鄂尔多斯盆地靖边气田奥陶系马家沟组的阴极发光特征及白云岩化

对鄂尔多斯盆地靖边气田马家沟组白云岩的阴极发光性和岩石地球化学研究发现,白云岩阴极发光强度与Mn、Fe质量分数比值呈正相关性,白云岩微量元素整体具有低Na、Mn、Sr和高Fe含量的特点.泥晶白云岩有序度低,平均0.67,Na含量较高,质量分数平均值为302.3×10-6,δ13C分布在0.6‰～-1.58‰,平均值为-0.33‰,反映准同生白云岩化;细晶白云岩有序度平均为0.71,δ13C平均为-1.5‰,Mn含量增加,反映受成岩早期大气淡水淋滤的影响增加;中-粗晶白云岩有序度平均为0.84,Fe含量异常高,质量分数平均为11 617.2×10-6,δ13C、δ18O值都偏负,反映白云岩形成于埋藏环境.     

煤层气地球化学研究现状与发展趋势

概述了煤层气作为新资源的研究及开发状况,全面评述了煤层气地球化学研究的现状:其组分以CH4为主,δ13C1值约为-80‰--10‰,有限的δD1值数据为-333‰--117‰,CO2的δ13C值为-29.4‰- 18.6‰,其他组分的同位素则极少研究;煤层气目前仅主要识别出热成因气和次生生物气两种类型,还有其他划分标准;与常规天然气相比,煤层气CH4和CO2的δ13C值的分布范围很宽,尤其存在特高值.目前煤层气地球化学存在并需解决的主要问题为:甲烷碳、氢同位素组成变化的机理、影响因素及其应用;δ13C1值与Ro值的关系;煤层气成因类型的系统划分方案和指标以及煤层气地球化学在煤层气选区评价中的应用等.     

贵州双河洞海洋同位素阶段11期石笋碳氧同位素记录及古环境意义

采用铀系定年法对双河洞石笋SW01进行年代测定及碳、氧同位素分析,以探讨石笋形成时的古环境信息。结果表明,石笋顶部沉积年代在海洋同位素阶段11期,山王洞形成年代在远早于海洋同位素阶段11期(MIS11)阶段。石笋δ~(18)O值为-8.85‰～-8.39‰,变化趋势与三宝洞同时期石笋SB-14相一致,但值略重。δ~(13)C阈值为-3.89‰～-2.55‰,意味着地表植被以C4植物为主,气候较干旱。结合MIS11阶段的气候特点,推断山王洞区域在MIS11阶段后期气候温暖且相对干燥,降雨量逐渐减少,大气降水量存在旋回性。     

元坝地区雷口坡组气源与碳同位素倒转成因

探讨四川盆地元坝地区雷口坡组气源与碳同位素倒转成因.通过雷口坡组烃源岩与天然气地化参数分析,其烃源岩以泥晶灰岩、含泥灰岩为主,TOC质量分数平均为0.37％,生烃能力较差.天然气中非烃气的体积分数多数＜10％,烷烃气组分较干,CH4相对体积分数平均为99.0％,碳同位素较轻,其中δ13C1均值为-34.19‰,δ13 C2均值为-33.31‰,且多数样品发生δ13C1,δ13C2倒转;甲烷氧同位素较轻,均值为-156.3‰.与相邻层位烷烃气对比并结合烃源背景,综合分析认为其气源主要为须家河组媒型气,其甲烷、乙烷碳同位素倒转为水溶分馏作用导致气层中乙烷变轻程度超过甲烷一定幅度引起.     

