广西官村岩溶溪流中生物地球化学控制的DIC和NO3-昼夜变化研究

为了解岩溶区控制溪流中溶解无机碳(DIC)和NO_3~-昼夜变化的生物地球化学过程以及DIC和NO_3~-日变化量,于2014-07-22~2014-07-24期间,在广西壮族自治区融安县官村溪流中包括地下河出口(CK)和下游雷崖村(LY)设置两个监测点同时对水体物理化学参数以及C、N同位素(δ~(13) CDIC、δ~(15) N-NO_3~-和δ~(18) O-NO_3~-)展开了为期2d的高分辨率昼夜监测采样工作。结果发现CK点各物理化学参数没有表现出昼夜变化,但是LY点Ca2+、DIC以及PCO2表现出明显的昼夜变化规律,即白天下降夜间上升且与DO和pH表现出明显的负相关关系。相对于CK点,在白天水生光合生物光合作用导致LY点DIC下降的同时δ~(13) CDIC上升,而在夜间呼吸作用导致LY点DIC上升的同时δ~(13) CDIC下降且部分时间段要低于CK点δ~(13) CDIC值。溪流中的NH4+在监测期间基本上都在下降而NO_3~-离子在夜间和上午时间段都在上升,δ~(15) N-NO_3~-却表现出下降的趋势,且比较接近δ~(15) N-NO_3~-初始值,而NO_3~-离子在下午时间段出现下降的趋势。结果表明溪流中DIC昼夜变化主要受到水生植物的光合作用和呼吸作用控制,且通过质量平衡方程计算得知溪流中由于光合作用吸收无机碳而转为有机碳的量为0.94kgC/d,这部分有机碳可以形成相对长期稳定的自然C汇。溪流在夜间和上午时间段发生了N的硝化作用,增长量为2.08kgN/d,但在下午时间段(12:00~18:00)发生了N的同化作用,损失量为0.42kgN/d。溪流输出的NO_3~--N的量为1.66kgN/d,表明在富碳、富钙的岩溶溪流中,有利于水生光合生物的生长,促进N的同化作用的发生,从而减少溪流输出NO_3~--N的量,说明岩溶区溪流N的生物地球化学过程可能在昼夜尺度上改变水质。     

太湖地区HJ-1卫星CCD数据反演气溶胶及大气校正

针对HJ-1卫星CCD数据,利用改进的暗像元法反演气溶胶光学厚度(AOD),再利用反演的AOD对其进行大气校正。将反演的气溶胶与地基太阳光度计数据进行对比验证,发现当反演的AOD值大于0.2时,反演值与地基观测值的相关系数为0.964,符合MODIS业务化反演AOD的精度要求。再将反演得到的气溶胶带入6S辐射传输模型中,对HJ-1卫星CCD数据进行大气校正实验。结果表明,该方法能有效提高HJ-1卫星CCD数据大气校正的精度,更好地复原地物的真实光谱信息。     

滇黔北坳陷寒武系碳酸盐岩古海洋环境特征及地质意义

为厘定滇黔北坳陷寒武系碳酸盐岩古海洋环境,揭示成岩流体与岩溶作用的潜在联系,并预测有利储层发育层段,基于镇雄羊场碳酸盐岩剖面实测及系统取样基础上,采用微量元素、碳氧锶同位素及铸体薄片等分析手段,地球化学与岩石学方法相结合,探讨碳酸盐岩古海洋环境及地质意义。研究结果表明:滇黔北坳陷寒武系清虚洞组-娄山关组整体为海相环境,古海洋温度处于12.82℃~32.84℃之间,主体为温暖或炎热的亚热带气候。海平面具有主体震荡下降的趋势,存在8期海平面变化旋回,发育对应的岩相组合,其同位素演化曲线可作为地层划分依据。微量元素、同位素地球化学及岩石学特征证实娄山关组岩溶作用相对发育,成岩流体混入强氧化性低温大气水,有利储层纵向上主要分布在海平面下降旋回的高部位。     

