塔里木盆地深层海相原油中硫代金刚烷系列化合物的鉴定

硫代金刚烷被认为是硫酸盐热化学还原反应（TSR）的标志物,在塔里木盆地原油中检出了大量硫代金刚烷.使用银离子柱层析法分离塔里木盆地海相原油中有机含硫化合物（organic sulfur compound, OSC）,进一步采用气相色谱质谱联用（GC-MS）技术,在OSC组分中检测出了完整的低聚硫代金刚烷和部分高聚硫代金刚烷及金刚烷硫醇系列共76个化合物.其中,大部分油样中C0-C2硫代单金刚烷（易挥发硫代金刚烷）占据总硫代金刚烷含量的50%左右,中深1C和中深5井油样比较特殊,易挥发硫代金刚烷仅占据20%左右的相对丰度.同时,中深1C和中深5井油样中硫代单金刚烷：硫代双金刚烷：硫代三金刚烷含量比值大约为4∶4∶1,而其它样品中该比值为8∶1∶0.硫代金刚烷的丰度可定量反映TSR作用的强度,硫代单金刚烷的高比值与易挥发硫代金刚烷的高相对丰度指示油样发生过运移.这可有效应用于指示TSR作用强度以及TSR是否为原位反应,TSR作用的产物除了OSC组分还有大量H2S气体.而原油中该发现为预测硫化氢分布与判识硫化氢成因及深层油气勘探提供理论依据.     

流体烃的他地迁移、生物降解及生物成矿——以西班牙拉·弗罗里达铅锌矿床为例

原生有机质及沥青的有机地球化学研究结果表明矿区存在微弱的热异常，地层中原生有机质含量极低，沥青是成矿过程中由含矿热液从他地带来的迁移型流体烃。流体烃在迁移时发生轻烃组分的分馏。在成矿部位，含有硫酸盐、铅锌和流体烃的深源热液（温度６０一］００℃）与携带硫酸盐还原细菌的大气降水汇合，流体烃发生生物降解和水洗溶解并引起硫酸盐的生物还原，生成硫化氢，导致铅锌硫化物沉淀，形成矿床。     

红树林湿地沉积物硫酸盐-甲烷界面分布特征及其影响因素研究

利用孔隙水化学和稳定同位素化学等方法分析珠江口红树林湿地沉积层孔隙水硫酸根(SO_4~(2-))、游离甲烷气体(CH_4)、总溶解无机碳(DIC)以及δ13CDIC的垂直剖面分布特征.结果显示,孔隙水SO_4~(2-)浓度自表至底呈线性梯度减小,至硫酸盐-甲烷界面(SMI)附近,硫酸盐几乎全部消耗,而CH_4浓度急剧增大,KC1、KC3、KC4、K17和K10等5个站位SMI深度分别为20、50、70、80、50 cm,SMI深度由红树林湿地林间向光滩逐渐增大.同时,孔隙水DIC浓度在该深度明显升高,沉积物发生强烈的甲烷厌氧氧化(AOM)作用.在AOM过程中,由于12CH_4氧化速率较13CH_4快,故引起沉积物孔隙水δ13CDIC偏轻.沉积层中的有机质含量及其活性高低是制约沉积物SMI分布深浅的关键因素,高含量的活性有机质可加速孔隙水SO_4~(2-)再矿化过程的消耗,使得通过AOM作用的SO_4~(2-)消耗通量相应增大.在微生物作用下,部分活性有机质被大量消耗,致使进入沉积物SO_4~(2-)还原带的活性有机质数量相应减少,从而引起部分SO_4~(2-)转为与CH_4发生反应促进AOM作用.     

MODELING THE EFFECTS OF ANTHROPOGENIC SULFATE IN CLIMATE CHANGE BY USING A REGIONAL CLIMATE MODEL

1 INTRODUCTION Being an important composition of the atmosphere, aerosol attracts increasing attention from the scientific community in recent years, together with the radiative forcing it causes and effects it imposes on the climate system. The anthropogenic aerosol affects the climate both directly and indirectly. The climate is directly affected when solar shortwave radiation is scattered and absorbed in what is known as the 搖mbrella effect? which can be dated back to as early as mor…     