甘肃文县阳山金矿成矿物质及成矿流体来源的稳定同位素约束

以甘肃文县阳山金矿系秦岭集矿区的一处大型金矿床主要载金矿物黄铁矿为研究对象,对同一样品进行S、C、He、Ar同位素测定,以研究成矿物质及成矿流体来源.结果表明,斜长花岗斑岩中黄铁矿的δ~(34)S=0.1‰～0.5‰,主要集中在0.1‰～0.2‰,显示硫的深部来源;千枚岩中黄铁矿的δ~(34)S=3.768‰～9.496‰,与沉积硫范围一致,可能与赋矿地层碧口群有关;不同类型岩石中黄铁矿δ13C=-32.530‰～9.867‰,分布范围广且较为离散,包括有机碳来源、沉积碳来源及岩浆碳来源,显示成矿流体具有多源性;黄铁矿n(~3He)/n(~4He)平均值0.123Ra(范围0.06～0.28Ra, Ra为大气n(~3He)/n(~4He)值,Ra=1.39×10~(-6)),稍高于地壳特征值(0.01～0.05Ra); n(~(40)Ar)/n(~4He)=0.16～0.34,与地幔特征值(0.33～0.56)有一定交集; n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)平均值448.3,高于大气饱和水,计算表明其由2.64%～51.06%的壳源~(40)Ar和41.06%～97.36%的大气~(40)Ar构成.阳山金矿成矿物质反映了赋矿地层的重要贡献,有部分深部来源特点;成矿流体在深部以岩浆流体与变质流体为主,随着深度的变浅,大气水逐渐成为成矿流体的主体.     

广东省河源断裂带碳酸泉水化学特征及形成机制

为了解广东省河源断裂带碳酸泉的形成机理,全面认识碳酸泉形成过程,为碳酸泉的开发与管理提供科学依据,在河源断裂带地区采集了5组碳酸泉样品及18组非碳酸泉样品,开展了水化学特征分析及δD、δ~(18)O、~(14)C、δ~(13)C和~3He/~4He多种同位素分析。结果表明,碳酸泉主要水化学类型为Na-Ca-HCO_3型。δD、δ~(18)O同位素分别介于-43.32‰~-41.72‰和-7.06‰~-6.55‰,位于大气降水线附近,表明其补给来源于大气降水,补给高程在1 000~1 300 m。通过~(14)C法测年及修正后的δ~(13)C年龄校正模型计算得到碳酸泉的年龄在21~26 ka。碳酸泉点δ~(13)C的变化范围在-1‰~2‰之间,R/Ra(样品~3He/~4He与大气~3He/~4He之比)比值介于0~2.5,表明河源断裂带碳酸泉中的CO_2为幔源与变质混合成因,并以变质作用为主。     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

煤层气地球化学研究现状与发展趋势

概述了煤层气作为新资源的研究及开发状况，全面评述了煤层气地球化学研究的现状：其组分以CH4为主，δ13C1值约为－80‰—－10‰，有限的δD1值数据为－333‰—－117‰，CO2的δ13C值为－29.4‰—+18.6‰，其他组分的同位素则极少研究；煤层气目前仅主要识别出热成因气和次生生物气两种类型，还有其他划分标准；与常规天然气相比，煤层气CH4和CO2的δ13C值的分布范围很宽，尤其存在特高值．目前煤层气地球化学存在并需解决的主要问题为：甲烷碳、氢同位素组成变化的机理、影响因素及其应用；δ13C1值与Ro值的关系；煤层气成因类型的系统划分方案和指标以及煤层气地球化学在煤层气选区评价中的应用等．     

中国西部地区水-热综合环境因素对植物碳同位素组成的影响

通过对中国西部地区新疆、柴达木盆地、甘肃、西藏等地148种植物叶片稳定碳同位素组成分析,讨论了其与环境因子之间的关系.结果表明中国西部地区优势建群种δ13C为10.5‰～32.6‰,主要以C3植物为主,少量C4植物.C3植物的δ13C为22.8‰～32.6‰,平均为26.9‰;C4植物的δ13C为10.5‰～15.8‰,平均为13.1‰.在生长季节,C3植物的δ13C受降水量、湿度的影响较大,随降水量减少,δ13C逐渐偏重,随相对湿度增加,δ13C逐渐偏轻.温度对植物碳同位素组成的影响较为复杂,年均温度在0～4 C时植物碳同位素组成最轻,而随温度从4 C升高、从0 C降低时,植物碳同位素组成均呈现偏重的趋势.中国西部地区植物碳同位素组成受多种因素同时作用,植物生长期降水量和温度对植物碳同位素组成影响较大.     

