一种含金建造中金的有机载体——干酪根

通过华南不同时代３个重要含金建造主要岩石中的有机质组分,有机碳及金含量的相关性研究后认为,华南各时代含金建造控矿地层中金与有机质有成因上的联系,含金建造岩石中的有机碳与金具有正相关关系。金主要富集于不溶有机质－干酪根中,干酪根中金的含量普遍高出全岩中金含量的数十至上百倍,占全岩金含量的５％－４０％之间。     

南京栖霞山多金属矿床流体包裹体中的生物标志化合物

绝大多数金属矿床的有机地球化学研究着重于矿石和围岩中的吸附烃类和干酪根,但与成矿有最直接联系的有机质往往是在成矿流体中,而有机包裹体是成矿有机流体遗留下来的最为直接的样品.作者结合有机包裹体常规非打开性光谱学研究及打开性色谱-质谱(GC-MS)分析检出了成矿流体中系列生物标志化合物,并与岩石、矿石中的吸附烃类进行了对比,探讨了流体中可溶有机质的成矿作用.     

子午岭森林灰褐土保护有机碳的能力及各密度组分生化特征

物理保护是稳定土壤有机碳的主要方式之一, 为了理解在全球气候变化和碳循环中土壤作为碳汇(或碳源)所起的作用并正确管理土壤, 首先应该知道特定的土壤中有多少有机碳是被物理保护的. 通过密度分组和超声波技术将每个土样分为3个组分: 自由轻组、闭合组分和重组, 并分别分析每个组分的有机碳含量、碳水化合物含量和顽固性碳含量. 结果表明: (ⅰ) 整个土壤剖面上, 重组中的有机碳占明显优势, 自由轻组次之, 闭合组分中有机碳的分布最少, 说明土壤中大部分有机碳是受物理保护的. 随土壤深度增加, 自由轻组有机碳由25.27%下降为3.72%, 而重组有机碳由72.57%上升为95.39%, 闭合组分有机碳为2.16% ~0.89%. (ⅱ) 从顽固性指数看, 轻组碳和重组碳的顽固性是相似的, 甚至在土壤表层以下, 轻组碳的顽固性比重组碳的顽固性高, 说明轻组并非像经常定义的那样是最新鲜或很少被分解的组分, 并且在表层10 cm以下, 受物理保护的有机质, 其有机质质量也相对较高.     

沥青、干酪根对水溶液中Au~(3+)的还原作用的实验研究

有机质对金属的还原作用被认为是有机质参与金属成矿的主要方式之一。Gatellier曾做了褐煤还原金的实验,并计算了反应动力学参数,但在中国的沉积改造型金矿床中,极少有金矿床与褐煤共生的实例,赋存于矿床中的有机质多为石油的演化产物沥青或腐泥型干酪根,目前国内外尚未见用沥青或干酪根还原金的具体资料。为此本文用实验方法研究了沥青及矿石中分离出的干酪根对Au~(3+)的还原作用并计算了其反应动力学参数。     

湖泊沉积研究中一种定量估算陆源有机碳的方法

湖泊沉积研究中常把总有机质含量(TOM)或总有机碳含量(TOC)作为判识湖泊环境的一个重要指标.事实上,湖泊沉积物中的有机碳来源广泛,简单地可分出内源和陆源两部分.     

湖泊沉积研究中一种定量估算陆源有机碳的方法

<正>湖泊沉积研究中常把总有机质含量(TOM)或总有机碳含量(TOC)作为判识湖泊环境的一个重要指标.事实上,湖泊沉积物中的有机碳来源广泛,简单地可分出内源和陆源两部分.     

最小含氧带和硫化环境控制14亿年前有机质生烃能力

显生宙沉积有机质富集和生烃潜力受控于初级生产力和保存环境,但元古宙以原核生物为主的广泛厌氧环境对烃源岩发育的控制作用并不清楚.中国华北燕辽盆地中元古界下马岭组发育一套厚达250 m的富有机质烃源岩,主要形成于硫化厌氧和最小含氧带(oxygen minimum zone, OMZ)水体环境,沉积时限约为1400～1360 Ma.选择有代表性的两类黑色页岩样品开展了黄金管热模拟实验,结果表明, 14亿年前富有机质页岩的生油气潜力与显生宙优质烃源岩相当,且明显受控于沉积时的海洋水体环境;硫化厌氧环境的沉积有机质,虽丰度略低(TOC 5%),但生油能力明显高于OMZ环境下的沉积有机质(TOC达12%);两类沉积环境有机质的生烷烃气能力却相反.这说明,厌氧环境不但有利于有机质富集,同时保存了对生油更加有效的富氢脂肪结构;尽管OMZ海洋初级生产力很高,在底层水有氧环境下也能够沉积高丰度的有机碳,但氧化作用使其生油潜力明显降低.研究证实,中元古代海洋环境的动态演化对沉积有机质的母源构成、生烃潜力和产物组成具有重要影响,为深入了解并探索中新元古界的烃源岩发育机制和油气资源潜力提供了一个重要窗口.     

