Evaluation of redox versus thermal maturity controls on δ15N in organic rich shales: A case study of the Woodford Shale,Anadarko Basin,Oklahoma, USA

Bulk sedimentary nitrogen isotopes (δ¹⁵N_bulk) have been primarily used to identify bottom water redox states during deposition in sedimentary environments that have not undergone significant diagenetic or catagenetic alteration. Recently, the utility of sedimentary δ¹⁵N_bulk as a paleoredox proxy in hydrocarbon-bearing shale intervals was demonstrated by qualitatively correlating the δ¹⁵N_bulk profiles from shale units to their depositional redox conditions. However, the effect of thermal maturity on the δ¹⁵N_bulk signal remains unknown. We analyzed samples from three cores from the Devonian–Mississippian age Woodford Shale in the Anadarko Basin with vitrinite reflectance values ranging from the oil window to the gas window in order to investigate how depositional redox conditions and thermal maturation affect the bulk sedimentary δ¹⁵N signals. Our results indicate that the δ¹⁵N_bulk values for the Woodford do not correlate with thermal maturity. Instead, the δ¹⁵N_bulk values primarily reflect the depositional redox conditions, which are supported by trace metal concentrations and depositional features such as burrow abundance and lamination. The expected relationship between δ¹⁵N_bulk and paleoredox conditions was observed both within each core and between cores on a basin wide scale, with samples deposited under suboxic bottom water conditions having higher δ¹⁵N_bulk values than those deposited under anoxic bottom water conditions. Our data also indicate that redox bottom water column conditions in the Anadarko Basin varied spatially and temporally during the deposition of the Woodford Shale.     

关中平原黄土中第1层古土壤发育时的土壤水分研究

根据关中平原西安地区和宝鸡地区调查和实验分析资料,研究了该区黄土中第1层红褐色古土壤发育时的土壤有效水含量、重力水分布、水循环和水分平衡等问题。结果表明,该层古土壤CaCO_3与元素Sr迁移深度达到了4.2m,位于古土壤黏化层底界之下的风化黄土层发育厚度为2.2m,淋滤裂隙发育深度为3.9m,Fe_2O_3含量较高的红色铁质黏土胶膜迁移到了土壤黏化层底界之下约1m深处的黄土中,迁移到了4.2m深处的CaCO_3结核中方解石结晶良好。这些指标显示,在西安和宝鸡地区该层古土壤发育的最温湿阶段,土壤重力水带分布深度至少达到了4.2m,当时该区4.2m深度范围内土层水分充足,在植被生长季节和每年绝大部分时间里土层平均含水量一般为22%左右,在蒸发与植被吸收、树冠截留以及地表径流损失之后剩余的可利用有效水含量为14%左右,当时土壤水分充足,没有土壤干层发育,能够满足茂盛森林植被发育的需要。西安和宝鸡附近S_1古土壤发育时的最湿润时期土壤重力水带分布深度比现今大2m左右,土壤水是酸性的。在关中平原S_1古土壤发育时,土壤水分的收入量大于支出量,土壤水分为正平衡,土壤水循环正常,每年雨季一般有较多的水分通过土壤入渗补给地下水,这也是当时土层含水量高的原因。关中平原与洛川等地2003丰水年的重力水分布深度与含水量证实了S1古土壤发育时的土壤水研究结果是可靠的。多项指标显示,在S_1古土壤发育的最温湿阶段,夏季风气团能够频繁越过秦岭山脉到达关中平原地区,秦岭南北均为亚热带气候,这表明当时秦岭失去了温带与亚热带气候分界线的作用。S_1古土壤发育过程经历了5万余年的漫长时间,在最温湿阶段之外的其它阶段,发育森林草原等植被是可能的。本项研究确定的土壤古水分水指标对国内外的研究有重要应用价值。     

新西兰兄弟潜火山中“蓝黏土”的呈色机理研究及地质意义

新西兰克马德克弧上发育一热液活动极为活跃的海底潜火山——兄弟火山,为了研究该地区热液成矿模式,IODP376科学家于2018年5~7月在火山口选取了5个位置进行了钻探工作,并获得数百米岩芯。其中U1530A号钻孔采样深度为453.1 mbsf（meter below sea floor）,共揭露76.77 m岩芯,部分呈现出一种蓝色调,被前人称作“蓝黏土”。为了查明其致色矿物、研究呈色机理及其地质意义,笔者等利用XRD、DR-UV-Vis、SEM、TEM对16.97-309.22 mbsf的11个样品进行了分析测试。根据测试结果可以将样品的矿物组合大致分为两类：①伊利石+绿泥石+殴泊-C+黄铁矿+硬石膏+石英±蓝铁矿;②叶蜡石+伊利石+石英±蓝铁矿。SEM和TEM形貌观察结果显示,蓝铁矿并不具有完好的晶形,甚至未发现微米级及以上尺寸的单颗粒,而仅以基质或胶结物形式均匀分布在样品中,最终导致样品被染色而呈现出不同色调的蓝色。蓝铁矿在IODP样品中的发现指示着研究区热液流体具有低温及还原性特征,且在蓝铁矿形成后也仍然保持着相对还原的环境而使得蓝铁矿能够稳定存在。     

