舟山海域陆源溶解有机质变化及其对近岸羽状流的响应

2007年夏季在东海舟山海域河口锋区开展了陆源溶解有机质的调查研究。测定了有色溶解有机质(CDOM)在激发波长370 nm/发射波长460 nm处的荧光强度和在λ=355 nm处的吸收系数,用于代表陆源CDOM浓度,并测定了荧光指数以指示CDOM来源。结果表明,CDOM的荧光值和紫外吸收系数之间呈显著正相关性,陆源CDOM浓度大体有向海方向降低的趋势,但是纵向上存在一些"突跃"现象。在舟山海域东北角不时观测到表层水体含有高浓度的CDOM,但变异性很大,推测可能该海区受到长江口羽状流的影响。在连续观测站发现陆源CDOM浓度在低平潮时往往比高平潮时要高。河海水在混合过程中CDOM浓度与盐度呈显著的线性负相关关系。在低盐度的悬沙锋区(S<24)CDOM浓度明显低于理论稀释值,而在较高盐度的羽状锋区,CDOM浓度接近于理论稀释值。在盐度为24~31范围内,大部分水样的荧光指数在1.50上下波动,表明其中CDOM来源以陆地来源为主;在较低盐度(S<24)的水样中荧光指数在1.70至1.90以上,表明CDOM以海洋来源为主,这与其陆源组分在高浊度的低盐度区存在显著的去除过程有关。研究表明,舟山海域水质存在着显著的变异性,与近岸羽状流密切相关,陆源溶解有机质的分布特征对此有较好的响应。     

中国煤层气产业现状与发展战略

鄂尔多斯盆地东缘煤层气、致密砂岩气资源丰富且含气层位较多,为探究煤系地层泥质烃源岩有机碳含量及其影响因素,指导该区煤系气资源高效开发,本文采集了石西地区石盒子组、山西组和太原组共计26块泥质岩样品,利用ICP-MS、SEM、XRF和同位素质谱仪开展有机碳含量、干酪根碳同位素、主微量元素和黏土矿物组成等分析测试工作。基于实验结果,对石炭—二叠系沉积环境(包括氧化还原条件、古气候及陆源碎屑)进行了分析,并进一步探究其对有机质富集的控制作用。结果表明,研究区山西组和太原组泥岩样品有机碳含量介于0.31%～5.97%(均值2.87%),而石盒子组为0.09%～2.75%(均值0.72%)。太原组至石盒子组样品Sr/Cu和Mg/Ca值偏低,Fe/Mn值较高,指示该沉积时期整体属于温暖潮湿气候,氧化还原敏感元素(RSEs)指标V/(V+Ni)和Ce/La均值分别为0.75、1.93,呈现缺氧环境特征。TOC值与Sr/Cu、Fe/Mn等气候指标相关性很弱,当TOC值小于1,与氧化还原敏感元素(RSEs)无明显相关性;当TOC值大于1,TOC和Al、RSEs元素之间分别存在显著正相关性。上述表明太原组和山西组有机质富集主要受水体氧化还原条件和陆源碎屑控制,石盒子组沉积时期受鄂尔多斯盆地东缘晚古生代海退趋势影响,由浅海陆棚相过渡为海陆过渡相,处于动水、高能环境,有机质不易富集保存。

     

南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异

利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ~(13)C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析。研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97—517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m~2/g,最大值是S23站位的24.46m~2/g,最小值是S29站位的1.73m~2/g,OC%含量在0.15—1.18之间,δ~(13)C值为–23.05‰—–21.24‰。沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC_(14)—nC_(33),低碳数峰群以nC_(16)、nC_(18)为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC_(29)为主峰碳。脂肪酸的碳数分布范围是nC_(14)—nC_(30),低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主。在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ~(13)C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程。不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别。海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越"新鲜"。结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述"异常"可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致。     