油裂解生气是海相气源灶高效成气的重要途径

干酪根晚期生气潜力和原油裂解气的问题关系到海相高-过成熟地区天然气的来源和勘探前景. 用高磁场固体₁₃C核磁共振技术研究不同类型和演化程度干酪根的结构和油气潜力碳含量, Ⅰ~Ⅲ型干酪根在高-过成熟阶段气潜力碳含量均较低, 表明生气潜力较小, 生气数量有限; 而低成熟Ⅰ型干酪根油潜力碳含量较高, 表明在生油窗阶段大量生油, 为后期发生油裂解生气奠定了物质基础. 原油生气动力学实验表明, 在160℃左右(Ro=1.6%)原油才开始大量裂解形成天然气, 主生气期晚于干酪根的, 但生气数量是干酪根的2~4倍, 这种成因天然气富含甲基环己烷, 具有不同于干酪根晚期热降解气的特征.     

岩石风化碳汇研究的最新进展和展望

自气候变化的岩石风化控制学说提出至今,学界普遍认为,是硅酸盐的化学风化碳汇作用在控制着长时间尺度的气候变化,而在短时间尺度上硅酸盐风化碳汇与碳酸盐风化碳汇也是旗鼓相当的.然而,最新的研究发现,碳酸盐溶解的快速动力学和硅酸盐岩流域中微量碳酸盐矿物的风化在控制该流域溶解无机碳(DIC)浓度和碳汇上的重要性,使得碳酸盐风化碳汇占整个岩石风化碳汇的94%,而硅酸盐风化仅占6%左右.另一方面,水生光合生物对DIC的利用及其形成的有机质(内源有机碳)的埋藏,使得碳酸盐风化碳汇在任何时间尺度气候变化的控制上可能都是重要的.此外,岩石风化碳汇研究的另一重要进展是发现了碳汇随全球变暖和土地利用变化显著增加,即形成了气候变化的负反馈机制.未来应通过岩石风化碳捕获和储存过程及其控制机理的进一步研究,揭示岩石风化碳汇过程及其气候和土地利用调控潜力,以服务于各国应对气候变化的国家政策制定.重点研究:①岩石风化碳汇过程及其物理、化学和生物控制机理;②硅酸盐岩流域中微量碳酸盐矿物的风化在控制流域DIC浓度及其碳汇上的重要性;③陆地水生光合生物利用DIC产生内源有机碳的效率;④气候变化和土地利用调控岩石风化碳汇的潜力.     

满江红鱼腥藻富集三价金离子(Au3+)机理的研究

许多生物能够富集重金属,已经证明一些微藻在水介质中对金离子和其他金属离子有很强的富集能力.对微藻富集贵金属金的研究既有理论方面的意义,也有广阔的潜在应用前景.通过筛选和基因工程手段有可能获得富金能力强的藻种或藻株,并用以从含金自然水体(如地热水)中富集金,及从工矿废水中回收金.另一方面,对富集机理的研究有可能揭示生物成矿的机制,探索利用微藻细胞生产含金蛋白及在生化制药方面应用的可能性.在前人关于微藻富集金的研究中,对富集机理的研究较少,本文研究了满江红鱼腥藻An-abaena azollae(蓝藻或蓝菌门Cyanophyta,Cyanobacteria)经三价金离子(Au~(3 ))诱导培养后,Au~(3 )在培养液和藻细胞之间、在藻细胞的细胞壁及鞘层(Sheath)、胞内蛋白质组分之间的分配,由此探讨了微藻富集Au~(3 )的机理.     

