Comparative studies on carbon origin of dawsonite between Hailaer Basin in China and Bowen-Gunnedah-Sydney basin system in Australia

Dawsonite, NaAlCO3(OH)2, is widespread as a cement, replacement and cavity filling in Hailaer Basin in China and Bowen-Gunnedah-Sydney (BGS) basin system in Australia. The origin of dawsonite is emphatically contrasted and analyzed through stable isotopic composition. Dawsonite δ13C values ranging from -4.0×10-3 to 4.1×10-3 are remarkably consistent through the BGS basin system. The calculated δ13C values of CO2 gas in isotopic equilibrium with dawsonite range from -11.3×10-3 to -4.6×10-3. These values indicate carbon of dawsonite came from inorganic CO2 gas accompanied by magmatic activity. In Hailaer Basin, the Dawsonite δ13C values ranging from -4.64×10-3 to 2.12×10-3 are also consistent. The calculated δ13C values of CO2 gas in isotopic equilibrium with dawsonite range from -11.82×10-3 to -5.11×10-3. According to the coincidence of dawsonite-bearing well and CO2 gas well with mantle source,lying along deep fracture within or adjacent to Yanshanian granite,it is concluded that CO2 gas forming dawsonite is derived from mantle related to magmatic process during the Yanshanian. A little biologic origin carbon owing to petroleum charging intervened when dawsonite formed.     

基于SLM模型的中国碳排放格网化空间分布模拟

以美国橡树岭国家实验室二氧化碳信息分析中心的中国碳排放数据、统计年鉴中的分省化石能源消费与水泥产量数据为基础,选取NDVI植被指数、DMSP/OLS夜间灯光数据、GDP、工业总产值、人口5个指标,对中国2000年及2010年的分省碳排放结果采用5km×5km格网,运用空间滞后回归模型(SLM)进行空间分布模拟,并对空间模拟结果进行误差分析及纠正,获得2000年及2010年地均碳排放强度空间分布图。结果表明,中国地均碳排放强度存在以下特征:区域差异分布特征明显,主要表现为从东部地区向中西部地区逐渐变小;存在几个明显高值热点及低值冷点区域;随着时间的推移,地域差异特征越发明显,冷点和热点区域分布特征更加显著;2010年各地区地均碳排放强度明显大于2000年。     

煤层处置CO2的二元气-固耦合数值模拟

利用不可开采煤层处置二氧化碳可以有效控制温室气体的排放量并可驱动和增加煤层气资源的开采量。二氧化碳注入煤层处置后引入一个复杂的CH4-CO2二元气体与煤体的气固耦合问题,耦合了二元气体竞争吸附、竞争扩散,气体渗流以及煤体变形过程。基于COMSOL Multiphysics建立了二元气固耦合的有限元数值模型,并应用数值模拟实验对二元气固耦合进行了机理分析。模拟结果表明,CO2注入煤层后不断驱替CH4,CH4组分明显减少;气体吸附引起的煤层膨胀量可以抵消部分有效应力引起的压缩变形,由于CH4-CO2二元气体较单一CH4引起的煤层吸附膨胀量大,二氧化碳注入煤层后可以缓解煤层的压缩变形;不同孔隙压力条件下,吸附膨胀与孔隙压力两者竞争作用引起的煤层净变形不同,而净变形也控制着煤层孔隙压力和渗流率的变化,煤层渗透整体呈现先降后升,模拟进行到4.66×107 s时煤层渗透率发生反弹。     

海洋雾状层的成因及其对海洋碳循环过程的影响

海洋雾状层既是陆源物质进入海底的输送通道,又是海洋水体中沉降颗粒及底部再悬浮颗粒物的停留场所。雾状层物质来源主要有陆源、生源以及海底表层沉积物的再悬浮,不同海区、不同层位的雾状层的物质来源有所差异;雾状层的成因具有复杂性,既有物理作用,又有生物及化学作用,大量研究表明,海底洋流、内波(潮)等物理作用是雾状层形成的主要控制因素。雾状层中碳的存在形态主要有颗粒有机碳(POC)、溶解有机碳(DOC)、胶体有机碳(COC)以及无机碳,雾状层与其上下海水之间、雾状层与海底表层沉积物之间不同形态碳在生物-化学-物理动力系统作用下不断发生物质交换与迁移,对海洋碳循环生物地球化学过程起重要的控制作用,是整个海洋碳循环的一个不可忽视的环节。     