海泥中SRB对A3钢电偶效应的影响

在室内模拟条件下研究了在海泥中硫酸盐还原菌 (SRB)对A3钢电偶效应的影响。实验在两个大型塑料槽中进行。A3钢样尺寸为 2 0cm× 1 0cm× 0 .3cm ,海泥中SRB的含量用MPN三管计数法进行测定 ;电导率、pH、氧化还原电位、泥温和盐度等参数用SY - 5型电导 -pH/mV -温度计进行测量 ;用失重法测量腐蚀速度 ;用零电阻表测量电偶电流。试验共进行 2 61d。SRB含量随时间的变化基本保持恒定。在电偶条件下A3钢在灭菌泥和有菌泥中的腐蚀速度分别为0 0 0 77mm/a和 0 0 4 9mm/a,在非电偶条件下A3钢在灭菌泥和有菌泥中的腐蚀速度分别为 0 0 0 89mm/a和 0 0 4 4mm/a。A3钢在有菌泥和无菌泥中的样板之间的电偶电流随时间的变化幅度在2 5μA左右 ,且有方向逆转现象。试验结果表明 ,在有菌泥中A3钢的腐蚀速度是无菌泥中的 5 5倍 ,说明SRB在海泥腐蚀中有重要作用。埋在相邻的有菌海泥和无菌海泥的试样之间都发生了电偶腐蚀。处在有菌海泥中的钢样为电偶对的阳极 ,处在无菌海泥中的钢样为电偶对的阴极。在实验期间内电偶效应对试样的加速作用为 1 1 .4%。     

Na+,K+,Rb+,Cs+//SO2-4-H2O体系固液相平衡热力学模拟

锂云母、铯榴石等矿物的硫酸盐焙烧浸出,是从中提取锂铷铯钾等碱金属元素的重要步骤,所得硫酸盐浸出液可近似看作Li⁺,Na⁺,K⁺,Rb⁺,Cs+ // SO₄2--H₂O六元水盐体系;其在浓缩过程呈现复杂的成盐特征,增加了各碱金属元素分离提取的难度,研究其相关水盐体系相图和相平衡性质对理解浸出液中碱金属的分离具有重要的理论指导意义。本文采用Pitzer-Simonson-Clegg超额Gibbs自由能方程和具有内在热力学一致性的CALPHAD方法,构建了Na⁺,K⁺,Rb⁺,Cs⁺//SO₄2--H₂O五元体系的多温固液相平衡热力学模型。借助该模型:1)实现了对Na₂SO₄₊Rb₂SO₄₊H₂O、Na₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O和K₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O三元体系的多温溶解度等温线的准确描述,并进一步构建了这些体系在240.15~380.15 K温度范围内的多温相图;2)实现了对K₂SO₄+Rb₂SO₄₊H₂O和Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O体系中存在的固溶体相—水溶液平衡关系的准确描述,确认了(K,Rb)₂SO₄连续固溶体、以及(Rb,Cs)₂SO₄(α)和(Rb,Cs)₂SO₄(β)间断固溶体存在的合理性;3)预测了上述五元体系中所包含的全部4个四元子体系(Na₂SO₄₊ K₂SO₄₊ Rb₂SO₄+H₂O、Na₂SO₄ + K₂SO₄₊Cs₂SO₄₊ H₂O、Na₂SO₄₊ Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄ + H₂O和K₂SO₄₊Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄₊ H₂O)的相图,明确了四元相图中固溶体的类型及形成区域。然而,模型预测结果与现有四元体系实验数据间存在普遍的不一致性,尤其是固溶体形成区域,但模型预测结果从非实验角度给出了重要参考,对现有实验提出了挑战,未来对这些体系开展更为精细的实验研究非常必要。     

恩施剖面栖霞组下部贫氧-缺氧环境成因模式

我国华南地区二叠系栖霞组沉积了多套富有机碳的暗色岩系,是华南地区油气勘探的潜在烃源岩。其形成主要与水体的氧化还原以及古特提斯海洋洋流系统有关。然而,栖霞期水体的缺氧-贫氧的成因模式还需要更多的地质证据。本文选择湖北省恩施剖面栖霞组下部臭灰岩段钙质页岩及碳酸盐岩夹层为研究对象,开展稀土元素REE、微量元素Th/U比值以及碳酸盐矿物晶格内微量硫酸盐硫同位素组成分析。研究结果表明,栖霞组下部臭灰岩段的下部沉积水体主要为缺氧至贫氧条件,而臭灰岩段上部主要为贫氧至氧化条件。这些缺氧至贫氧沉积主要是由洋流的上涌造成。洋流的上涌将深水环境中缺氧、贫氧的底部水体涌至陆棚斜坡地带,造成斜坡浅水地带形成一个近似倒三角的缺氧-贫氧水体带,从而沉积了栖霞组暗色薄层石灰岩或钙质页岩。     