用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一例

美国某地绿河页岩组在油气勘探中提出以下问题 :该地层中的有机质通过热演化达到Ro 为 0 70 %时 ,能否产生高于 80mL/ g (TOC)的甲烷 ?本文用干酪根生烃动力学的方法研究了上述问题 .首先根据热解实验数据推导出甲烷及Ro 的动力学参数 ,并利用这些参数结合待研究地层的沉积埋藏史 ,恢复该地层的古地热史 ,最后计算出有机质在Ro=0 6 9%时所产生的甲烷数量为 96mL/ g(TOC) .结果说明 ,仅从干酪根生烃能力的角度来看 ,该地层中的甲烷应主要为干酪根原地热演化产生的 .     

辽河口海域短链氯化石蜡污染特征及生物富集

短链氯化石蜡(SCCPs)是《斯德哥尔摩公约》拟增列的一类新型持久性有机污染物.本文研究了辽河口海域沉积物和生物样品中SCCPs的含量水平、组成模式、污染来源及生物/沉积物富集因子.结果表明,沉积物中∑SCCPs的浓度为64.9~1683.4 ng/g dw(均值为419.7),生物体中∑SCCPs浓度为1.55~11.9?g/g dw(均值为6.14);沉积物和生物体同系物碳链长度主要以碳10和碳11为主,两者相对含量之和分别为69.5%和84.0%,氯原子数主要以Cl5,Cl6和Cl7为主,三者相对含量之和分别为84.5%和90.8%;辽河口SCCPs主要污染来源为CP-42和CP-52产品的生产及使用,而河流输入是SCCPs主要来源途径之一;∑SCCPs的BSAF平均值为2.34,该值大于1表明软体类动物对SCCPs具有明显的生物富集性;BSAF值与氯原子数呈显著性负相关(P0.05),表明底栖类动物与鱼类的富集行为受理化性质和摄食途径影响差异较大.     

干酪根的~(13)C NMR研究——偶极相移技术的应用

从干酪根的固体~(13)C核磁共振(NMR)交叉极化(CP)魔角旋转(MAS)得到的谱图中,可以直接得出干酪根中有机碳结构的各种信息,用以表征干酪根的类型、成熟度、生烃潜力与演化规律。在这类谱图中,带质子芳碳与桥接芳碳的化学位移互相重叠,限制了我们对芳簇结构的认识。偶极相移的基本原理在于带质子碳与不带质子碳的横向弛豫时间(T′_2)差     

华北北部中元古界洪水庄组埋藏有机碳与古生产力的相关性

总有机碳(TOC)是直接表征古生产力状况的传统指标,但是,TOC并不仅仅受到初始有机质输入量的控制,还可能受到氧化-还原环境和陆源碎屑物输入状况的影响.本文采用元素地球化学指标评价了冀浅1井洪水庄组氧化-还原环境和古生产力状况,进而探讨了埋藏有机碳与古生产力的相关性.碳-硫关系,V/Cr和Mo含量表明,洪水庄组白云岩形成于氧化环境,大部分黑色页岩形成于静海环境.洪水庄组沉积物中P/Ti可类比于被认为是中等-高生产力的日本Ubara二叠-三叠系剖面的P/Ti,Ba/Al仅略低于被认为是高生产力的中加利福尼亚大陆边缘薄层沉积物的Ba/Al,表明洪水庄组沉积期古生产力状况为中等-高.洪水庄组沉积物埋藏有机碳含量与氧化还原环境指标(V/Cr和Mo含量)呈正相关,与反映古生产力的参数(P/Ti和Ba/Al)呈弱或无直接相关性,说明洪水庄组沉积期虽然总体生产力水平较高,但埋藏有机碳含量主要受控于氧化-还原环境,与古生产力之间无直接关系.     

用干酪根生烃动力学方法预测甲烷生成量之一例

美国某地绿河页岩组在油气勘探中提出以下问题 :该地层中的有机质通过热演化达到R^o为0.70 %时 ,能否产生高于 80mL/ g (TOC)的甲烷 ?本文用干酪根生烃动力学的方法研究了上述问题 .首先根据热解实验数据推导出甲烷及R^o 的动力学参数 ,并利用这些参数结合待研究地层的沉积埋藏史 ,恢复该地层的古地热史 ,最后计算出有机质在Ro=0 6 9%时所产生的甲烷数量为 96mL/ g(TOC) .结果说明 ,仅从干酪根生烃能力的角度来看 ,该地层中的甲烷应主要为干酪根原地热演化产生的.     

