蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究

粘土矿物对有机质的吸附是自然界重要的过程之一。科学界对于有机质与粘土矿物的相互作用过程和机制研究仍处 于一个比较薄弱的阶段。该文采用天然有机质赖氨酸（左旋） 和壳聚糖与蒙脱石进行室内合成模拟实验,通过X射线衍 射、化学分析和红外光谱分析的手段对反应产物进行系统研究。结果表明,蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附均存在两种机 制：阳离子交换和有机分子间的相互吸引。赖氨酸在蒙脱石层间的排布有三种构型,随着赖氨酸浓度的增加分别以倾斜 式、垂直呈“之”字形排列,最后形成第二排并可能生成简单肽;氨基酸的净电荷是影响吸附过程的重要因素,主要与pH 值相关。壳聚糖能在蒙脱石层间形成分层结构,溶液的pH值和无机盐的存在都会影响吸附过程。壳聚糖-蒙脱石复合体在 常温常压下水溶液中能稳定存在,而相同条件下赖氨酸易从蒙脱石层间释放,这主要是由有机质本身的性质以及有机质和 蒙脱石的结合方式决定的。     

泥页岩烃—孔隙—表面的关系及其对残留烃评价的意义

泥页岩中残留烃具有多种赋存态,且赋存态与赋存空间紧密相关,残留烃的研究必须同时关注赋存态和赋存空间。残留烃的不同赋存态在本质上是由于残留烃组分以及孔隙和表面性质的多样性造成的,导致不同赋存态烃的剥离条件具有差异,基于这种差异,提出有机溶剂抽提—化学湿氧化的相继处理方法分离游离态烃、物理吸附烃和化学结合态烃。泥页岩中存在多种类型的孔隙和表面,气体吸附法、压汞法、化学吸附法和成像方法的配合才能够全面表征泥页岩的孔隙结构。通过分析每一步处理前后烃参数和孔隙结构表征参数的变化特征可以建立烃—孔隙表面的关系,而烃和矿物在分子层面和微观尺度相互作用的研究有助于进一步丰富烃—孔隙—表面的关系,这对于深刻理解残留烃的赋存机理和流动特征具有重要意义。     

巢湖栖霞组碳酸盐烃源岩元素地球化学特征及其意义

以下扬子巢湖地区茨苔山二叠系栖霞组碳酸盐地层为研究对象,开展元素地球化学检测,探讨古生产力和保存条件与烃源岩发育间的关系。结果表明:Ba、TN对生物有机质作用响应明显,可作为栖霞组灰岩地层古生产力的替代指标,V/(V+Ni)缺氧指标适用于栖霞组灰岩地层,指示栖霞组整体缺氧的沉积特征,两类参数均显示相对海平面升降变化对沉积水体生产力水平和缺氧程度有控制作用;栖霞组碳酸盐烃源岩的形成是低等藻类生产力水平以及保存条件(缺氧的沉积环境)良好匹配的结果,在生产力水平和缺氧程度整体最高的本部灰岩下段地层中烃源岩最发育。     

沉积物的颗粒大小与所含有机质关系的研究进展

沉积物中有机质(OM)赋存及稳定性问题受到关注,主要是因为其直接影响到大气中CO2的平衡与全球气候变化。该文介绍了沉积物的不同颗粒中有机质的赋存机制,通过筛洗法和沉降法对现代沉积物颗粒分级,探讨二者间的相互关系以及有机质富集的差异性,进一步探讨有机质的保存和演化以及与碳循环的关系。     

惠民凹陷南坡古中生代沉积体系特征及时空演化

笔者通过胜利油区惠民凹陷南坡地区古生代地层的沉积相发育与分布特点的研究,并结合区域构造运动,揭示了该地区早古生代奥陶纪到中生代侏罗纪的构造和沉积体系发展演化规律。结果表明,整个研究区在早古生代发育了一套碳酸盐潮坪体系,晚古生代为海陆过渡的三角洲沉积体系,中生代为一套陆相河流体系。三角洲体系又包括了石炭纪的海相三角洲和二叠纪的陆相湖泊三角洲。该区在古生代和中生代经历着多期次、多类型的构造-沉积演化,从整个演化过程来看,总体上体现了从海到陆的过程。在空间上,除了在早古生代沉积相对稳定外,晚古生代和中生代均表现了较明显的沉降差异性。     

粘土矿物保存海洋沉积有机质研究进展及其碳循环意义

海洋沉积物吸附有机质的量和有机质循环周期与粘土矿物类型和吸附方式密切相关,并在全球碳循环中扮演着不同的角色。粘土吸附有机质有物理吸附和化学吸附之分,前者主要存在于粘土的微孔隙中,参与年、十年或百年尺度的循环;后者主要存在于粘土矿物层间和外表面,稳定性较好,有机质易于保存,可参与百万年或更长时间的循环,这种不同时间尺度内的碳循环,将会改写海洋沉积物有机碳“源”、“汇”的关系。不同类型粘土矿物的性质存在差异,决定了吸附有机质量的多寡,蒙脱石的吸附量远大于伊利石的吸附量,这可能是造成全球不同海域中有机碳“源”、“汇”变化的原因。海洋沉积物处于水圈、生物圈和岩石圈的交汇地带,有机碳的差异和变化,都会对全球碳循环及气候变化产生重要的影响。     

