南海北部九龙甲烷礁邻区沉积物层中垂向细菌群落结构特征研究

本研究应用微生物16S rRNA-DGGE和T-RFLP技术,结合环境参数,对我国天然气水合物潜在区南海九龙甲烷礁附近973-4柱状样沉积物中3个层位12个不同深度(表层20 cm至382 cm,中层552 cm至796 cm,深层862 cm至1 196 cm)细菌群落结构及其分布进行了对比研究.其中T-RFLP实验表明,细菌丰度、香农指数和均匀度变化趋势相同,由深层到716 cm处先降后升,中层716 cm深度范围处微生物群落丰度、均匀度、香农指数相对较高,716 cm至表层先降后升.DGGE图谱和T-RFLP色谱峰聚类分析表明:表层20 cm至192 cm相似性较高,表层236 cm至382 cm与深层1 082 cm、1 196 cm群落结构相似性较高,但中层沉积物中微生物群落结构与表层及深层均有较大差异.环境参数表明中层甲烷含量较高,推测甲烷是影响微生物群落结构差异的主要因素之一.T-RFLP色谱峰与微生物数据库比对及DGGE条带测序也表明了:本区变形杆菌(Proteobacteria)为优势菌群,其中α-、γ-、δ-变形杆菌(Proteobacteria)为主要的细菌亚群,其他细菌包括放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)为次优势菌群.甲烷含量较高的中层,甲烷氧化菌(Methanotrophs),硫还原菌(Sulfate-reducing bacteria)等与甲烷密切相关的细菌均有被检测到,表明该区域存在与天然气水合物的分解释放相关的微生物群落.     

生物-热催化过渡带气形成机制及演化模式

通过低演化源岩的地球化学分析和模拟实验,系统地研究了过渡带成烃机制,建立了过渡带成烃模式。提出过渡带烃类是在温度不高、压力相对小,而构造应力和粘土矿物催化作用极其活跃的条件下,可溶有机质和极性组分通过正碳离子方式脱羧、脱基团作用和富芳环不溶有机质的缩聚作用形成小分子烃类的成气机制。认为过渡带气是上述诸因素综合叠加、相互作用的结果。     

铝硅酸盐矿物成岩演化对形成过渡带气的影响

生油成气的过程不只是简单的有机物之间的转化，而是无机和有机两个系统综合运动的产物，它们之间相互联系相互制约。成岩作用伊始，两系统独立演化，均受成岩环境的制约。一旦环境适合于有机物裂化分解，两系统就共同发挥作用，通过质子的转移而相互作用。由于生物热催化过渡带气埋藏浅、热演化程度不高等特点，铝硅酸盐矿物成岩作用主要表现为:砂质岩以机械压实作用、胶结作用、溶解作用、矿化交代、自生矿物充填作用为主，泥质岩最显著的变化就是矿物的成岩演化，即蒙脱石→伊／蒙混层→伊利石，及蒙脱石→绿／蒙→绿泥石的成岩演化，其实质是有机与无机相互作用，即赋存在粘土中有机质的有机酸使砂质岩发生溶解，和碎屑岩溶解孔隙水中的Ａｌ３＋替代蒙脱石晶层间的Ｓｉ４＋，形成质子酸，对有机质形成过渡带气起着催化作用。     

南海北部柱状沉积物中黄铁矿的分布特征和形貌研究

对南海北部陆坡柱状沉积物样品总有机碳、总硫含量,以及其中的自生黄铁矿形貌、含量进行分析．结果显示,沉积物中黄铁矿（FeS2）、总有机碳（TOC）、总硫（TS）的质量分数分别为0～0,71％、0．37％～1．18％、0．04％～0．81％;黄铁矿和总有机碳、总硫的含量随深度加深逐渐增大,达到峰值后不断减少,三者的分布趋势基本一致;扫描电镜下观察到黄铁矿主要以莓球状集合体和八面体微晶形貌产出,局部层位亦发现管状、生物内膜状和立方体状黄铁矿晶体．表明该区浅表层环境为缺氧环境,硫化物主要以黄铁矿形式产出,其成因与有机质的厌氧氧化作用有关,而甲烷的厌氧氧化作用也可能促使自生黄铁矿的加速形成．莓球状黄铁矿占主导亦指示一种强还原性的缺氧微环境．黄铁矿富集的缺氧环境与下伏地层中天然气水合物分解释放的甲烷有关,为天然气水合物在该区的勘探提供一定的科荤依据．     

甲烷水合物在AlCl3溶液中的相平衡条件

利用可视法测定了甲烷水合物在AlCl₃溶液中的三相平衡(甲烷水合物-AlCl₃液相-甲烷气相)条件.AlCl₃溶液中甲烷水合物的生成压力为4.040～8.382 MPa,温度为272.15～278.15 MPa.对相同摩尔浓度的AlCl₃和KCl溶液中甲烷水合物生成条件的抑制作用进行了讨论.并将实验结果与前人的研究数据进行了对比,通过统计分析得到一计算甲烷水合物相平衡压力与温度的经验公式,经计算所得结果与实验数据一致.研究认为AlCl₃溶液可以作为一种良好的抑制剂用于油气工业的输送管道中。     

甘肃酒西白垩纪盆地沉积构成及盆地演化动力学分析

甘肃酒西白垩纪盆地是酒西含油气盆地的一个单型盆地,发育了冲积扇、水下重力流扇、扇三角洲、湖泊、河流沉积体系,并在湖盆演化的不同阶段分别形成冲积扇-扇三角洲-滨浅湖-砾质辫状河、近岸水下重力流扇-中深湖-扇三角洲、扇三角洲-中浅湖-河流沉积体系组合型式.依据等时界面,湖盆充填序列可划分为三个构造层序,相对应于初始裂陷、扩张裂陷-热衰减沉降、湖盆萎缩关闭三个演化阶段.研究证明,地幔热柱的形成和衰减、燕山运动等远程应力作用控制盆地的演化.     