四川赤普铅、锌矿床生物标志化合物特征研究

赤普铅、锌矿床的矿体中发育大量沥青,铅、锌矿化形成与沥青密切相关。应用族组分分离和定量及饱和烃色—质分析等方法对铅、锌矿中的沥青族组分和生物标志物进行了研究,并对其地质意义进行了探讨。通过研究取得如下认识:（1）铅、锌矿床内有机质主要来自碳酸盐岩,其次来自页岩,没有陆源有机质的加入;这种混合来源特征受到不同来源成矿流体作用的影响。（2）矿区内有机质反映了热液流体经历了还原、高盐度的物理化学过程。（3）矿区内有机质成熟度高,主要为炭质沥青,反映有机质的演化程度较高;矿体内有机质与围岩内有机质成熟度类似,反映它们经历了类似的地质作用过程。（4）有机质还原碳酸盐岩中的硫酸盐岩,产生还原硫,为铅、锌等硫化物的沉淀创造条件。（5）成矿流体中烃类含量比较高,推断已经演化到高成熟阶段的有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用;有机质在与含矿流体混合过程中扮演着还原剂的角色。     

基于元素Mn、Co、Cd、Mo的海相沉积岩有机质 富集因素判别指标在四川盆地北缘的应用

基于金属元素Mn、Co、Cd、Mo的海洋富有机质沉积岩沉积环境和有机质富集主控因素判别指标Al—Co·Mn和Co·Mn—Cd/Mo,能够有效地区分促进有机碳埋藏的两种海洋端元沉积环境:大陆边缘开放/上升洋流环境和滞留的边缘海盆环境。利用这种方法研究了四川盆地北缘城口县月亮坪剖面五峰组和龙马溪组页岩沉积时期的水体环境和有机质富集的主控因素。研究表明五峰组Mn、Co富集程度低,Mo富集程度自下而上明显增大;龙马溪组Mn整体亏损,Co富集程度低,Mo富集程度自下而上明显减小。Al—Co·Mn方法的使用发现滞留环境主要出现在五峰组早期和龙马溪组晚期,以及观音桥段附近,而五峰组中晚期和龙马溪组早—中期水体主要处于开放/上升洋流区。剖面[w(Co)/(μg/g)]·[w(Mn)/(%)]值均小于平均页岩值1.615;五峰组Cd/Mo值整体大于正常海水值0.006,全部小于平均页岩值0.308,龙马溪组整体小于正常海水值。Co·Mn—Cd/Mo联合图版的使用发现月亮坪剖面五峰组和龙马溪组有机质富集主要受到保存条件控制,与使用U/Th、V/Cr、P/Ti、Ba/Al与TOC相关性分析得出的结论一致。基于金属元素Mn、Co、Cd、Mo的判别指标对于判断古生代大陆边缘地区富有机质页岩沉积环境及有机质富集主控因素有较好的效果。     

针铁矿对湖泊草、藻来源可溶有机质的非均质吸附

为探究富营养化湖泊中自生源可溶有机质(DOM)在泥水界面的吸附行为,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放的DOM为代表,考察针铁矿对草、藻源DOM中不同组分的吸附特征.三维荧光平行因子分析表明类富里酸组分C1和类胡敏酸组分C4的含量很低,而类蛋白物质(类酪氨酸组分C2和类色氨酸组分C3)分别占草、藻源DOM荧光组成的70%和93%. 2种DOM均可被针铁矿吸附,吸附过程符合伪一级动力学.通过等温线拟合发现针铁矿吸附藻源DOM的非线性更强,饱和吸附量(23.77 mg/g)高于草源DOM(19.10 mg/g).特别地,类蛋白组分呈现非线性吸附,而类腐殖物质的吸附近似线性,且针铁矿对于DOM各荧光组分的吸附量顺序为:C3>C2> C4> C1,此非均质吸附特征与DOM组分的初始含量、分子大小、芳香性及有效吸附位点有关.红外光谱证实氨基、羧基和羟基是吸附过程中的重要官能团.因此,草、藻源DOM显著改变了针铁矿表面的有机物质组成,影响湖泊沉积物的生物地球化学行为.     