早白垩世泥炭地净初级生产力及其控制因素--来自二连盆地吉尔嘎郎图凹陷6号煤的证据

现代泥炭地中蕴藏着巨量的碳,泥炭地生产力的高低会影响全球碳循环及全球气候变化。前人对全新世以来泥炭地生产力做了大量研究,但对前第四纪的“深时”阶段的泥炭地生产力则极少涉及,其主要原因是缺少精确的定年方法。以二连盆地吉尔嘎郎图凹陷早白垩世6号煤为例,利用地球物理测井信号进行频谱分析并获得煤层中米兰科维奇旋回周期参数（123 ka（偏心率）:38.1 ka（斜率）:22.1 ka（岁差））,将米兰科维奇旋回作为“深时”地层时间的“度量”工具,计算出6号煤层碳的聚集速率为35.1~38.9 g C/（m2·a）,进一步推算出其所代表的泥炭地的碳聚集速率为46.2~51.2 g C/（m2·a）,净初级生产力（NPP）为231~256 g C/（m2·a）。将该计算结果与全新世同一纬度带泥炭地生产力水平比较,并结合前人研究成果综合分析影响因素,得出早白垩世泥炭地生产力水平主要受温度和大气中二氧化碳含量控制,而这两种因素又与气候相关联,则泥炭地生产力的研究可能对进一步了解古气候提供帮助。     

基于成因机理的地层有机质孔隙度的计算——以冀中束鹿凹陷泥灰岩非常规储层为例

近年来有机质孔隙在泥页岩及泥灰岩致密储层中被发现,成为非常规油气藏中一种重要的储集空间类型。有机质孔隙度的计算是非常规油气评价及勘探中极其重要且急需解决的问题。以冀中坳陷束鹿凹陷泥灰岩为例,从成因角度出发,提供了计算有机质孔隙度的方法。束鹿凹陷泥灰岩为自生自储型非常规油气藏,发育有机质孔隙。有机质孔隙主要为有机质在热演化过程中,由未成熟固体干酪根向低密度烃类流体转化所产生。根据束鹿泥灰岩现今有机地化特征(Ⅰ型及Ⅱ型干酪根、TOC平均1.66%、氢指数(HI)平均451 mg/g、T_(max)平均444℃),推算出其初始氢指数(HIo)平均561 mg/g、初始有机碳TOCo平均1.9%、可转换碳占48%、转化率为31%。最终利用质量平衡方程求得该区有机质在此演化过程中产生的有机质孔隙度为0.68%。     

塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶纪地层划分对比及意义

以碳同位素值的波动变化与沉积环境、海平面升降及地层界面突变等地质事件相对应为理论依据,开展碳同位素地层研究,建立了各组值域划分标准,解决碳酸盐岩地层缺乏标准生物化石情况下,地层归属难确定的问题。指出奥陶系自下而上碳同位素曲线呈现稳定-上升-正漂移的过程。其中,下统蓬莱坝组—鹰山组δ~(13)C值范围为(-4.2~-0.2)×10~(-3),始终为负值;中统一间房组δ~(13)C值范围为(-0.4~0.6)×10~(-3),以分布在零值附近为特征;上统恰尔巴克组—良里塔格组δ~(13)C值范围(0.7~3.1)×10~(-3),均为正值。在此基础上,开展了巴楚典型露头剖面与麦盖提斜坡井下奥陶系碳同位素地层与岩石地层对比研究,提出麦盖提斜坡中部及东部断洼区发育上奥陶统,除东部断裂带外,普遍残存下奥陶统顶部泥晶灰岩段。     