粘土矿物对形成过渡带气的催化作用研究

本文分析了有机质在粘土矿物中的赋存状态，测定了粘土矿物的表面酸、实验模拟了低演化程度的烃源岩及其抽提物干酪根＋不同粘土矿物的催化机制、并通过粘土催化醇脱水反应对粘土过渡带有机质成气机理进行了探讨。研究结果表明，过渡带气的形成主要是受蒙脱石粘土矿物的催化所致，其原因是成岩过程中蒙脱石向混层矿物转化在蒙脱石晶间发生大量的铝代硅，因此在粘土表面产生电荷不平衡而形成酸性，井以路易斯酸和布郎酸作用于有机质，使碳－碳键发生断裂以形成气态烃。     

福建长乐东部海岸沙丘风蚀坑研究

沙丘风蚀坑是沙质海岸常见的风成地貌形态,是固定沙丘开始活化的明显标志.福建长乐东海岸风沙规模大、地貌类型多样,发育了许多典型的海岸沙丘地貌.由于各种自然和人为因素的作用,部分海岸沙丘发育了风蚀坑.根据对研究区风蚀坑的实地调查,本文论述了风蚀坑的形态特征、风蚀坑内的风速与风向变化,以及风蚀坑的风沙搬运与沉积过程,并对风蚀坑的成因和风蚀坑的演化阶段进行了讨论.文中得出以下几点结论:(1)研究区主要发育槽形风蚀坑,风蚀坑中轴线的方位多介于NE40°～NE65°之间,两侧侵蚀壁坡度介于35°～40°之间.(2)大型风蚀坑,风速在顶部最大.小型风蚀坑,较狭窄部位的风速可能大于项部.(3)大型风蚀坑,沿着中轴线上风向基本上保持不变,近侵蚀壁的风向则发生不同程度的改变.小型风蚀坑,从坑口到坑顶的风向变化明显.     

南海北部有孔虫碳氧同位素特征与晚第四纪水合物分解的响应关系

为探寻晚第四纪以来水合物分解事件在南海北部甲烷渗漏环境下有孔虫中的记录,对南海北部陆坡2个区块的沉积柱状样有孔虫碳氧同位素组成和测年分析发现,底栖有孔虫Uvigerina spp.碳同位素值为-2.12‰～-0.21‰,浮游有孔虫Globigerinoides ruber.氧同位素值为-3.11‰～-0.60‰,ZD3、ZS5 2个柱状样孔底年龄分别为26 616、64 090 a,对应了氧同位素Ⅲ、Ⅳ期末期,有孔虫碳同位素负偏的层位与氧同位素Ⅱ、Ⅳ期(冷期)层位相对应,负偏程度达到了-2‰,与布莱克海台和墨西哥湾等地区晚第四纪沉积层中有孔虫碳氧同位素组成相似。分析认为:研究区是典型的甲烷渗漏环境,该区在氧同位素Ⅱ、Ⅳ期,由于全球海平面下降,导致海底压力减小,天然气水合物分解释放,具轻碳同位素的大量甲烷释放进入海底溶解无机碳(DIC)池并记录在有孔虫壳体内,造成有孔虫碳同位素负偏;同时在有孔虫负偏层位黄铁矿和自生碳酸盐较发育,进一步证实了有孔虫碳同位素受甲烷影响较大,而海洋生产力的降低和早期成岩作用对有孔虫碳同位素负偏的影响较小。     

南海北部陆坡沉积物中P-S-Fe的相互作用及其对划分硫酸盐-甲烷转换带的指示意义

对南海北部陆坡台西南海域973-4岩心沉积物中自生磷灰石磷(P_(CAF))和铁氧化物结合态磷(P_(Fe))及4种活性Fe组分进行了分步提取测定。结果显示:沉积物自生磷灰石磷(P_(CFA))含量为0.34%~3.24%,是该站沉积物P的主要成分,其含量自海底向下反复波动;铁氧化物结合磷(P_(Fe))含量为0%~1.38%,总体上出现多次升降。Fe_(py)含量为0.05%~0.72%,平均含量为0.27%,Fecarb含量为0.14%~0.64%,平均含量为0.33%,在硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)上部Fe_(py)和Fe_(carb)均出现上升现象,在SMTZ下部Fe_(py)迅速下降而Fe_(carb)含量缓慢上升。Fe_(ox)含量为0.32%~0.73%,平均含量为0.46%;Fe_(mag)含量为0.18%~0.34%,平均含量为0.25%。Fe_(ox)和Fe_(mag)含量变化趋势基本一致。结合沉积物总硫(TS)、酸可挥发性硫(AVS)及孔隙水中硫酸根(SO_4~(2-))等指标分析可得出:973-4柱中两种SO_4~(2-)还原模式产生的CO_3~(2-)均会抑制磷灰石晶体的凝聚成核作用;可以利用Fe_(py)和Fe_(carb)含量的反向变化及Fe_(ox)和Fe_(mag)的迅速升高对SMTZ上下部进行判定划分;P_(CAF)和P_(Fe)含量在SMI界面以下的往复波动的现象为研究水合物不稳定分解影响的环境范围及古SMI界面提供了新的思路。