中国西沙海域永兴岛—七连屿海域鱼体内有机污染物含量特征与来源解析及风险评价

环境中的有机污染物对生态系统和人类健康产生严重威胁。有机污染物在全球海域鱼体内普遍检出,且长期食用会对人类造成一定的健康风险。为研究中国西沙海域鱼体内有机污染物污染情况、来源及生态风险,本文利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析测定了永兴岛和七连屿鱼体内有机氯农药(OCPs)、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量,采集了包括蜂巢石斑鱼、红裸颊鲷、黑身蓝子鱼在内的17种鱼类共50条。结果表明：鱼体内OCPs、PAHs和PCBs的总含量均值范围分别为2.23～91.57ng/g ww、2.11～31.70ng/g ww和1.55～54.04ng/g ww,平均值分别为32.50ng/g ww、17.29ng/g ww和18.79ng/g ww,中位数分别为16.92ng/g ww、13.34ng/g ww和7.61ng/g ww。双对氯苯基三氯乙烷(DDTs)类农药在美欧沿海鱼体内的含量分别为0.65～107.6ng/g ww和763～5357ng/g lw,中国浙江沿海水域鱼体内PAHs含量为10.4～140ng/g ww,地中海、意大利沿海和美国查尔斯顿港口采集的鱼体内PCBs含量分别为1234～12327ng/g lw、56.8～4791ng/g lw和5.02～232.20ng/g ww,研究区DDTs和PAHs含量水平处于全球海域的低端,推测由于研究区远离污染源。利用DDTs/[双对氯苯基二氯乙烯(DDE)+双对氯苯基二氯乙烷(DDD)]比值来判断DDTs的来源,研究区50%鱼体内DDTs/(DDE+DDD)＞1,表明中国西沙海域有部分新近输入的DDTs,研究区沉积物来源为陆源,推测中国西沙海域DDTs为陆源DDTs和永兴岛农业活动的综合作用。利用蒽(ANT)/[ANT+菲(PHE)]比值＞0.1或该比值＜0.1来判断PAHs的来源是燃烧源还是石油源,研究区88%鱼体内ANT/(ANT+PHE)＞0.1,表明PAHs来源于化石燃料燃烧。风险评价结果显示,鱼体内OCPs和PCBs生态风险低。     

Sedimentary Environments of Cambrian–Ordovician Source Rocks and Ultra-deep Petroleum Accumulation in the Tarim Basin

The Tarim Basin is the only petroliferous basin enriched with marine oil and gas in China. It is presently also the deepest basin for petroleum exploration and development in the world. There are two main sets of marine Source Rocks (SRs) in the Tarim Basin, namely the high over-mature Cambrian–Lower Ordovician (∈–O1) and the moderately mature Middle–Upper Ordovician (O2–3). The characteristic biomarkers of SRs and oils indicate that the main origin of the marine petroleum is a mixed source of ∈–O1 and O2–3 SRs. With increasing burial, the hydrocarbon contribution of the ∈–O1 SRs gradually increases. Accompanied by the superposition of multi-stage hydrocarbon-generation of the SRs and various secondary alteration processes, the emergence and abnormal enrichment of terpenoids, thiophene and trimethylaryl isoprenoid in deep reservoirs indicate a complex genesis of various deep oils and gases. Through the analysis of the biofacies and sedimentary environments of the ∈–O1 and O2–3 SRs, it is shown that the lower Paleozoic high-quality SRs in the Tarim Basin were mainly deposited in a passive continental margin and the gentle slope of the platform, deep-water shelf and slope facies, which has exhibited a good response to the local tectonic-sedimentary environment. The slope of the paleo-uplift is the mutual area for the development of carbonate reservoirs and the deposition of marine SRs, which would be favorable for the accumulation of petroleum. Due to the characteristics of low ground temperature, the latest rapid and deep burial does not cause massive oil-cracking in the paleo-uplift and slope area. Therefore, it is speculated that the marine reservoirs in the slope of the Tabei Uplift are likely to be a favorable area for deep petroleum exploration, while the oil-cracking gas would be a potential reserve around the west margin of the Manjiaer Depression. Hydrocarbons were generated from various unit SRs, mainly migrating along the lateral unconformities or reservoirs and the vertical faults. They eventually brought up three major types of exploration fields: middle and lower Cambrian salt-related assemblages, dolomite inner reservoirs and Middle and Lower Ordovician oil-bearing karst, which would become the most favorable target of marine ultra-deep exploration in the Tarim Basin.     