晚新生代以来青藏高原中部化学风化与环境演化的地球化学记录

青藏高原中部发育有一系列独立的内流断陷湖盆,其中位于南亚季风区边缘的错鄂湖盆发育了巨厚的湖泊沉积,是研究高原内部地质环境变迁与构造-气候旋回的理想场所。本文对青藏高原中部错鄂孔197m沉积岩心Sr、Rb、Zr含量及其比值以及沉积物有机质δ^13C、TOC含量进行了分析,同时结合岩性、粒度、粘土矿物组成,初步建立了青藏高原中部2．8Ma来岩石化学风化的相对强度和古环境演化过程。结果表明,2．8Ma来青藏高原中部经历了三次剧烈的环境演化过程：在约2．8～2．5Ma期间,低Sr含量,高Rb／Sr和Zr／Rb值记录了较弱的化学风化过程,     

松辽盆地西斜坡中—晚二叠世古沉积环境演化及油气地质意义

大兴安岭南部—松辽盆地西斜坡晚二叠世古沉积环境一直以来备受争议,关于该地区中—晚二叠世古环境演化方面的研究也鲜见报道。本文采用元素地球化学和有机地球化学相结合的研究方法,对松辽盆地西斜坡蒙科地1井中—晚二叠世古沉积环境演化特征进行综合研究。结果表明,中二叠世为明显的海相沉积,沉积水体相对较深,期间可能存在多次干热—暖湿波动,其中中二叠世ZSI晚期—ZSII早期较为明显,水体性质体现为咸水—微咸水—半咸水,水体还原性—偏氧化性—还原性,气候干热—温湿—干热。晚二叠世早期为微咸水—半咸水海相沉积,至晚二叠世晚期转变为淡水—微咸水海陆过渡相沉积,期间存在两次明显的气候环境波动,与中二叠世哲斯组沉积中期气候环境变化相似,表现为水体变浅、咸度降低、还原性减弱,气候由干热转向温湿。晚二叠世以来气候逐渐向温暖湿热转变,水体逐渐变浅,可能与二叠纪—三叠纪之交气候变暖有关。至三叠纪、侏罗纪时期,区域处于构造抬升阶段,沉积环境由海陆过渡相环境转变为陆相沉积。结合TOC、古生产力指标分析得出,中二叠世ZSI晚期—ZSII2早期、晚二叠世LXI晚期、晚二叠世LXII中期、晚二叠世LXIII沉积期偏湿润的气候条件和低咸度、弱还原—偏氧化性的沉积水体环境,是形成厚度较大、富有机质烃源岩的有利的气候环境条件。     

基于傅里叶变换质谱的烃源岩成熟度评价方法及地质意义

<正>伴随非常规油气资源的勘探开发,油气资源开采的广度和深度进一步扩大,一定程度上缓解了我国油气供需矛盾、保障了我国能源安全,同时有力推动了能源结构战略转型。但同时也对能源地质研究工作提出了新的挑战。有机质成熟度是油气评价的重要参数之一,不同成熟阶段的有机质会对应产出不同成因、不同性质、不同质量的油气,如何准确评价沉积有机质成熟度是当前油气资源勘探开发工作的关键问题之一。前人在科研实践工作中从光学、化学、谱学等角度提出了适用条件各异的成熟度评价方法,在部分地质环境中获得了良好的应用效果,但已有的成熟度指标多受测定方法原理的制约导致其适用性不同程度受限(肖贤明等,2020),制约了油气资源的高质量勘探开发。     

湖泊沉积有机质的地球化学记录与古气候古环境重建

与深海沉积与冰芯记录相比,湖泊沉积主要反映区域气候变迁史,可以揭示百年、甚至十年尺度的古气候事件,是高分辨率古环境、古气候重建的理想场所.传统的地质地球化学方法主要侧重于宏观物理 /化学特性描述和孢粉学的研究,近 10年来,沉积有机质分子碳、氢同位素地球化学技术的渗入,使研究工作从传统的宏观、微观层次向分子级水平发展,对诸如古生产率估算、C3/C4植被演替史、古二氧化碳分压及古温度计算等深层次问题解决提供了强有力支持.本文评述了湖泊沉积有机质分子与碳、氢同位素地球化学记录及其在区域古环境、古气候研究中的应用前景.