胶莱盆地晚白垩世辛格庄组钙质结核的碳、氧同位素特征

利用古土壤钙质结核同位素恢复古大气CO2浓度是古气候研究的重要手段,对胶莱盆地赭埠剖面晚白垩世辛格庄组顶部发育的古土壤钙质结核进行碳、氧同位素分析表明,其δ13 C值在-2.87‰~-1.6‰之间,平均值为-2.13‰;δ18 O值在-11.93‰~-7.79‰之间,平均值为-9.87‰。计算得出晚白垩世Campanian早期大气CO2浓度在3 116×10-6~4 437×10-6之间,平均3 817×10-6。对比前人研究成果,认为在80Ma左右存在一次明显的大气CO2浓度高值现象。这也为研究胶莱盆地晚白垩世恐龙动物群的古生态环境提供重要依据。     

胶莱盆地晚白垩世辛格庄组钙质结核的碳、氧同位素特征北大核心CSCD

利用古土壤钙质结核同位素恢复古大气CO2浓度是古气候研究的重要手段,对胶莱盆地赭埠剖面晚白垩世辛格庄组顶部发育的古土壤钙质结核进行碳、氧同位素分析表明,其δ13 C值在-2.87‰^-1.6‰之间,平均值为-2.13‰;δ18 O值在-11.93‰^-7.79‰之间,平均值为-9.87‰。计算得出晚白垩世Campanian早期大气CO2浓度在3 116×10-6~4 437×10-6之间,平均3 817×10-6。对比前人研究成果,认为在80Ma左右存在一次明显的大气CO2浓度高值现象。这也为研究胶莱盆地晚白垩世恐龙动物群的古生态环境提供重要依据。     

羌塘盆地半岛湖地区上侏罗—下白垩统礁灰岩地球化学特征和成岩流体性质

半岛湖地区生物礁以发育灰岩为主,包括以造礁生物为主的骨架岩和非礁碳酸盐岩,针对生物礁相碳酸盐岩的显微组构分析和阴极发光分析,测得不同点礁各类礁相碳酸盐岩的常微量元素和碳、氧同位素组成,分别为:35件样品Mn,Sr,Fe元素平均质量分数为129×10-6,270×10-6和1 320×10-6,具有较低的Mn含量、较高的Sr含量、Fe含量,表明在成岩过程中海源流体发挥了主导作用,同时遭受了不同程度的大气淡水成岩流体的影响;碳同位素值变化不大且都为正值,变化区间为1.4‰~3.5‰,平均值为2.61‰;氧同位素值变化区间为-7.4‰~-2.7‰,平均值为-5.25‰,古海水盐度指数Z值变化较小,为126.6~132.7,平均值为130.5。结果表明,成岩流体盐度较高,溶蚀孔洞较为发育的颗粒灰岩和礁灰岩具有相对更低的δ18 O值,晚侏罗—早白垩世时期,羌塘盆地北部大量有机碳被高速埋藏是导致半岛湖地区礁相碳酸盐岩碳同位素值普遍偏高的首要原因。     

华北克拉通几个地区古元古代碳酸盐岩地层C-O同位素特征

对华北克拉通古元古代辽河群、中条群和湾子群的碳酸盐岩进行了C、O同位素研究。辽河群王家沟组条带状大理岩的δ13CPDB变化于-1.02‰~3.14‰之间,大部分在0.16‰~1.79‰之间,平均值为1.07‰,稍高于海相碳酸盐岩的δ13C平均值0.5‰,δ18OPDB变化于-17.2‰~-10.1‰之间,大部分在-13.4‰~-10.1‰之间,20组数据的均值为-11.9‰。中条群余家山组大理岩的δ13CPDB变化于-0.2‰~0.8‰之间,大部分在0~0.3‰之间,前14个样品的δ13C平均值为0.34‰,稍低于海相碳酸盐岩的δ13C平均值,后16个样品的δ13C平均值为0.54‰,与海相碳酸盐岩的δ13C平均值基本一致,其δ18OPDB变化于-7.9‰~-6.1‰之间,大部分在-7.3‰~-6.1‰之间,前14个样品的δ18O平均值为-6.80‰,后16个样品的δ18O平均值为-6.68‰,两个剖面上的δ18O值没有明显差别。阜平宋家口南湾子群大理岩δ13CPDB变化于1.0‰~3.8‰之间,平均值为2.65‰,明显高于海相碳酸盐岩的δ13C平均值0.5‰,其δ18OPDB变化于-8.8‰~-5.7‰之间,平均值为-6.97‰。研究结果表明所研究的大理岩均形成于一个比较稳定而又相对波动的气候环境,大理岩沉积期间存在海平面和气温旋回变化但没有突变事件。湾子群宋家口剖面大理岩对Jatulian事件有响应,中条群余家山组大理岩对Jatulian事件没有响应,辽河群王家沟组是否存在对Jatulian事件响应还不确切。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征