合川盐井溪嘉陵江组第二段盐溶角砾岩-次生灰岩的碳氧同位素组成

以四川盆地东部合川盐井溪剖面三叠系嘉陵江组第二段的盐溶角砾岩-次生灰岩为重点研究对象,在薄片观察、阴极发光和元素分析的基础上,探讨了盐溶角砾岩-次生灰岩和相邻地层中微晶灰岩、微晶白云岩的元素地球化学特征和碳、氧同位素组成。研究表明:盐溶角砾岩-次生灰岩锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为268×10~(-6)、120×10~(-6)、-5.80‰和-8.97‰,微晶灰岩锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为142×10~(-6)、767×10~(-6)、-1.60‰和~(-6).31‰。与相邻地层的微晶灰岩相比,盐溶角砾岩-次生灰岩具有较高的锰含量、较低的锶含量、较负的碳、氧同位素组成,显示盐溶角砾岩-次生灰岩的地球化学特征代表了表生成岩环境,其碳源主要与近地表大气水环境的CO_2有关,并可能掺和细菌硫酸盐还原作用产生的CO_2,氧除与近地表大气水有关外,并可能继承了硫酸盐中的氧;微晶灰岩则对海水地球化学信息具有更好的代表性。相邻地层微晶白云岩的锰、锶的质量分数和δ~(13) C、δ~(18) O平均值分别为291×10~(-6)、98×10~(-6)、-0.30‰和-4.23‰,具有和盐溶角砾岩-次生灰岩类似的锰、锶含量和较正的碳、氧同位素组成,碳同位素可能较好地代表了同期海水,氧同位素则代表了蒸发海水。     

轮古西地区奥陶系碳酸盐岩古岩溶储层碳、氧同位素地球化学特征

中—下奥陶统鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层是塔里木盆地轮古西地区的主要油气产层 .为了弄清储层的成因类型、储层古岩溶过程中的流体性质和古水文条件 ,为预测和评价此类储层提供有关的地球化学信息 ,讨论了储层形成过程中记录的碳、氧稳定同位素特征 .结果表明 :轮古西地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩古岩溶储层中的δ13C和δ18O值的变化范围较大 ,δ13C值为 -0 .70‰～ -6.5 0‰ ,平均值 -1 .76‰ ;δ18O值为 -3 .75‰～ -1 7.1 0‰ ,平均值 -9.42‰ .碳酸盐岩基质、冲积岩和方解石胶结物的δ13C和δ18O分布具有一定的差异 .三类样品的δ18O值均具有明显偏负特征 ,表明在碳酸盐岩成岩过程中受到大气成因的淡水影响 ,反映了当时的风化壳岩溶成岩环境 .冲积岩样品的δ13C值的偏负程度较高 ,其物源可能来自石炭—二叠系地层     

Secondary biogenic coalbed gas in some coal fields of China

The secondary biogenic coalbed gas, a new genetic and energy source type of coalbed gas in China, has been found in Xinji, Liyazhuang and Enhong areas. The essential characteristics of this type of gas are: (i) the major component of the gas is methane, with C1/C1-5 value higher than 0.99, indicating that the gas is part of dry gas; (ii) theδ13C1 value is in the range of -61.7‰to -47.9‰, mostly lower than -55‰, which is much lower than the estimatedδ13C1 value of thermogenic methane according to the thermal evolution degree of the coal rocks (with R0 value from 0.87% to 1.43%), showing the characteristics of the secondary biogenic gas; (iii) theδ5D value of methane ranges from -244‰to -196‰; (iv)δ13C 2 value ranges from -26.7‰to -15.9‰andδ13C 3 value ranges from -10.8‰to -25.3‰, indicating that the heavier hydrocarbons have a thermogenic origin; (v) the content of CO2 is very low, andδ13CCO2 value changes greatly, reflecting a characteristic of secondary change; (vi)δ15N2 value ranges mainly from -1‰to +1‰, indicating N2 derived significantly from air. The negative linear correlation between the contents of N2 and CH4 reflects the activity of bacteria bearing surface water infiltrating into coal beds. The comprehensive tracing indices show that the coalbed gas in the studied areas is the mixed gas of primarily secondary biogenic gas and a part of remnant thermogenic gas. The uplift of coal beds and the development of faults in the studied areas create favorable conditions for the formation of the secondary biogenic gas.     