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。     

卡林型金矿石中金的赋存状态分析新方法

卡林型金矿富含有机质,金主要呈显微一超显微分散状态存在,利用工艺矿物学参数自动检测分析仪(MLA)及传统化学方法只能大致判断矿石中金的赋存趋势,无法对其赋存状态准确定量.本文利用MLA仪器系统分析贵州回龙卡林型金矿,测得矿石中金主要以显微-超显微状态包裹于黄铁矿和毒砂中,少量被脉石等其他矿石包裹;黄铁矿约66％完全解离,而毒砂仅30％完全解离,载金矿物与其他矿物连生或者被包裹,将不利于硫化物包裹金的浸出.结合回龙金矿石中金的赋存特征和富含有机质的特点,对传统的物相分析流程进行改进,调整了硫化物包裹金和碳酸盐包裹金的浸出顺序,提出裸露金-碳酸盐包裹金-硫化物包裹金-硅酸盐包裹金的浸出流程,在裸露金及碳酸盐包裹金浸出时加入活性炭,利用竞争吸附抑制矿石中有机炭对金的吸附,降低有机炭对分相的影响.对比试验结果表明,采用改进的方法,有机炭含量在1％左右的金矿石分相时加入活性炭对各相测定值的影响不大;先浸出碳酸盐包裹金,再测定硫化物包裹金,各相的测定数据更加准确.改进的方法(加活性炭)用于测定回龙金矿中裸露金和碳酸盐、硫化物、硅酸盐包裹金,含量分别为1.25％、84.17％、11.46％和3.13％,与选矿试验结果相一致,表明该法适合应用于卡林型金矿中金的赋存状态分析.     

土地覆盖对岩溶地下河碳汇的影响——以广西打狗河流域为例

以广西打狗河为例,对比分析河流东、西两岸地下河的土地覆盖差异及其对岩溶碳汇的影响。打狗河东岸林地占56.13%,耕地占15.15%;而西岸林地、耕地分别只占20.8%、12.95%。但西岸的裸岩和荒地比例大,分别占29.57%和25.95%,而东岸分别占14.19%和10.98%。植被和土壤覆盖差异导致了东、西两岸碳循环的地球化学指标有明显的差异,东岸地下河水的HCO3-、Ca2+、PCO2(平均分别是233.71mg/L、85.5mg/L、909.46Pa)明显高于西岸(分别为177.26mg/L、64.65mg/L、257.37Pa),而东岸的SIC、pH值(分别为0.12和7.40)又低于西岸(分别是0.38和7.85)。因此,东岸有更强的岩溶动力条件,东岸地下河的平均碳汇强度比西岸高14%,其中,东岸下桥地下河的碳汇强度是西岸旦峒地下河的3.7倍。东西岸地下河水的δ13CDIC、TOC资料也进一步证明了土地覆盖条件对地下河岩溶碳汇具有重要的影响。      

鄂尔多斯盆地奥陶系海相碳酸盐岩生烃性能与中部长庆气田气源成因研究

用激光 -荧光显微镜等有机岩石学方法 ,挑选样品中有明显生、排烃现象的碳酸盐岩 ,再以测定的这类碳酸盐岩的有机碳含量为依据 ,确定本区高成熟碳酸盐气源岩残余有机碳的下限指标用 0 .13%～ 0 .14 %比较合理。根据碳酸盐岩储层孔隙中充填沥青和皮膜状残余沥青的分布和含量 ,论证了陕参 1井等奥陶系碳酸盐岩地层在地质历史中 ,存在若干油气有效储层。采用连续升温 ,步进取样的热模拟实验方法 ,揭示了本区煤与碳酸盐岩干酪根随热演化作用增强 ,烃类气体产物的干燥系数增大 ,δ1 3C1 、δ1 3C2 明显变重的规律 ,并根据样品实验结果推算 ,本区石炭系—二叠系煤最大生气阶段的δ1 3C1 应为 - 2 7‰～ - 2 8‰ ,碳酸盐岩最大生气阶段的δ1 3C1 应为- 31.7‰～ - 33‰。在气源成因判识中 ,根据主生气期阶段对天然气成藏储聚的贡献最大、甲烷碳同位素较重以及长庆气田风化壳气藏天然气δ1 3C1 重值区并不与石炭系—二叠系煤的镜质组反射率高值区匹配的现象等进行气源判识 ,认为长庆奥陶系风化壳气藏 ,具有下古生界海相碳酸盐岩气与上古生界石炭系—二叠系煤成气的混源成因     

中国第26次南极考察南大洋碳通量评估

南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并结合相关卫星遥感数据建立遥感外推算法,计算南大洋50°S以南海区碳通量分布,评估该海区对大气CO2的吸收能力。计算结果表明,2009年11月从90°E到90°W(顺时针方向),50°—75°S海域为CO2输送大气的弱源,平均输入大气通量为9.482 mol·m-2·month-1,碳释放量为0.001 779 5×1015gC;2009年12月从90°W—90°E(顺时针方向),50°—75°S海域为吸收大气CO2的弱汇,平均碳通量为-12.451 mol·m-2·month-1,碳吸收量为0.026 656×1015gC。将经验关系推导至该月份的50°—75°S整个南大洋的计算中发现,2009年11月南大洋为大气CO2的源,碳释放量为0.002 789 6×1015gC;在2009年12月南大洋为大气CO2的汇,碳吸收量是-0.003 503 5×1015gC。相比之前我们所观测的结果,南大洋的碳汇吸收能力呈现明显下降。