东海表层沉积物黏土粒级中多态脂肪酸组成与地球化学特征

对东海陆架泥质沉积区两个代表性站位表层沉积物开展了黏土粒级分离提取,并对其依次进行溶剂萃取、碱解和酸解处理,得到结合程度不同的三种脂肪酸组分：有机溶剂抽提的游离态脂肪酸、碱解得到的碱解酸和酸解得到的酸解酸。三种赋存态酸的存在表明它们所联结的宏观分子的结构不同或所吸附黏土矿物的保护作用不同。不同赋存态酸的数量、组成和分布有一定差异,两站位相同赋存态酸的数量与组成也存在明显差异。组成与分布特征表明东海陆架泥质区超细颗粒物中脂肪酸以海洋内源藻类来源为主（〉70％）,陆源高等植物贡献相对较低,并有少量的细菌源贡献。各赋存态酸的降解程度为碱解酸高于酸解酸高于游离酸,可能与其在黏土中的赋存状态和吸附过程有关。靠近长江河口的表层沉积物样品（24站）海洋内源藻类贡献略低于远离河口的站位（30站）,陆源高等植物的输入稍高于后者,是受两泥质区沉积环境综合影响的结果。     

泥岩埋藏成岩过程中绿泥石的演化途径及意义

粘土矿物是泥质沉积岩重要的组成部分。在温度、压力、阳离子及水/岩比值等多种因素的共同作用下,埋藏成岩过程常常伴随着不同粘土矿物间的相互转化:蒙脱石、伊利石、高岭石和磁绿泥石等矿物均可发生绿泥石化。但各种矿物发生绿泥石化条件及反应机制不同,形成的绿泥石在化学成分及构型方面也有很大差异,通过X-射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等测试手段可识别出不同类型的绿泥石,区分不同转化序列并分析其转化机制。不同转化序列形成的绿泥石,不仅受温度的控制,还受阳离子类型和浓度的控制,在利用绿泥石作为地温计时需慎重;不同转化序列绿泥石化过程中都有水的参与,并伴有氢离子释放或消耗,这将会对有机质生烃产生影响。因此,关注泥岩埋藏成岩过程中绿泥石演化途径的差异,对拓宽绿泥石化的地质应用领域,特别是粘土矿物—有机质的协同作用具有重要的意义。     

基于核磁共振测井的低渗透砂岩孔隙结构定量评价方法——以东营凹陷南斜坡沙四段为例

低渗透砂岩油气藏已成为油气增储生产的重要勘探开发目标,但孔隙结构复杂使得储层及其有效性难以准确识别.笔者利用物性、压汞、核磁等资料,对东营凹陷南坡沙四段(Es4)低渗透砂岩孔隙结构进行分析,划分出了3种类型.核磁T2谱与毛管压力曲线都在一定程度上反映孔喉分布,但常规方法利用T2谱重构伪毛管压力曲线所得到的孔隙半径与压汞孔喉半径有较大误差,而岩石孔隙自由流体T2与压汞孔喉分布对应关系更好,以此建立了不同孔隙结构类型二者之间不同孔喉尺度对应的关系式(大尺度:线性;小尺度:分段幂函数),可在井筒剖面上通过识别孔隙结构类型,进而利用核磁共振测井(NML)定量反演孔径分布,省去了构建伪毛管曲线环节,为低渗透砂岩储层有效性评价提供了直接依据,也是测井用于定量反演储层微观孔隙结构信息的有益探索.     

不同粘土矿物对赖氨酸的吸附行为对比研究

以皂石、高岭石、绿泥石和伊利石为原材料,分别与赖氨酸进行反应,研究赖氨酸在上述粘土矿物上的吸附行为, 并运用粉末X-射线衍射技术（XRD）、傅里叶变换红外吸收光谱术（FTIR）和热重（TG）等分析方法,表征反应前后粘土 矿物的变化。实验结果表明,不同粘土矿物对赖氨酸的吸附等温线均符合Freundlich等温方程,且不同粘土矿物对赖氨酸的 饱和吸附量大小顺序为：皂石>蒙脱石>绿泥石>高岭石>伊利石;XRD结果表明皂石对赖氨酸的吸附发生在矿物层间,而绿 泥石、高岭石和伊利石对赖氨酸的吸附主要在矿物表面进行;FTIR和TG结果表明赖氨酸主要取代粘土矿物层间吸附水,以 氢键的形式与Si-O-Si(IVAl)键合。实验结果将有助于进一步探明环境中粘土矿物对有机质的吸附机理。