南极Fides半岛CH4浓度监测

在南极法尔兹半岛（Fildes Peninsula）6个环境小区内采集了近地面气体样品,在室内分析了其中223个样品的CH3浓度,得出了这些小区内大气CH4平均浓度;其中沿海潮间带藻类发布区、企鹅聚集区和人类活动区CH4浓度显著高于全球CH4平均浓度及其他无人区,表明这些区域可能是南极地区大气CH4主要的源;而苔藓、地衣植被区CH4浓度显著低于内陆冰盖区和全球大气CH4平均浓度,表明苔原植被区可能是南极大气CH4重要的汇,还分析了苔藓植被区CH4浓度的夏季变化,在夏季2个多月内该植被区CH3浓度呈上升趋势;在相同的天气条件下,苔藓与地衣两不同植被区CH4浓度变化趋势基本相同;但两者土壤CH4通量存在明显的消长关系。     

塔里木盆地胡杨两种形态叶片碳同位素特征研究

以自然生长在塔里木盆地的胡杨为研究材料,利用稳定碳同位素技术探讨不同种群胡杨的披针形叶和宽卵形叶两种叶片的稳定碳同位素特征及其水分利用效率的差异.研究结果显示:胡杨叶片的δ13C值为-29.81‰～-25.33‰,说明胡杨属于C3代谢途径;胡杨宽卵形叶片和披针形叶片的δ13C值差异显著,宽卵形叶片的δ13C值要比披针形叶片的明显偏正,平均偏正2.08‰,说明胡杨宽卵圆形叶片的水分利用效率要高于披针形叶的.     

四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物形成机制

碳酸盐胶结物是四川盆地龙马溪组页岩中重要的自身矿物,但对其形成机制目前尚无深入研究。以四川盆地龙马溪组A井和B井为研究对象,综合应用全岩X射线衍射测试、扫描电镜分析了页岩中自身碳酸盐矿物的类型,并利用分成分碳氧同位素对其形成机制进行了研究。结果表明:四川盆地龙马溪组页岩中碳酸盐矿物沉积水介质主要为陆相淡水。A井的方解石δ~(13)C平均值为-1. 14‰,δ~(18)O平均值为-12. 63‰,B井的方解石δ~(13)C平均值为-2. 40‰,δ~(18)O平均值为-12. 84‰,氧同位素表明两口井方解石均主要形成于早成岩B期,碳主要来源于有机质脱羧反应; A井白云石δ~(13)C平均值为-1. 84‰,δ~(18)O平均值为-7. 56‰,其形成主要与早成岩阶段硫酸盐还原作用密切相关; B井白云石的δ~(13)C平均值为-4. 48‰,δ~(18)O平均值为-11. 12‰,主要与中成岩A期有机质脱羧反应密切相关,铁白云石主要形成于晚成岩阶段;黏土矿物转化提供了研究区碳酸盐矿物沉淀所需要的钙离子、镁离子及铁离子。该研究成果对进一步分析四川盆地龙马溪组页岩成岩演化具有重要指导意义。     

利用δ18O和δ34S示踪重庆都市圈地下热水循环过程

重庆市地下热水储存量大约有1亿m3,其中75%分布在都市圈内。通过对重庆市都市圈13个温泉群,20个泉点的温泉水的δD、δ18 O和δ34S调查,结合水化学指标进行分析表明:重庆市都市圈温泉水类型为SO42-Ca或者SO24-Ca Mg型,水的来源为大气降水。δ18 O值为-7.41‰～-9.48‰,研究认为地下热水的补给来源于海拔672～1 503m研究区域背斜核部岩溶出露区和背斜北端的岩溶出露区。热水中主要离子SO24-和Ca2+、Mg2+均存在很好的正相关性,且δ34S值为31.46‰～34.32‰,正好处于下三叠统嘉陵江组二段硬石膏δ34S值异常段,由此表明雨水和地表径流沿岩溶裂隙等进入深部的含有硬石膏的嘉陵江组,由此认为重庆都市圈温泉水储水层可能为下三叠统嘉陵江组二段。     

Variation of soil Δδ13C values in Xifeng loess-paleosol sequence and its paleoenvironmental implication

The carbon isotopic compositions of soil organic matter （SOM） and total carbonate （TC） in Xifeng Ioess-paleosol sequence have been studied. The δ^13CsoM values vary from -23.8‰ to -20.2‰, which are higher in interglacial than in glacial stages. Contrary to δ^13Csoi values, the δ^13CTc values vary from -8.5‰ to -3.6‰ and are lower in interglacial than in glacial stages. The differences （△δ^13C） between the δ^13CsoM and δ^13CTc values vary from 14.1‰ to 19.4‰. Our results from the Xifeng loesspaleosol sequence indicate that the △δ^13C values represent the ratio of primary carbonate （PC） to secondary carbonate （SC）. The △δ^13C values were high in the loess stages, and the maximal PC-to-SC ratio can reach 6：4. But in the paleosol stages, the △δ^13C values were low, with a small proportion of PC. The △δ^13C values in Ioess-paleosol sequence also indicate the contributions of the dust to the loess sediment in the Chinese Loess Plateau because the dust contains the PC.     

