从水井岩大型滑坡表面高温降解喷出物特征到汶川地震天然气体溢出爆炸模型

汶川大地震中XI级烈度区内水井岩滑坡现场等地爆炸声、特大型滑坡现场巨大环形坑和远距离抛射碎石等记录和现象,需给出科学解释。在地震发生后多次现场地质调查和走访、样品采集和多项分析测试及其结果比较等基础上,对主中央断裂F₂控制的下盘陈家坝水井岩大型滑坡体上环形坑周边不同距离范围内散落烧焦残留的硅酸盐和碳酸岩等采样后,开展了物质成分和微观结构分析。结果发现：与原生溶蚀灰岩、薄层煤岩结构和有机质成分不同,这些抛散在滑体表面的样品中富含经强烈高温作用的块石,一些成分以锰碳酸盐岩等为主的暗棕色样品中稠环芳烃是其经历过强烈热作用过程而使有机质发生环化芳构化反应的结果,即样品经过了强烈热降解作用,显示其形成时出现强烈热作用过程和高温裂解现象。结合本区地质构造特征和煤层气分布情况、地震后实施的汶川地震带深钻在穿越主中央断裂带F₂深度处监测到余震过程中甲烷含量异常增高、东河口地震遗址公园发现温泉及天然气溢出等资料和研究结果,讨论了地震诱发的富含甲烷的天然气爆炸,其加剧或伴生着地震次生地质灾害。由此推测：与碳质岩或煤系共存的喀斯特溶洞中封闭煤层气在地震过程中突溢和爆炸燃烧,叠加或放大了地震作用,结果在滑坡堆积体表面残留了多处环形爆炸坑,引发了一些岩块大规模长距离水平抛撒等。研究结果对监测和认识发震断层带在地震过程中天然气爆炸诱发和加剧滑坡灾害有重要意义。     

准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩石学及演化分异研究

准噶尔地区晚古生代火山岩及岩浆演化研究主要集中于准噶尔盆地周边褶皱造山带,盆地腹部地区因被中、新生代连续沉积覆盖,研究较少．通过对准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩石学特征及岩浆分异演化地球化学特征研究,得到如下认识：①准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩性从下向上逐步由玄武岩演化成为安山岩,表明岩浆不断地从基性向酸性演化;②通过分异指数、SI（固结指数）、地球化学及火山岩K2O和Na2O含量随深度变化关系分析,得知该区火山岩向富含碱铝硅酸盐方向演化;③准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩浆从基性向中酸性及不断富碱分异演化的结论,与二叠纪准噶尔处于大洋消亡、闭合阶段后期,碰撞活动趋于减缓的整体构造背景相吻合．     

二次生烃过程中升温速率对生烃途径的影响 --以鄂尔多斯烃源岩生烃动力学研究为例

采用生烃动力学方法对鄂尔多斯已熟烃源岩进行模拟实验,与以往结果有所不同,实验证明在源岩二次生烃过程中,慢速升温并不利于液态烃的生成,而快速升温才更有利于生成液态烃。这可能是因为在慢速升温条件下,有机质可以有足够长时间缩聚成超大基团,而快速升温则易造成中等分子链的断裂,从而导致快速升温时抽提物产率高于慢速升温。因此,升温速率的差异对有机质的演化影响不只是影响反应速率,更重要的是会改变反应路径,从而对于像鄂尔多斯这样存在二次生烃的盆地,应适当重视那些高地温梯度区块石油资源的寻找。     

氢气和气态烃在煤成气形成演化研究中的意义

用热模拟实验方法,对有可溶有机质和无可溶有机质的Y、Z两个系列气态产物中氢气和气态烃丰度变化进行了研究。结果表明,褐煤在降解过程中产生大量氢气和气态烃,在它们之间存在着相互矛盾的关系,气态烃在消耗氢气的同时也促进氢气的生成,这种矛盾关系恰恰反映了热降解过程中缩聚和裂解两极分化的反应关系;两系列不同温度区间氢气、气态烃、可溶有机质产量差值的变化,也显现出干酪根在不同温度段降解过程中缩聚和裂解反应的差异性和反应的阶段性优势。这是研究煤在地质地球化学演化过程中的化学反应及其与煤成气形成演化关系的一个方面,为干酪根热降解机理和煤成气演化规律的研究提供了新的理论依据。     