四川盆地中侏罗世是恐龙最为繁盛的时期,该时期的沙溪庙组中广泛分布有成土作用形成的钙质结核,对此钙质结核的碳、氧同位素组成进行分析,结果表明,钙质结核的δ18O值在-10.50‰～-7.783‰(PDB)之间,平均值为-9.34‰,δ13C值在-9.30‰～-5.07‰(PDB)之间,平均值为-7.06‰。钙质结核的δ13C值表明这一时期四川盆地的植被以C3植物类型为主;利用Cerling的模型,推测大气CO2的浓度(分压)在1 400 ppmV～2 800 ppmV之间。中侏罗世沙溪庙组钙质结核的碳同位素组成为重建恐龙生活时代的古生态环境提供了地球化学方面的资料。     

塔里木盆地西南依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征

对塔里木盆地西南依格孜牙组和卡拉塔尔组灰岩碳、氧同位素特征研究结果表明,上白垩统依格孜牙组δ13C(PDB标准)平均值为3.79‰,δ18O(PDB标准)平均值为-3.49‰;古近系卡拉塔尔组灰岩δ13C(PDB标准)平均值为2.09‰,δ18O(PDB标准)平均值为-4.54‰.与前人和世界其他剖面数据对比认为,碳同位素比较稳定,能够反映其沉积时的特征,而氧同位素变化较大,可能受沉积后作用的影响.依格孜牙组与卡拉塔尔组灰岩碳同位素具较大差异,主要受陆源环境(？)物质的注入,海水盐度、生物作用和古大气CO2含量等因素的影响.     

扬子克拉通北缘神农架群碳、氧同位素特征及其对古环境和沉积时代的制约

对扬子克拉通北缘神农架地区神农架群（1.4~1.0 Ga）鹰窝洞组-石槽河组碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据912组。神农架群岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积环境具有良好的协同指示意义:神农架群δ13CV- PDB变化范围-2.20‰~+6.27‰,平均值为+0.93‰;δ18OV- PDB变化范围-9.95‰~-1.17‰,平均值为-4.95‰;总体属于环潮坪碳酸盐台地-台地边缘-台地前缘斜坡沉积。海水的相对深水期为大岩坪期,相对浅水期为乱石沟期和石槽河期。神农架群δ13CV- PDB主体变化范围-1.50‰~+5.00‰,下亚群变化范围大于上亚群,整体与华北克拉通北缘蓟县剖面中元古代地层的碳同位素特征差异较大。神农架群和蓟县中元古代地层可能分别对应南乌拉尔地区的中里菲系和下里菲系。通过与全球相关地层碳同位素演化曲线对比,神农架群下亚群最大沉积时限应该小于~1350Ma。神农架群上亚群与北美Bylot超群、西非Atar超群的δ13CV- PDB变化范围和趋势较为相似,均出现了介于1.2~1.1 Ga之间的碳同位素迅速负偏,可能是对Rodinia超大陆汇聚事件的响应。     

四川盆地下奥陶统碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义北大核心CSCD

四川盆地古生代海相地层沉积厚度巨大。奥陶系碳酸盐岩的碳氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成:δ^(13)C_(PDB)值分布区间为0.17‰~-6.20‰,δ^(18)O_(PDB)值分布区间为-4.98‰~-11.07‰,δ^(18)O_(PDB)与δ^(13)C_(PDB)两者不存在明显的线性关系。碳氧同位素对比表明,四川盆地下奥陶统碳氧同位素值与全球下奥陶统的碳氧同位素分布区间基本一致,并且碳同位素值曲线识别了具有全球对比特征的TSICE正漂事件,显示奥陶系碳同位素曲线具有全球可对比性。同时,四川盆地奥陶系桐梓组中期δ^(13)C_(PDB)平均值从-1.62‰负漂为-4.87‰,发生了显著的负漂移事件,分析认为在四川盆地早奥陶世早期由西向东的海退事件导致海洋生产力急速下降是造成δ^(13)C_(PDB)值的负漂移主要原因。桐梓组中上部δ^(18)O_(PDB)大幅度负向偏移,表明桐梓组中期有一个短时期温度升高、盐度降低的过程。研究揭示奥陶系碳氧同位素可以有效的辅助该区的地层划分对比,并且四川盆地早奥陶世发生过显著的海退事件。     