中亚造山带东段浅表构造速度结构——深地震反射剖面初至波层析成像的揭露

为揭示中亚造山带浅表结构,对地壳演化与深部过程提供浅部精准约束,利用横过中亚造山带东段（奈曼旗—东乌珠穆沁旗）长达400 km的深地震反射剖面共2 186炮的初至波走时数据,运用初至波层析成像方法获得了自地表向下约3 km厚度的浅表速度结构精细模型。通过模型计算了沉积厚度变化与基岩起伏特征,并在贺根山和西拉木伦缝合带附近获得了呈低速特征的弧前沉积盆地规模与沉积厚度变化特征;在此基础上,综合速度模型与深地震反射剖面的强振幅反射信息,建立了符合剖面南北两侧的古亚洲洋双向俯冲并与中部的残存微陆块发生拼合的构造模型。结果表明：研究区的沉积厚度在0.3~3.0 km范围内变化,区内存在多期岩浆活动及活动构造,林西地区隐伏连续分布的高速结构多为造山花岗岩所导致;古亚洲洋消亡过程在经数亿年演变后仍能在大陆边缘的浅表构造中有迹可循。     

折射波静校正方法在复杂地表地区的应用

在地表复杂地区,静校正是地震资料处理中的一个重要工作.本文提出一个用折射波初至时间计算静校正量的新方法.它是通过对大量数据进行统计,用交互、迭代的方法求出全局最优解.笔者用西部地区的3 个典型例子说明该静校正方法对于处理地表复杂地区的静校正问题是行之有效的.     

博乐盆地生油岩评价

博乐盆地及其周边地区存在四套生油层系,为石炭系生油岩、下二叠统生油岩、上二叠统生油岩和下、中侏罗统生油岩。石炭系生油岩在全盆地分布广泛,为基底生油岩,已处于高成熟—过成熟阶段,生油潜力很小,对盆地生油贡献甚微;下二叠统生油岩,处于成熟—高成熟阶段,为现实烃源岩;盆地南缘南山煤矿一带,曾是晚二叠世的凹陷区（其凹陷局限）,上二叠统生油岩已成熟;盆地西北缘的中、下侏罗统生油岩处于未成熟—低成熟阶段,为潜在烃源岩。据钻井、地震资料证实,盆地缺失上二叠统生油岩。只有下二叠统和下、中侏罗统生油岩是能给盆地作贡献的生油岩     

雅鲁藏布大峡谷河床瀑布的发现及其特征和成因

在中国人首次徒步穿越和全程考察世界最大峡谷过程中,发现了四大河床瀑布群。该回顾了大峡河床瀑布的历史记述,总结了新发现的四大瀑布群具有群体性、多变性和年青性和三大基本特点;分析了瀑布形成的原因,指出陀是在特定的构造和地形环境下,巨大的水动力作用选择和造就了河床差异的地貌＝瀑布群的自然奇观。     

塔东地区构造热事件及其对原油裂解的影响

塔东地区目前共有7口探井钻遇油气勘探潜力较大的寒武系-下奥陶统碳酸盐岩地层。主要对这7口井古生界的有机质成熟度资料做了系统分析,发现其中2口井古生界有机质成熟度剖面呈直线型,属于正常的地热演化剖面;另外5口井古生界有机质成熟度存在非常明显的拐点;7口井古生界与中新生界的有机质成熟度之间不连续,即有明显的“断层”,表明塔东隆起区及斜坡区古生界地层的有机质成熟度增加并不是由于沉积埋藏造成的,而是由于深部的异常热事件造成的。从成熟度变化分析,异常热事件在垂向上主要影响下古生界地层,在平面上异常成熟度现象分布在走滑性深大断裂带附近,远离走滑性深大断裂带的井中有机质成熟度表现为正常的热演化剖面,说明在塔东地区异常热事件与深大断裂有关,称之为构造热事件。构造热事件成为塔东隆起或斜坡区在中新生代时古生界原油裂解的主要热动力。7口探井中多期沥青的存在,进一步说明该地区有过后期原油裂解,同一样品中沥青反射率存在明显的差异,反映沥青是在不同阶段形成的。其中1期沥青分布区域没有受到异常热事件影响,沥青只是早期正常埋藏成因;对2期沥青分析说明有1期后期异常热事件,与该区断裂主要活动时期（J3末）是一致的;对3期沥青分析说明存在2期后期异常热事件,与车尔臣断裂带的2期活动（S₃-D₂、J₃末）一致。     

20世纪上半叶西辽河流域巴林左旗聚落空间演变特征分析

从1918年放垦,巴林左旗经历了近百年的聚落兴建与农业开垦历程,以20世纪30年代初为转折点,此前聚落分布以空间扩展为主,以后转为密度增加,在聚落空间分布形式变化的同时,聚落高程也表现出从400～600m高程区这一自然条件具有优势的区域向其它高程扩展.在人口的推动下,巴林左旗聚落空间演变与环境选择经历了由疏至密、由优至劣的过程,并随着农业发展,农田扩展与资源的有限性构成了人地关系的矛盾焦点.     

论汶川8．0级地震前的地震活动及趋势估计问题

本文对汶川8．0级地震前南北地震带大震轮回、首发大震、地震平静或空区、地震条带等地震活动图像在震前分析的基础上就地震预测问题进行了思考。地震活动图像在蕴震过程或阶段的估计只能是背景或中期预测的意义。同时指出区域地震活动图像在大范围多构造区的蕴震态分析中的复杂性。