海洋固氮蓝藻Calothrix sp.与Lyngbya sp.固氮生理的研究

研究盐度、昼夜变化、温度及阿特拉津(光合系统Ⅱ抑制剂)对2种海洋固氮蓝藻Calothrixsp.strain(代号为MCT1)和Lyngbyasp.strain(代号为MCT6)固氮活性的影响。结果表明,MCT1在盐度10—48范围内具有相对较高的固氮活性,在盐度为30时固氮活性最高,达到0.687 2μmolC2H2.(g.h)-1;而MCT6随盐度改变固氮活性变化幅度较大,盐度为24时具有最高固氮活性,其活性为0.876 8μmolC2H2.(g.h)-1。MCT1和MCT6固氮活性的昼夜变化明显不同,具有异型胞的海洋固氮蓝藻MCT1白天的固氮活性明显高于夜晚;而无异型胞的MCT6最高固氮活性发生在晚上,白天固氮活性较低。一定浓度的阿特拉津通过抑制光合作用阻断能量和还原剂的提供,使藻体在较短时间内丧失固氮能力。加入阿特拉津后2种藻体的固氮活性与对照组相比有明显的变化,实验第3天开始MCT1的所有经阿特拉津处理的样品固氮活性丧失;MCT6经(50—1 000)×10-6阿特拉津处理的样品从实验第3天开始固氮活性完全消失。     

海相砂页岩型铜矿成矿模式与地质对比——以中国云南东川铜矿和阿富汗安纳克铜矿为例

从海相砂页岩型铜矿时空分布、经济特征、成矿地质背景与沉积环境入手,对中国云南东川-易门铜矿带和阿富汗安纳克铜矿床(带)等进行典型矿床分析与地质特征对比,从成矿物质来源、成矿机制(流体的性质、作用和动力学,金属元素迁移、富集、沉淀和就位机制)等方面对海相砂页岩型铜矿床成因进行探讨,系统分析各种“沉积-成岩-改造”成矿模式、成矿作用与过程,对阿富汗安纳克、云南东川落雪式铜矿床等沉积岩容矿的层状铜矿床成因模型进行总结;在此基础上,进一步深入阐述了海相砂页岩型铜矿成矿与超级古大陆事件的耦合性及衍生成矿作用。通过分析,对中国东川-易门铜矿带,以及与阿富汗安纳克铜矿床毗邻的新疆西昆仑成矿省的海相砂页岩型铜矿找矿前景进行评价和预测。     

海洋地球物理学和海洋地质学的发展

回顾了20世纪60年代板块学说的诞生,以及海洋地球物理学及海洋地球物理学家对这场地球科学革命所做出的巨大贡献。二次世界大战中,海洋技术飞速进步;战后,西方国家的海洋地球物理学家利用这些技术在海上开展了广泛的地球物理调查,积累了大量资料,有了许多重要发现。大洋地震带原来是一条裂谷带;大洋地磁场存在以中脊为中心,向两边正负相间的对称异常条带;大洋底沉积很薄,且从中脊向两边逐步加厚;大洋地壳仅厚数千米,而大陆地壳厚达30千米以上;大洋中脊处热流值很高,向两边逐步减小;地球的地震波速度从地表到约深80 km逐步增大,从80 km深度处速度开始减小,说明地球表层存在岩石圈,其下部存在软流圈;在海沟处,地震震中分布从海沟开始,向下沿约45°倾角到700 km深处,这可能是大洋岩石圈俯冲之处。由此地球科学家提出了板块构造假说,认为地幔深处的岩浆沿大洋中脊处向上运移,在海底处不断产生新洋壳;新洋壳(岩石圈)不断向两边运动,在海沟处向大陆岩石圈之下俯冲、消亡;当大洋岩石圈俯冲消亡之后,两边的大陆就发生碰撞,形成造山带,因此,地球上最老的大陆年龄达38亿年,而大洋岩石圈最老年龄只有1.8亿年。板块构造学说坚持活动论,是大陆漂移假说的发展之结果,更是地球科学深刻革命的开始。当它上陆之后,地球科学就掀起了革命的风暴。     

中扬子区寒武纪层序地层研究

笔者建立了中扬子区寒武系层序地层格架,研究了中扬子区层序界面和体系域特点,分析了中扬子区层序样式的基本类型及其特征。共划分出2个二级层序、14个三级层序。寒武系下统划分了1个二级层序(SS3)、6个三级层序(SQ1-SQ6),平均延时约5.0Ma;体系域颜色普遍较深,泥质含量较高,是一套良好的烃源岩。寒武系中上统划分出1个二级层序(SS4)、8个三级层序(SQ7-SQ14),平均延时约2.9Ma;体系域颜色普遍较浅,云质含量较高,是一套良好的储集层。总体上H型样式为主,T型样式和TH型样式数量相当,反映寒武纪水体中等。二级层序体系域和三级层序体系域都表现出明显的南北向差异性。     

