显生宙碳循环异常环境的地球生物学过程研究

该研究以显生宙碳循环异常环境的地球生物学过程为研究主体,重点研究二叠纪-三叠纪之交和晚泥盆世两大重大地质突变期的地球生物学过程特点和规律,查明碳循环异常的起因及其对生态系统的影响,探索生物与环境的相互作用。二叠纪—三叠纪之交是古生代海洋生态系破坏和中生代型海洋生态系开始重建的转折点,古海洋缺氧对该转折影响深远。通过对华南多条剖面高精度碳同位素、碳-硫形态、碳酸盐晶格硫(CAS)、DOP和Δδ13C等分析测试,该年度研究在认识该时期古海洋缺氧的时限、程度、演化和成因机制等方面取得明显进展。大灭绝前的二叠纪浅水碳酸盐岩台地以氧化环境为主。由于火山活动释放大量的CO2、SO2等气体,导致气温上升、陆地生态系统开始瓦解、陆源输入增加、海洋贫氧层(OMZ)扩张,大灭绝后海洋环境向缺氧环境转变。早三叠世早期δ34SCAS明显比晚二叠世偏重,波动剧烈,且与δ13Ccarb明显正相关(3次同步正漂),意味着严重的海洋缺氧、硫化事件,海水硫酸盐浓度很低(3 m M)。早三叠世早期δ13Ccarb频繁和幅度较大的波动,指示了动荡不稳定的海洋碳循环;之后δ13Ccarb和δ34SCAS变化率同步减小,两者呈现负相关关系,可能是由于海水温度下降、海水循环增强,海洋碳循环趋于稳定。中三叠世δ34SCAS下降,变化率进一步降低,碳-硫同位素的正相关关系逐渐消失,反映该时期海洋硫酸盐浓度进一步升高,以正常的氧化状态为主。大灭绝后动荡的海洋碳-硫循环及缺氧环境导致了生物复苏迟缓。晚泥盆世弗拉斯-法门(F-F)生物大灭绝事件是显生宙又一重大地质转折时期,集中体现在生物礁生态系中,菌藻类取代后生动物(珊瑚-层孔虫)造礁。对华南地区多个剖面细致的观察和统计分析表明,菌藻类可侵入"活着"的后生动物并抑制后生动物的发育。后生动物骨骼虽然具有自我修复功能,并对菌藻类有反抑制作用,但在环境恶化时,这种平衡会被打破,导致后生动物个体无法生长而死亡,直至后生动物生物礁被菌藻类生物礁取代。中-晚泥盆世植物登陆,陆生植物粗大根系的发育,导致陆地生物-化学风化急剧增加,近岸海域海水营养水平激增,可能是晚泥盆世菌藻类"大举入侵"珊瑚-层孔虫礁生态系最终取而代之的直接推手。     

唐山北部蓟县系雾迷山组白云岩热储资源潜力研究

地热资源具有清洁、可再生、储量大等特点,是实现我国“双碳”目标的重要资源。唐山市地热资源丰富,但现阶段开发利用的主要层系为南部平原区新近系馆陶组砂岩热储,北部基岩热储则少有开发利用。本文通过唐山市北部区域地质特征、地热地质条件的分析研究,开展地热资源综合评价,评价结果表明,唐山市北部发育蓟县系雾迷山组白云岩热储埋藏深、水温高、涌水量大,是该区最具有开发利用价值的地热资源。     

河北高阳地热田岩溶热储的成因

探讨河北省高阳地热田岩溶热储成因模式,为合理有效地开发该地热田服务。从高阳地热田区域构造、地层以及地温场等基础地热地质资料分析入手,进行构造特征、热储展布、热储物性、热源、运移通道、水化学以及盖层等因数分析,探讨高阳地热田周边及内部断裂的分布特征、潜山热储的展布特征、地热田热储成因中各影响因数的配置关系。高阳地热田潜山热储主要发育元古界雾迷山组,寒武系、奥陶系热储在局部有分布,岩溶热储具有北东-南西向的展布特点;区域大地热流值高,热源条件好;地热水自北西向南东方向流动,主要由太行山的水源补给;热水运移通道主要为深大断裂和不整合面;上覆盖层主要为第三系泥质岩和第四系等。     