基于硫酸盐还原菌作用的油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水

探讨了固定床除Cr工艺以油菜秆为微生物生长的缓释碳源,含SRB的混合微生物和油菜秆对Cr（Ⅵ）的还原和固定的共同作用。动态实验分2阶段开展：初始2周的驯化阶段和梯度增加Cr（Ⅵ）浓度的除Cr实验阶段。除Cr实验中,间歇对固定床出水pH、氧化还原电位、SO42-及硫化物浓度、DOC、Cr（Ⅵ）浓度进行测试,实验结束后对固定床中固体产物进行SEM、EDS和XPS等分析。结果表明,油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水效果明显。当进水Cr（Ⅵ）浓度ρ[Cr（Ⅵ）]〈19.52 mg/L时,出水Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）浓度均低于排放标准（0.05 mg/L）;Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ）,Cr（Ⅲ）以氢氧化物的形式沉淀附着于油菜秆和其它固体物质之上。分析认为,油菜秆在固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水中所起的作用主要包括3方面（作为微生物生长的缓释碳源;吸附Cr（Ⅵ）,降低其对微生物的毒性;作为Cr（Ⅲ）矿化产物的沉淀附着界面）;Cr（Ⅵ）主要通过SRB的直接作用及H2S的作用被还原为Cr（Ⅲ）;以油菜秆为碳源的固定床处理Cr（Ⅵ）的浓度上限介于15.05～19.52mg/L之间。     

自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索

描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。     

北美洲东南近海布莱克海岭中气体水合物赋存沉积区域内自生碳酸盐矿物的分带特点

自生碳酸盐矿物的分布特点，是体现孔隙水地球化学特征的一个侧面。在布莱克海岭气体水合物赋存的沉积区域里(ODP994#、995#、997#)就利用这点来评价成岩作用。碳酸盐矿物的分布特点揭示了三个独特的成岩分带：(1)在上部20mbsf (bsf：below seafloor，海底以下深度)处的碳酸盐矿物主要是生物成因的，没有显示成岩作用的存在。这个区域的方解石FOC和8180值(PDB)反映了海相碳酸盐的特点，是与海水平衡的条件下沉淀形成的；(2)在20mbsf和100mbsf深度，方解石的FOC值明显呈现负数(低至-7．0‰)，自生白云石较普遍可见(2—40wt％)，δ^13C值在3．6‰～13．7‰之间；(3)在，100mbsf以下，白云石从含量丰富减低至微量分布，而分散状的菱铁矿成为主要出现的矿物。菱铁矿的δ^1C和δ^18O值分别在5．0‰～10．9‰、2．9‰～7．6‰之间变化。把溶解无机碳(DIC)的δ^1C剖面分布特点和孔隙水的浓集梯度趋势与自生碳酸盐矿物的δ^13C和δ^18O值对比，我们发现，自生碳酸盐矿物在一个独特的深度区域里形成，呈带状分布。在20mbsf深度及以下，无机碳的δ^13C DIC出现最小负值(≤-38‰)、方解石白云石出现δ^13C负值，这种现象的出现是伴随着孔隙水碱度的增加、硫酸盐的亏损和孔隙间Ca^ 2 、Mg^ 2 离子的减少一起发生的，这表明自生方解石和自生白云石的形成是在硫酸盐还原带的底部开始(21mbsf左右)而在100mbsf附近深处大量出现。菱铁矿的形成很显然是在120～450mbsf之间发生，这个区间在气体水合物赋存的沉积物区域内和上部(赋存区域200—450mbsf)。菱铁矿的δ^13C和δ^18O值从它们出现的薄层一直到沉积物底部都几乎一致。然而，现在孔隙水中的δ^13C DIC仅仅与120～450mbsf间的菱铁矿的δ^13C值相似。此外，从菱铁矿中计算出来的与之平衡的δ^18O值与120～450mbsf区段处菱铁矿的δ^18O测量值很好地匹配起来。该区段以高碱度(40-120mm)、低Ca^ 2 、Mg^ 2 浓集度为特征，这符合菱铁矿的形成条件。