海洋生境的甲烷好氧氧化作用对氧浓度的响应特征

海洋生境来源的甲烷好氧氧化菌及其产生的甲烷氧化作用是否具有独特性,对氧浓度这一环境因子如何响应,目前尚不清楚。本文采用海底新鲜沉积物作为菌种来源,借助微生物培养技术,实验研究了不同氧浓度条件（0%、1%、10%和50%）下的甲烷好氧氧化过程。结果表明,完全无氧条件（0%）不能发生甲烷好氧氧化作用,实验体系的甲烷氧化速率及甲烷氧化菌总丰度随氧浓度升高而降低,当氧浓度由1%升高至50%时,甲烷氧化速率减弱了约15倍,甲烷氧化菌总丰度降低了两个数量级。甲烷氧化菌优势菌属为I型氧化菌Methylobacter属,由Methylobacter leteus和Methylobacter whittenburyi组成,氧浓度增加时Methylobacter leteus的占比随之降低,Methylobacter whittenburyi则相反。本实验中甲烷好氧氧化菌及其氧化作用的最适氧浓度条件为1%,这与采样位置的原始生存环境最为接近。在海底低氧条件叠加低温、高压等特殊生境的长期驯化下,甲烷氧化菌的最适氧浓度条件将逐渐趋于其原始生存环境。     

莱州湾沉积有机碳储量及海洋健康评估

海洋沉积碳储量在全球碳循环中发挥着重要作用,而海湾作为海洋的重要组成部分,近几十年来由于受人类活动影响有机碳循环发生了明显变化,对碳储备能力的响应同样不可忽视,但却鲜有报道。研究区域位于莱州湾(37°~38°N,118.9°~120.3°E),是渤海三大海湾之一。利用39个表层沉积物和其6根沉积箱式柱状样(站位为6154、6174、6184、6194、7211和7214,柱长在17~39cm之间)对海湾有机碳储量进行评估。同时,通过计算海洋健康指数(OHI)十个目标之一的碳储(carbon storage)来评估海洋健康状况。结果表明,莱州湾表层沉积物1cm的有机碳储量平均为0.3t/ha,在研究区域的中部、东部和北部偏高,莱州湾东南部、区域西北部以及黄河口处有机碳储量偏低。莱州湾0~20cm有机碳储量为20.6t/ha,低于我国表层土壤0~20cm有机碳储量29.7t/ha以及浙江、云南、海南和重庆等省市。莱州湾碳储(carbon storage)得分为37,远低于中国平均值51以及世界平均水平75。

     

红原泥炭6000a以来元素异常及其可能反映甘青地区人类活动信息的初步研究

通过对红原泥炭沉积剖面Pb,Zn,Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Ti,V,Al等10种元素和灰分的测试,发现多数元素在该剖面的变化与灰分变化较为一致,但Cu,Pb和Zn元素的变化在剖面300cm以上出现较大异常:这3种元素的变化与其他元素变化呈相反的规律,而且Pb和Zn两种元素的含量较之剖面下部出现数量级的增大。通过对比,发现元素含量的异常与位于剖面上风区的甘青地区新石器时代晚期-青铜时代文化在发生时间上较为吻合,认为这可能是人类活动环境效应的记录。用600~300cm段的元素变化作为背景值,用与Pb,Zn元素相关较好的4种元素分别计算出二者变化的自然背景值,从而分离出了人类活动强度信息与自然环境背景值,分离结果与著名的青海柳湾墓地出土人口规模对比较好。     

华北板块东南缘海相层系演化特征及油气远景

在大别造山带内发现的可燃天然气和发生燃烧的隧道具有明显的区域性,集中分布于磨子潭-晓天断裂以南的北大别杂岩带和信阳-舒城断裂附近的早石炭世变质石英片岩中,磨子潭-晓天断裂和信阳-舒城断裂是连通深部的气源通道断裂;推覆体之下的下寒武统凤台组和北淮阳型石炭系两套海相烃源岩是隧道可燃天然气的主力气源岩,其中下寒武统凤台组属大陆边缘沉积,其发育的海相泥质烃源岩具有高碳,高"Ro",高Tmax和低氯仿"A"的特点,已进入热演化的过成熟阶段;北淮阳型石炭系处于前陆盆地的沉积中心,地层序列齐全,其煤系源岩有机质丰度高,以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度很高,大量的油气已经生成,最重要的是研究其成烃过程与圈闭配套史的关系。大别造山带隧道可燃天然气的发现展示了合肥盆地区深部海相层系可能潜在良好的勘探前景。因此,进一步勘探重心应从"中新生代盆地系统"转移到"深部海相层系",以寻找"古生古储"或"古生新储"类型油气藏为主。