华南晚二叠世至早三叠世初灰岩碳同位素地层旋回

在华南晚二叠世灰岩高分辨率碳同位素地层中,可明显识别出２个三级旋回和叠加其上的几个四级旋回．其中长兴阶包括３个碳同位素四级旋回,和吴家坪阶上部的一个四级旋回一起组成了完整的三级旋回．早三叠世初灰岩的δ１３Ｃ值缓慢向正值方向移动,构成一个完整的四级旋回．华南长兴阶层型剖面灰岩的碳同位素四级旋回与“亚层序”相当,地层厚度为１１ｍ～１８ｍ,沉积时间约为１．２～１．７百万年．华南Ｐ／Ｔ界线地层上,生物集群绝灭导致的δ１３Ｃ突变为高负值事件与界线附近的δ１３Ｃ低值区相叠加,形成了δ１３Ｃ的强烈负异常,其中生物集群绝灭成因可能占２／３以上,变负的幅度达０．５‰以上．据高分辨率地层框架估算,碳同位素强烈负异常事件的持续时间约１．５～２．６万年．     

冀中拗陷北部天然气成藏系统及勘探方向

对冀中拗陷北部天然气成藏地质要素研究认为,该区发育下第三系湖相泥岩和石炭—二叠系煤系地层2套烃源岩,具备雾迷山组海相碳酸盐岩、寒武系—奥陶系海相碳酸盐岩、二叠系砂岩、下第三系砾岩和下第三系砂岩等5套有利储层,上古生界—新生界发育4套区域性盖层,依据已发现天然气的成熟度、地球化学指标和构造特征划分出生物气、生物热催化气、热解气、生物改造气和煤成气等5种天然气成因类型。通过对不同类型的天然气受控的成藏组合和构造背景分析,提出了冀中拗陷北部可划分为廊固凹陷深层、浅层和霸县凹陷深层等3个天然气成藏系统,总结了8种天然气成藏模式。综合评价认为,廊固凹陷和霸县凹陷2个深层天然气成藏系统具有较大的资源潜力,指出牛东深潜山带、大兴砾岩体和苏桥—文安潜山内幕等3个领域是有利勘探方向。     

燕山西段前寒武系雾迷山组叠层石的环境意义

叠层石广泛见于燕山西段前寒武系雾迷山组,文中将其分为六种类型:核形石、凝块石、层状叠层石、波状叠层石、锥状叠层石和柱状叠层石。叠层石形态的变化由前向后代表由低能向高能的环境转变,其中以层状叠层石在雾迷山组最为丰富。研究表明,在当时无捕食动物与钻孔动物存在的情况下,大多数叠层石发育于潮下带环境。层状和波状叠层石主要出现在潮下高能带的下部,少量见于受保护的潮间环境。潮下层状和波状叠层石以其色深、纹层密集、缺乏干裂收缩缝和窗格状组构区别于潮间带。锥柱状叠层石出现于潮间带和潮下高能带的上部;潮间带的锥柱状叠层石可能因暴露干裂而继承性地有壁,但潮下带的却可能没有。核形石和凝块石占据着泻湖和水下凹地(生物丘之间的低洼地或废弃潮汐沟道)等低能环境。燕山西段的叠层石罕见于潮上带和波基面之下的潮下低能带。     

四川峨嵋麦地坪组白云岩有机地球化学特征

四川峨嵋高桥麦地坪组是前寒武系-寒武系连续沉积的重要层型剖面之一,小壳动物化石在该组中出现.对该组小壳动物化石出现层位白云岩的生物标志物以及单体正构烷烃同位素研究结果表明,其规则甾烷中C27甾烷的较高优势,可能与小壳生物的贡献有关.正构烷烃的碳同位素值随碳数增加的曲线变化范围较窄,反映了较为单一的母源输入特征.但被认为是与藻类输入有关的nC19的碳同位素值略低于C21～C26和C27～C37的碳同位素值,显示了不同生物母源的输入,具有藻类和细菌输入的特征.结合生物标志物参数显示,峨嵋高桥麦地坪含胶磷矿白云岩生物母质以蓝藻细菌类生物输入为主,可能含有部分的小壳动物输入.     