黄河三角洲滨海湿地演化过程中的碳埋藏效率及其控制因素

2007年在黄河三角洲布设了一口浅钻ZK4,孔深28.3 m,对获取的岩心样品进行了详细的沉积学观测及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。通过ZK4孔的地层分析,将其划分为7种沉积环境,揭示了滨海湿地地质演化过程。并利用AMS14C测年方法,结合黄河改道的历史记录,运用历史地理学和沉积地质学综合分析的方法对黄河三角洲沉积环境进行了年代划分,并计算了黄河三角洲不同沉积环境沉积物的沉积速率和碳的加积速率。结果表明:总碳和有机碳与除硫和磷元素以外的各营养成分都呈良好的线性相关;碳、氮、磷的加积速率与沉积物的沉积速率呈极显著正相关关系(R0.89,p0.01),沉积物的沉积速率是碳、氮、磷的加积速率的主控因素;虽然现代黄河三角洲沉积物有机碳浓度较低(1%),但由于沉积物的高沉积速率,现代黄河三角洲沉积物有机碳的平均加积速率达到2878.23 g/(m2·a),远高于世界其他高有机碳浓度的湿地,因此是很好的碳汇地质体。     

湖南湘潭锰矿的地球化学特征及成矿机制

湘潭锰矿床的锰矿层赋存于新元古代南华系(成冰系)大塘坡组底部含锰黑色页岩中,含锰矿物主要为菱锰矿。湘潭锰矿的Fe/Mn值低,Th/U、V/(V+Ni)和V/Cr值等地球化学指标显示其发育在氧化-次氧化的沉积环境中,暗示菱锰矿并不是由Mn~(2+)和CO_3~(2-)直接沉淀形成的。湘潭锰矿稀土元素含量高,稀土元素配分模式存在轻微的中稀土元素富集,具有明显的Ce正异常,这些特征指示湘潭锰矿含锰矿物是以锰氧化物或氢氧化物的形式沉淀的。同时,锰矿的碳同位素富集碳的轻同位素,说明有机物参与了菱锰矿的形成过程。综合分析表明,湘潭锰矿成矿过程可以分为沉淀和转化两个阶段:在氧化性的水体中,Mn以氧化物或氢氧化物的形式沉淀;在缺氧且富含有机物质的成岩环境中,Mn氧化物或氢氧化物被有机物还原而转化生成菱锰矿。这与华南地区其他几个典型的大塘坡式锰矿的成矿机制一致。     

黔东南新元古代下江群甲路组大理岩的碳氧同位素组成及其意义

黔东南地区发育的新元古代下江群,与湖南中西部的板溪群,广西北部的丹洲群属于同期地层。本文根据下江群甲路组中所夹大理岩的地质特征及其碳氧同位素组成,认为其有可能与华北青白口系景儿峪组中上部对比。运用氧同位素地质温度计原理计算出该大理岩的变质温度在630℃左右,这个温度高于前人普遍认为下江群属于浅变质绿片岩相的温度,笔者认为这可能是甲路组层位较老,经历了较多变质作用的结果。下江群以大量的碎屑岩为主,仅局部层位,如甲路组中出现一些透镜状碳酸盐岩沉积,代表强烈的裂谷作用下出现短暂的相对稳定、浅海环境,并沉积碳酸盐岩。     

胶州湾表层海水碳酸盐体系的季节变化

根据2007年8月(夏季),11月(秋季),2008年1月(冬季)和2010年4月(春季)在胶州湾海域测得的p H、溶解无机碳(DIC)、总碱度(Alk),以及通过以上参数计算得到的二氧化碳分压(p CO2)的数据,结合现场的化学、水文、生物等参数,探讨和分析了该海域的二氧化碳各参数的分布特征、季节变化和影响因素。结果表明:胶州湾p H、DIC、Alk和p CO2的年变化范围分别为:7.77—8.30,1949.2—2201.8μmol/kg,2033.9—2382.5μmol/kg和89.9—745.3μatm,均呈现明显的时空变化。温度是影响胶州湾碳酸盐体系的主要影响因素之一,同时陆地径流和降水会降低海水碳酸盐体系中各参数的含量,但是人类活动和生物活动也会在一定程度上增加DIC、Alk和p CO2的含量。