昂达尔错地区布曲组碳酸盐岩碳氧同位素特征及意义

碳酸盐岩碳、氧同位素对古气候、古环境及成岩流体示踪具重要的指示意义。通过对羌塘盆地南部昂达尔错地区QZ-11井、QZ-12井布曲组岩心观察、薄片鉴定及碳氧同位素分析,结果表明:研究区布曲组是在炎热、半干旱-半潮湿古气候条件下,在台地边缘礁滩环境发育的一套碳酸盐岩沉积;岩性包括灰岩,白云岩及过渡性岩类,白云岩主要发育在高位体系域晚期台缘浅滩微相中,白云岩包括保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩、泥微晶白云岩及先驱灰岩原始组构不可见的晶粒白云岩;研究区内的碳酸盐岩δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~4‰,δ18OPDB分布范围为-7.6‰~-12.1‰,其中灰岩的δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.5‰~2.9‰,普遍高于同期全球海水碳同位素值,推测可能与高位体系域晚期强蒸发及生物繁盛有关,白云岩和过渡性岩类中δ~(13)C_(PDB)分布范围为1.4‰~4‰,说明为继承先驱灰岩中碳同位素组成,局部可能受到白云石化流体的改造;氧同位素组成虽然普遍低于同期海水值,但白云岩中保留先驱灰岩原始组构的颗粒白云岩氧同位素值仍高于灰岩,表明其形成与蒸发环境有关,而细晶白云岩、中粗晶白云岩氧同位素组成呈逐步降低趋势,表明可能受埋藏阶段温度升高的影响。     

新疆东天山红石金矿床成矿流体和成矿物质来源示踪

红石金矿床是新疆东天山康古尔塔格金矿带中的代表性矿床之一,本文对其进行了比较系统的流体包裹体和稳定同位素研究。流体包裹体研究结果表明,红石金矿床的成矿流体为中低温、低盐度、中低密度的富 CO_2流体。石英氢同位素组成δD_(SMOW)为-104‰～-63‰,石英氧同位素组成δ~(18)O_(石英)为13.8‰～15.5‰、δ~(18)O_水为-1.7‰～6.1‰。方解石碳同位素组成δ~(13)C_(PDB)为-3.5‰～-2.7‰,方解石氧同位素组成δ~(18)_(PDB)为-28.9‰～-26.5‰、δ~(18)O_(SMOW)为1.1‰～3.5‰。H、O、C 同位素组成特征指示红石金矿床成矿流体主要起源于深部,后期混合有大气水。黄铁矿硫同位素组成δ~(34)S 为-11.5‰～3.8‰,集中于0.4‰～3.8‰,平均值为1.73‰,指示了成矿物质中的硫具有接近陨石硫的深源特征。红石金矿床的成矿作用可概括为富含成矿元素的深源流体在区域剪切构造作用下沿剪切系统不断向上运移,逐渐与浅部流体混合并与围岩发生交代蚀变作用,由于物理化学条件的改变,成矿元素最终在剪切扩容空间中富集成矿。     

中国北方典型中小盆地城市大气颗粒物污染特征及趋势对比

分析了2014~2018年北方5个典型中小盆地城市(兰州、银川、临汾、太原、南阳)PM10与PM2.5的浓度变化特征和大致来源类型。除2018年银川PM2.5浓度外,各市PM10和PM2.5年均浓度均超标;兰州、银川和南阳PM10与PM2.5呈逐年下降趋势,南阳下降最明显;临汾PM10与PM2.5呈逐年上升趋势;太原PM10与PM2.5稳定维持在一个高浓度状态。5个城市颗粒物浓度的季节变化特征一致:冬春高、夏秋低。对PM2.5/PM10值而言,冬季和夏季该比值较高,分别受取暖和降水的影响;春季和秋季该比值较低,分别受沙尘和秸秆焚烧及高强度建筑施工的影响。5市PM2.5和PM10浓度具有良好的线性关系,细颗粒占比大小顺序为临汾>南阳>太原>银川>兰州。     