碳酸盐岩储层中非渗透性隔层的识别及分类评价

在碳酸盐岩储层中同样发育着非渗透性隔层 ,它们主要由泥质含量较高的致密层和构造裂缝不发育的纯岩性致密层组成 ,可以从岩性特征、电性特征和构造裂缝发育特征等方面进行识别与划分。任丘雾迷山组中的非渗透性隔层以泥质致密层为主 ,纯岩性致密层相对较少 ,且分布很不稳定 ,采用综合评价方法可将其分成四类。其中 ,第一类非渗透性隔层对油藏中油水分布规律起着最重要的控制作用     

于家沟金矿地质背景及成矿条件分析

为了研究阜新地区火山型金矿的成矿条件和控制因素,通过对于家沟金矿所处的区域地质背景、矿区和矿体地质特征、矿体赋存的空间方式以及金矿工作区的化探异常特征的论述,分析矿体的成矿条件和控制因素。于家沟金矿产于中古界雾迷山组和中生界侏罗—白垩系义县组二者的接触带或火山岩中。褐铁矿化蚀变硅质角砾岩是本区寻找金矿的重要找矿标志。对今后在火山区的找矿工作具有一定的参考价值和指导意义。     

碳酸盐岩储层中非渗透性隔层的识别及分类评价

在碳酸盐岩储层中同样发育着非渗透性隔层，它们主要由泥质含量较高的致密层和构造裂缝不发育的纯岩性致密层组成，可以从岩性特征、电性特征和构造裂缝发育特征等方面进行识别与划分。任丘雾迷山组中的非渗透性隔层以泥质致密层为主，纯岩性致密层相对较少，且分布很不稳定，采用综合评价方法可将其分成四类。其中，第一类非渗透性隔层对油藏中油水分布规律起着最重要的控制作用。     

三维地震勘探成果浅析淮南某煤矿地质构造

为了矿井规划、设计、生产需要,查明该区煤层赋存形态及构造发育情况,提供可靠的地质资料,进行三维地震勘探。利用钻孔对各主要反射波进行标定,结合人工合成地震记录确定各反射波组与地质层位的对应关系,然后从中找出各反射波的动力学特征,通过对数据体的连续追踪,辅助以方差体的解释手段,查明了区内煤系地层形态及构造格局。构造格局展布特征与区域构造演化规律趋势吻合。为采区开拓设计提供了可靠的地震地质成果。     

微量碳酸钙中￣（13）C和￣（18）O的质谱分析

本工作研制了一套用于有孔虫等微量碳酸钙样品（５０～１００μｇ）中碳、氧同位素质谱分析的磷酸法转化装置。采用磁力进样法，可连续进行２５个样品的转化。在ＶＧＳＩＲＡ－２４气体同位素质谱计上测量，分析的标准偏差对δ￣１３ｃ和δ￣１８Ｏ分别在±０，２％和±０．３％以内。     

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。     

饶阳凹陷任西断层的封闭性

依据断层两盘的岩性配置关系、断层活动期与油气运移成藏期的配置、泥岩涂抹、断裂充填物泥质含量和断面力学特征分析,对饶阳凹陷任西断层的封闭性进行研究,最后应用综合评价方法进行综合评价.结果表明:任西断层在沙三期-沙二期开始发育并且活动强烈,正好与本区的油气运移成藏期相配合,为潜山油藏的形成提供了有效的运移通道;新近纪以来断层长期停止活动,其下盘即任丘潜山的雾迷山组地层封闭性较好,对任丘潜山油藏的保存起到了良好的作用,而上盘即长洋淀潜山雾迷山组地层封闭性较差.     

河南省卢氏县葫芦山矿区铅矿床地质特征及找矿方向

河南省卢氏县葫芦山矿区铅矿床位于豫西有色金属及贵金属成矿区内,成矿地质条件较好,有中元古界宽坪群基底地层、岩浆岩体、区域变质岩系,构造发育,区内矿产明显受区域性断裂、地层和岩浆岩作用的控制。     

全球古元古代碳同位素正异常的数据分析与成因评述

归纳总结了前人关于全球古元古代(2.20~2.06Ga)碳酸盐岩碳同位素正异常现象的基础数据及资料。在此基础上,对前人关于该正异常成因的假说(生物演化-大气充氧说、古元古代冰期期后说、超级地幔柱-超大陆裂解说及蒸发环境说等)进行了评估,认为以上假说虽然都有地质证据支持,但其重要性还是有些差异。根据碳同位素分馏原理,有机物的繁盛会使碳酸盐碳储库的同位素变正。生物演化导致大气充氧、古元古代冰期后形成的温暖环境和Kenorland超大陆裂解均为生物的繁盛提供了有利条件,从而使碳酸盐碳储库的同位素变正。另外,蒸发环境在全球多有分布,它可能是造成部分局域封闭式环境碳同位素正异常的原因,所以应对发现正异常的各区域进行详细的沉积环境分析。以4个区域的数据为对象,分析了古元古代碳酸盐岩碳同位素正异常数据的可靠性;通过Mn/Sr,δ13Ccarb和δ18Ocarb三者的关系图,判断了沉积期后作用对于数据的改造程度。     

