

准噶尔盆地南缘凝析油、蜡质油与稠油的形成机理

对于发育多套不同成熟度烃源岩、存在多种类型原油及天然气的复杂含油气区,如何准确判断油气来源与成因一直是非常困难的事情.准噶尔盆地南缘中部地区存在正常原油、轻质油、凝析油、蜡质油和稠油,同时也发现了大量天然气,长期以来对该地区凝析油的来源与成因一直存在很大争议,而对于蜡质油与稠油的形成则几乎没有研究.本文以该地区为研究实例,探讨复杂油气区凝析油、蜡质油与稠油成因判识地质地球化学方法,揭示该地区多种类型原油并存的原因与地球化学过程.南缘中部地区40多个原油、轻质油、凝析油和稠油化学组成及其变化特征精细分析对比表明,该区凝析油以低碳数正构烷烃为主,含有丰富的环己烷、甲基环己烷等环烷烃和苯、甲苯、二甲苯等低碳数芳烃,庚烷值在19~21%,异庚烷值在1.9~2.1,甲苯/正庚烷比值在1.5~2.0之间,其烷烃的分布与高密度蜡质原油和稠油呈镜像关系.结合该区原油、凝析油油源及天然气气源对比结果认为,该区凝析油是白垩系湖相烃源岩生成的成熟原油油藏,在后期遭受了侏罗系生成的高成熟天然气气侵改造的产物,为蒸发分馏/相控运移分馏作用形成的凝析油.蜡质油是蒸发分馏/相控运移分馏作用过程的中间产物或阶段产物,稠油是蒸发/相控运移分馏作用的残留物.蒸发/相控运移分馏作用是南缘凝析油、蜡质油、稠油形成的主要成因机理,其导致油藏原油及凝析油的正庚烷、甲基环己烷、甲苯等轻烃化合物含量发生很大变化,使凝析油的甲苯/正庚烷等比值具有很大的不确定性.因此,不能依据凝析油中甲苯/正庚烷与正庚烷/甲基环己烷比值简单地套用Thompson图版判识其成因,而必须从研究区地质条件、烃源岩成烃演化与生烃历史、各种类型油气分子组成与分布特征、不同物理化学性质油气在纵向及区域上分布等方面综合分析判识凝析油的成因.     

从锆石SHRIMP年龄及岩石地球化学特征论四川冕宁康定杂岩的成因

通过对四川冕宁沙坝地区出露的康定杂岩中基性、中性、酸性岩的岩石学、微量元素地球化学、锆石的阴极发光结构观察与SHRIMP(灵敏高分辨离子探针)U-Pb年代学多方面的系统研究, 确定杂岩体中锆石具岩浆成因特征. 锆石主体结晶于721~773 Ma; 杂岩体中含有古元古代早期到晚期的陆壳残留锆石, 所测最老年龄为2468 Ma, 可能代表扬子陆块的基底. 岩石结晶后在古生代、中生代的变质改造事件中形成锆石的增生边及新生颗粒. 岩石均具Nb, Ta和 HREE亏损, 为钙碱性系列的岩石组合, 可能形成于岛弧或底侵环境.     

松辽盆地陆相大规模优质烃源岩沉积环境的地球化学标志

在松辽盆地晚白垩世青山口组和嫩江组一段选取40块烃源岩样品,利用气相色谱-高分辨飞行时间质谱对烃源岩氯仿抽提物的饱和烃和芳烃化合物开展了定性分析,同时利用气相色谱-质谱对重要生物标志化合物开展了定量检测,目的是寻找陆相大规模优质烃源岩沉积环境的地球化学标志.检测结果显示,烃源岩（Ro〈0.7%）中生物标志物含量或分布的差异,指示不同的沉积环境.青一段烃源岩除萜烷、规则甾烷、4-甲基甾烷含量高外,还具有甲藻甾烷、C31甾烷、芳基类异戊二烯烃含量高的特征,并检测到单质硫和羊毛甾烷等特殊化合物,反映湖泊盐度高、水体分层的泻湖型沉积环境;青二、三段烃源岩各类生物标志化合物的含量较低,反映淡水、浅水的湖泊三角洲沉积环境;嫩一段烃源岩的萜烷、规则甾烷、4-甲基甾烷含量高,但甲藻甾烷、C31甾烷、芳基类异戊二烯烃含量低,反映水体盐度低、分层性差,细菌发育并对有机质改造强烈的淡水-微咸水开放湖泊型沉积环境.综合分析表明,陆相大规模优质烃源岩形成环境的主要地球化学标志是烃源岩C30藿烷含量一般大于1500μg g^-1,伽马蜡烷含量大于190μg g^-1,C27甾烷含量大于200μg g^-1,4-甲基甾烷含量大于100μg g^-1,芳基类异物二烯烃含量大于3μg g^-1,脱羟基维生素E含量大于10μg g^-1.