温室气体CO2与钠长石相互作用实验研究

为寻求减缓全球变暖的途径,利用高压釜,开展不同温度下(75、100、125、150和175℃)CO₂与钠长石的水热实验研究,以探讨CO₂在长石砂岩中地质封存的可能性。结果表明,随着温度的升高,钠长石溶蚀强度逐渐增强,在150℃左右开始有菱镁矿、菱铁矿等碳酸盐矿物生成,175℃新矿物生成量增加,这表明CO₂能够以碳酸盐矿物的形式在含钠长石的长石砂岩中以矿物的形式被“固定”,其被“固定”的温度在150℃左右。     

矿山铁的硫化物矿物处理皮革厂含铬废水的研究

为了全面提升内蒙古大型硫铁矿的综合利用价值,尝试将其主要成分磁黄铁矿和黄铁矿分别用于处理含铬废水,找到了天然硫铁矿和改性硫铁矿处理Cr(Ⅵ)的最佳实验条件。与已有的研究相比,本研究所使用的矿样粒径减少到80~100目,用量减少了70%,所处理的含铬废水浓度增大到50 mg/m L。将处理含铬废水后的硫铁矿经XPS扫描分析后发现,天然黄铁矿在pH值分别为1.84、4.15和10.87的反应体系中处理Cr(Ⅵ)后,大部分的Cr(Ⅲ)以Cr2S3的物相出现,分别占总铬物相的77.99%、86.53和100%。天然磁黄铁矿在pH值为6.5,加热500℃改性后的黄铁矿在pH值为4.15时,也有相当量的三价铬以Cr2S3的物相出现。用已经获得的处理含铬Cr(Ⅵ)的最佳条件,直接用于处理某皮革厂高浓度的含Cr(Ⅲ)实际废水,去除率达73%。本研究为综合处理含铬废水提供了思路,成为矿山资源化的途径之一。     

低渗透油藏二氧化碳混相驱注采方式研究——以克拉玛依油田X区克下组低渗透油藏为例

[研究目的]克拉玛依油田X区克下组低渗透油藏存在物性差、水驱开发采收率低等问题,影响了油田的可持续发展.CO2是全球变暖的主要成分,世界各国都在想方设法减少CO2的排放量,本文试图利用CO2驱油气方式提高该油藏的采收率,变害为利.[研究方法]文章选取研究区60余口取心井目标层位岩心样品,开展扫描电镜及压汞测试分析等研究...     

Effects of nitrogen on the ecosystem respiration,CH<Subscript>4</Subscript> and N<Subscript>2</Subscript>O emissions to the atmosphere from the freshwater marshes in northeast China

Freshwater marshes could be a source of greenhouse gases emission because they contain large amounts of soil carbon and nitrogen. These emissions are strongly influenced by exogenous nitrogen. We investigate the effects of exogenous nitrogen on ecosystem respiration (CO₂), CH₄ and N₂O emissions from freshwater marshes in situ in the Sanjiang Plain Northeast of China during the growing seasons of 2004 and 2005, using a field fertilizer experiment and the static opaque chamber/GC techniques. The results show that there were no significant differences in patterns of seasonal variations of CO₂ and CH₄ among the fertilizer and non-fertilizer treatments, but the seasonal patterns of N₂O emission were significantly influenced by the exogenous nitrogen. Seasonal averages of the CO₂ flux from non-fertilizer and fertilizer were 987.74 and 1,344.35 mg m ⁻² h ⁻¹, respectively, in 2004, and 898.59 and 2,154.17 mg m ⁻² h ⁻¹, respectively, in 2005. And the CH₄ from the control and fertilizer treatments were 6.05 and 13.56 mg m ⁻² h ⁻¹ and 0.72 and 1.88 mg m ⁻² h ⁻¹, respectively, in 2004 and 2005. The difference of N₂O flux between the fertilizer and non-fertilizer treatments is also significant either in 2004 and 2005. On the time scale of 20-, 100-, and 500-year periods, the integrated global warming potential (GWP) of CO₂ + CH₄ + N₂O released during the two growing seasons for the treatment of fertilizer was 97, 94 and 89%, respectively, higher than that for the control, which suggested that the nitrogen fertilizer can enhance the GWP of the CH₄ and N₂O either in long time or short time scale.     