陆架边缘海环境下金属元素与有机质富集关系探讨

陆架边缘海是“河口—陆架”体系重要的碳汇,黏土矿物作为主要载体将有机质与金属元素吸附于表面或层间,通常表现为粒度、有机质和金属元素含量之间高度正相关。本文通过分析南黄海中部沉积物粒度、总有机碳、主微量元素,探讨三者之间分布特征和相互关系,进一步开展金属元素、有机质与黏土矿物吸附模拟实验,结果表明,酸性条件（pH=4）下适量的金属离子（Zn2+、Ni2+、Pb2+）明显促进伊利石对腐殖酸（有机质主要组成部分）吸附,腐殖酸吸附量达到20.06 mg/g,其中金属离子加入使腐殖酸吸附量提高6.25%;同时碱性条件（pH=8）下金属离子也能够促进伊利石对腐殖酸吸附,腐殖酸吸附量达到15.7 mg/g,金属离子加入使腐殖酸吸附量提高38.9%。金属离子的阳离子键桥作用促进伊利石吸附腐殖酸,且酸性环境下腐殖酸的吸附量高于碱性环境。证实了陆架边缘海背下金属元素的参与对黏土矿物吸附腐殖酸具有明显促进作用,有利于在全球碳循环过程形成边缘海“碳库”,同时海洋酸化可能造成海洋溶解有机质降低和重金属离子浓度升高,对陆架边缘海海洋生态系统平衡构成威胁。     

酮——有机酸盐生烃过程中的重要产物

通过对有机酸盐进行热模拟,以研究有机酸盐生烃演化特征,结果表明,有机酸盐具有不同于其他传统生烃母质的演化特征——液态产物中有高含量的酮。进一步分析研究表明,在自然界有机酸盐生成的酮化合物主要是酮-2,烃源岩中0．45×10^-3TOC或0．11×10^-3岩样酮含量是有机酸盐生烃的判识底线,酮作为评价有机酸盐生烃贡献强度的指标主要适合于中-低温演化阶段的烃源岩。     

克百断裂下盘二叠系砂砾岩中碳酸盐胶结物的氧、碳稳定同位素组成及形成环境分析

对克百断裂下盘二叠系砂砾岩中碳酸盐胶结物的氧、碳稳定同位素的年代效应进行较正,对其组成特征进行研究.结果发现氧稳定同位素较轻,主要位于-16‰～10‰(PDB),而碳稳定同位素变化较大,大部分处于0-9‰(PDB),少量小于-15‰(PDB).经过分析计算,认为研究区砂砾岩中碳酸盐胶结物形成于早成岩晚期、70～90℃淡水环境中,这种结果与当时的构造背景、沉积环境、气候条件相符合.     

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。     

准噶尔盆地腹部二叠系火山岩

准噶尔地区晚古生代火山岩及岩浆演化研究主要集中于准噶尔盆地周边褶皱造山带,盆地腹部地区因被中、新生代连续沉积覆盖,研究较少.通过对准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩石学特征及岩浆分异演化地球化学特征研究,得到如下认识:①准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩性从下向上逐步由玄武岩演化成为安山岩,表明岩浆不断地从基性向酸性演化;②通过分异指数、SI(固结指数)、地球化学及火山岩K2O和Na2O含量随深度变化关系分析,得知该区火山岩向富含碱铝硅酸盐方向演化;③准噶尔盆地腹部二叠系火山岩岩浆从基性向中酸性及不断富碱分异演化的结论,与二叠纪准噶尔处于大洋消亡、闭合阶段后期,碰撞活动趋于减缓的整体构造背景相吻合.     

Oxidant-elemental sulfur as an effective promoter for transformation of organic matter to hydrocarbons at moderate-low temperatures

Elemental sulfur is widely dispersed in the hydrocarbon source rocks and its depositional environment is usually thought as a reducing environment. The presence or absence of free oxygen is a key to identify oxidizing or reducing environment. But elemental sulfur is often present as an oxidant in this environment. When elemental sulfur meets with organic matter, redox reaction will occur. In our simulation experiments at 200 -400℃ , the existence of elemental sulfur can sharply increase the amounts of hydrocarbons, hence leading to the production of immature or low-mature oils and natural gases. At the temperature of 300℃ , the addition of elemental sulfur will further enhance the relative yields of hydrocarbons,and the final yield of total extracts and gaseous hydrocarbons of similitude kerogens by more than 463% and 2760% , respectively, while those of oil shales are increased by about 71% and 2044% , respectively. But at the temperature of 450℃, elemental sulfur plays a negative role in liquid hydrocarbon formation. The presence of elemental sulfur is probably a key factor in the gypsolyte environment leading to the formation of immature or low-mature oils, as well as the coexistence of immature or low-mature oils and natural gases.