甘肃红尖一带重晶石及多金属矿地质特征及成因分析

甘肃红尖一带重晶石及多金属矿位于走廊南山地体与托莱山地体的构造结合部位,地层出露较为简单,主要为长城系桦树沟组及青白口系五个山组,其中长城系桦树沟组为含矿层位,区内构造较为复杂,主要为加里东期形成的褶皱、断层,也有后期构造。区内变质作用程度较低,属于低绿片岩相。区内侵入岩主要为中基性岩,基本构造分布。总体上红尖一带重晶石及多金属矿与镜铁山桦树沟铁铜重晶石矿床的地质特征极为相似。     

微纳米无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制

以地衣芽孢杆菌为研究菌株，将菌株接种于含Ca²⁺的LB培养基中培养0~ 10 d，通过分析培养液OD600 nm、pH值、Ca²⁺的动态变化，同时借助SEM-EDS、TEM-SAED、XRD等手段分析所得沉淀物的形貌及结构特征，以期解析该菌对无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制。结果表明，地衣芽孢杆菌的快速生长能显著提升培养液的pH值，相比起始pH值提高了1.63个单位（P < 0.05），Ca²⁺浓度随培养时间的增加有显著下降的趋势，Ca²⁺浓度最大减少了516.48 mg/L（P < 0.01）；SEM可观察到培养液中的沉淀物中有许多无规则的微纳米级矿物，EDS结果表明其主要元素为C、O、Ca，可见地衣芽孢杆菌可诱导碳酸钙的形成。TEM-SAED及XRD的结果证实这些生物源碳酸钙为无定形碳酸钙。研究还发现通过添加碳酸酐酶抑制剂能显著减弱该菌对碳酸钙的诱导矿化能力，这些生物源碳酸钙的形成与该菌分泌的碳酸酐酶活性密切相关，并且菌体细胞还可以作为碳酸钙的成核位点。碳酸钙沉淀无机碳同位素δ¹³C值是-5.762 ±0.022‰，δ¹³C值为负值，也进一步证实了这些无定形碳酸钙沉淀为生物成因。该研究结果有助于加深对生物源无定形碳酸钙的了解，进一步阐明了微纳米无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制，可为生物源无定形碳酸钙的进一步开发应用提供重要参考。     

于奇西地区奥陶系储层裂缝充填物碳氧同位素地球化学特征

本文通过对于奇西地区8口井内的岩心裂缝充填物取样,并对样品进行裂缝充填方解石晶体和泥质的δ13C、δ18O稳定同位素测试分析,综合讨论裂缝充填物的碳、氧同位素地球化学特征。研究结果表明,部分溶蚀孔洞和裂缝方解石晶体的碳氧同位素分布接近于早期岩石的形成环境,形成较早,充填环境较封闭;大多数的构造裂隙、洞穴充填方解石晶体充填较晚,充填成岩体系环境开放;大气淡水岩溶发育可以作为于奇西地区寻找有利储层的一种指示。     

大洋碳循环的地质演变

地球表面各圈层中，大洋是碳循环活跃而容量最大的碳储库，在地质历史上经历了重大的变化. 元古代大气圈的氧化，引起了海洋碳酸盐沉积的型变和有机碳δ¹³C变重；中生代早、中期钙质骨骼浮游生物的繁盛，导致了海水碳酸盐沉积向深海转移和海洋碳同位素加重；元古代末期和新生代晚期的大气CO₂浓度急剧减低，又使得无机碳与有机碳同位素差值大幅度减小. 大洋碳储库的地质演变史反映了地圈、生物圈的相互作用，是认识地球系统变化机制的重要切入点；认识地球表层系统中碳循环在地质尺度上的变化，是查明温室效应如何影响人类生存环境长期趋势的前提.