济阳坳陷湖相烃源岩有机质化学组成特征及其石油地质意义

文中选择了在中国东部具典型意义的陆相断陷盆地济阳坳陷下第三系不同沉积环境的4个未成熟烃源岩, 分别采用氯仿、甲醇-丙酮-氯仿三元试剂和CS₂/NMP超强混合溶剂对烃源岩中有机质的结合方式进行了研究. 结果表明, 不同沉积环境形成的烃源岩中有机质结合方式和组成特征有较大差别. 咸水-半咸水环境下的沙四段烃源岩约有79%的有机质以非共价键的结合方式分布, 表明沙四上亚段源岩中的有机质并非严格意义上的干酪根, 而具有可溶有机质的性质. 这种形式结合的有机质转化生烃所需要的温度较低, 这是东营凹陷的未熟-低熟油主要来自咸水-半咸水环境沙四上亚段烃源岩的根本原因. 微咸-淡水环境沉积的沙三段烃源岩有机质则以共价键的结合方式为主, 约占70%, 这就决定了沙三段烃源岩以干酪根晚期热降解为主, 不易形成未熟-低熟油. 对三种有机溶剂相继抽提后的固体残余物进行生烃热模拟, 获得的氯仿抽提物与三种有机溶剂抽提物做对比发现, 奇偶优势(OEP)主要是可溶有机质的特征, 植烷主要以非共价键的缔合方式存在于可溶有机质中, 这与未熟-低熟油特征相吻合.     

我国海洋沉降颗粒物质的有机地球化学研究——Ⅱ.酮、醛和醇脂类化合物组成特征的地球化学意义

海洋沉降颗粒有机质在海洋环境中扮演着重要的角色,它不仅为海洋生物提供了食物、参与了海洋化学循环,而且为海底沉积物提供了沉积有机质,因此,海洋沉降颗粒有机质的来源、传送和转移过程一直受到人们的关注.海洋沉降颗粒有机质的传送过程可以通过测定沉降颗粒物质的有机碳含量去认识,对它们的来源以及生物和生物化学作用过程则可通过研究其脂类化合物的组成特征而详细了解.笔者首次对我国南、东海沉降颗粒物质进行了有     

未熟-低熟阶段有机质的“两极分化”作用——低温低压加水热模拟实验

用低温低压加水热模拟实验的数据再次验证,在源岩未熟－低熟阶段的热演化过程中,可溶和不可溶有机质都在不断同时发生着“缩聚”和“热解”反应,即“两极分化”作用,可溶和不可溶有机质始终是一个有机联系的整体,相互转化处于平衡动态之中,非烃和沥青质是干酪根与烃类间的重要的中间产物。沥青质是未熟油中烃类的重要来源之一。     

利用电子顺磁共振方法研究沉积盆地源岩有机质热演化

1 实验方法和原理利用电子顺磁共振技术研究沉积盆地有机质,主要基于其自由基的变化.自由基在干酪根演化过程中的变化及由此引起的电子顺磁共振谱线特征的变化,是我们用电子顺磁共振研究有机质热演化的基础.由干酪根自由基的形成过程可知,自由基的数目(浓度)与受热温度有关,随干酪根在热成熟过程中的不断裂解,失去烷基链,自由基浓度也就不断增加;除此以外,干酪根结构中杂原子(O,N,S等)键随演化过程的断裂也会形成自由基.因而可用电子顺磁共振方法(基于自由基浓度的变化)来研究烃源岩的成熟度和盆地的热历史.     

中元古代海洋生物碳泵:有机质来源、降解与富集

碳循环是生命改造地球的最主要途径.海洋是地球上最大的活跃碳库,其储碳-释碳的异常波动对地球表层系统演化具有革命性影响.然而,中元古代无机碳同位素的相对稳定表明,地球碳循环达到了一个相对平衡的状态.因此,研究中元古代海洋中由微生物主导的碳循环对于我们认识地球宜居演化具有重要意义.本文从有机质来源、降解与富集等方面论证了中元古代海洋生物碳泵的主要地球化学过程,提出初始有机质来自以蓝细菌为主的多源生物,有机质降解有反硝化细菌、铁还原菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等多种微生物参与.以中元古界下马岭组为例,定量分析了受初级生产水平和水体氧化还原程度控制的微生物降解作用及降解程度,估算14亿年前的海洋惰性可溶碳库增储可能达1000×10¹²～2500×10¹²t,仅燕辽盆地埋藏的有机碳就达6000×10⁸t.最后,本文讨论了磷、铁供给对海洋碳循环的重要控制作用,提出未来开展高精度沉积地球化学解析和多元素循环精细建模研究的必要性.