Ab initio study of the high-pressure behavior of CaSiO3 perovskite

Using density functional simulations, within the generalized gradient approximation and projector-augmented wave method, we study structures and energetics of CaSiO₃ perovskite in the pressure range of the Earths lower mantle (0–150 GPa). At zero Kelvin temperature the cubic CaSiO₃ perovskite structure is unstable in the whole pressure range, at low pressures the orthorhombic (Pnam) structure is preferred. At 14.2 GPa there is a phase transition to the tetragonal (I4/mcm) phase. The CaIrO₃-type structure is not stable for CaSiO₃. Our results also rule out the possibility of decomposition into oxides.

低硅埃达克岩和高硅埃达克岩问题

低硅埃达克岩(low-SiO2adakites,LSA,SiO2<60%)和高硅埃达克岩(high-SiO2adakites,HSA,SiO2>60%)的术语是Martin等(2005)提出来的。本文不赞同上述分类,因为,他们的低硅埃达克岩是赞岐岩而不是埃达克岩。赞岐岩是幔源的,埃达克岩是壳源的,虽然埃达克岩可以与地幔混合形成高镁的埃达克岩,但仍然是壳源的。不应当把壳源的岩浆和幔源的岩浆混淆起来。     

Low-temperature heat capacities of MgAl<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> and spinels of the MgCr<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>–MgAl<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> solid solution

We present results from low-temperature heat capacity measurements of spinels along the solid solution between MgAl₂O₄ and MgCr₂O₄. The data also include new low-temperature heat capacity measurements for MgAl₂O₄ spinel. Heat capacities were measured between 1.5 and 300 K, and thermochemical functions were derived from the results. No heat capacity anomaly was observed for MgAl₂O₄ spinel; however, we observe a low-temperature heat capacity anomaly for Cr-bearing spinels at temperatures below 15 K. From our data we calculate standard entropies (298.15 K) for Mg(Cr,Al)₂O₄ spinels. We suggest a standard entropy for MgAl₂O₄ of 80.9 ± 0.6 J mol⁻¹ K⁻¹. For the solid solution between MgAl₂O₄ and MgCr₂O₄, we observe a linear increase of the standard entropies from 80.9 J mol⁻¹ K⁻¹ for MgAl₂O₄ to 118.3 J mol⁻¹ K⁻¹ for MgCr₂O₄.     

采空区对CO2置换开采海域天然气水合物置换效果影响的实验研究

为揭示固体开采形成的采空区对CO₂置换开采天然气水合物置换效果的影响,开展了含采空区储层与完整储层的CO₂/N₂置换开采不同天然气水合物饱和度对比实验研究。结果表明：对于水合物饱和度分别为30%和45%的试样,含采空区储层较完整储层的CH₄置换率分别提高了5.5%和9%,单位体积CO₂封存量分别提高了26.5%和39.8%。采空区的存在提高了置换介质与天然气水合物的摩尔比率,从而提供了更高的置换驱动力;且在较高水合物饱和度试样中采空区还会提高置换介质的扩散作用,导致含采空区储层的置换效果好于完整储层。因此,在固体开采后进一步进行CO₂置换开采,可以提高置换开采效率,同时有助于碳封存与地层稳定,是一种潜在的海域天然气水合物安全、绿色开采模式。     

Elastic and thermoelastic properties of synthetic Ca<Subscript>2</Subscript>MgSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>7</Subscript> (åkermanite) and Ca<Subscript>2</Subscript>ZnSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>7</Subscript> (hardystonite)

Elastic and thermoelastic constants of large single crystals of Ca₂MgSi₂O₇ and Ca₂ZnSi₂O₇ have been derived from ultrasonic resonance frequencies of plane-parallel plates and their shift upon variation of temperature, respectively. In addition, coefficients of thermal expansion and dielectric constants were determined. Both species possess quite similar properties. As observed in other isotypic magnesium and zinc compounds, the mean elastic stiffness and the deviation from the Cauchy relations are significantly larger in the zinc compound, due to a covalent contribution of the Zn–O bond. Positive thermoelastic constants T₄₄ and T₆₆ in Ca₂MgSi₂O₇ allow temperature-independent ultrasonic generators and oscillators to be manufactured.