长江口外冲淡水区悬浮颗粒物中总有机碳和叶绿素a的碳同位素分布

应用超声提取、固相萃取(SPE)、薄层色谱(TLC)技术,成功提取、分离了海水悬浮颗粒物中的色素类化合物,并对叶绿素a(Chl a)的碳同位素进行了测定,建立了海水悬浮颗粒物中叶绿素组分的TLC分离及稳定碳同位素测定方法.测定了长江口外冲淡水区颗粒有机碳(POC)和Chl a中的碳同位素.发现悬浮颗粒物中Chl a的δ13C介于-28.17‰～-32.29‰之间,平均值-29.75‰;POC的δ13C介于-17.92‰～-23.19‰之间,平均值-20.67‰,Chl a比POC的δ13C偏负9.08‰.表层Chl a的δ13C值由北向南逐渐偏负,由近岸向开阔海域逐渐偏正.     

米仓山-汉南隆起牛蹄塘组页岩稳定碳同位素组成及其意义

利用牛蹄塘组暗色泥页岩样品进行有机碳同位素(δ~(13)C_(org))、无机碳同位素(δ~(13)C_(carb))、氧同位素(δ~(18)O)、总有机碳(TOC)、微量元素测定,分析米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境及其与页岩有机质生产的关系。基于原始海洋巨大溶解有机碳库(DOC)和海洋分层理论,结合不同古海洋微生物种属碳分馏特征,描述米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境和有机质生产模式。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩中获取的碳氧同位素具有良好的原始性,对研究区古海洋环境具有良好的指示意义;δ~(13)C_(org)明显富集轻碳同位素(~(12)C)显示强烈的负异常,分布在-34.032‰～-29.537‰,属于L型无定形有机质,且更富集轻碳同位素;δ~(13)C_(carb)明显富集重碳同位素(~(13)C),分布在-1.21‰～3.64‰;氧同位素δ~(18)O分布在-8.94‰～-3.5‰;研究区南北部碳氧同位素空间分布具有差异性,与南部西河乡剖面相比,北部宁强铁锁关和两河村剖面的碳同位素具较高的δ~(13)C_(org),偏正的δ~(13)C_(carb)和高的δ~(13)C_(carb-org),且δ~(13)C_(carb)与δ~(13)C_(org)呈明显的解耦关系而与δ~(13)C_(carb-org)线性相关;牛蹄塘组页岩碳氧同位素组成取决于海侵过程中藻类、化能自养、甲烷细菌、甲烷氧化菌等特殊的古海洋微生物种属分布或活动强度与上升洋流、海洋分层的有机结合。     

兰州市和太原市环境空气中NMHCs的碳同位素组成特征

研究了兰州市和太原市环境空气中非甲烷烃(NMHCs)的污染状况及来源。利用Tenax-TA吸附管采样,热解析-色谱-同位素质谱联用仪(TD-GC-IRMS)测定了两个城市夏季不同功能区环境空气中NMHCs的稳定碳同位素组成。得出,兰州市和太原市居民区苯的δ(13C)分别为-26.4‰和-25.0‰;正烷烃的δ(13C)分别为-33.9‰~-26.1‰,-32.8‰~-27.4‰;两市交通枢纽区环境空气中检测出的C4—C7之间的NMHCs化合物相同,δ(13C)相差不大,兰州市为-30.8‰~-25.6‰,太原市为-31.0‰~-26.4‰。结果表明,两市交通枢纽区苯主要来源于汽车尾气和油类挥发,工业区石化行业类主要排放的NMHCs污染物为苯和烷烃类化合物,电厂等大型企业主要排放异丁烯、顺-2-戊烯等。控制汽车尾气、油类挥发、工业排放是降低环境空气中NMHCs污染的关键。