伊陕斜坡东南部延长组页岩气地球化学特征分析

鄂尔多斯盆地陆相页岩气勘探潜力巨大,但对于陆相页岩气成因类型的研究相对滞后,限制了对页岩气的进一步勘探和开发。通过综合化学组分分析和碳、氢同位素分析的手段对伊陕斜坡东南部延长组页岩气和原油伴生气的地球化学特征及成因进行研究。研究结果表明延长组页岩气(生产气和真空解吸气)和原油伴生气都以烷烃类气体为主,其中甲烷含量都小于95%,非烃气体含量比较低。页岩解吸气中,非烃气体比例相对较高,且氧气含量异常高,这与解吸装置密封性不好或者装置本身残留空气清除不彻底有关。页岩气和原油伴生气的甲烷含量低、干燥系数(C_1/C_(1~5))主要集中在0.6~0.9之间、C_2/C_3都小于3,δ~(13)C_1值分布于-52.0‰~-44.9‰之间、δ~(13)C_2值都小于-29‰,δ~(13)C_3值都小于-25.5‰和δD_1都小于-150‰,指示研究区页岩气和原油伴生气以陆相环境热成因的热解湿气(油型气)为主。页岩气和原油伴生气样品有相对高的正庚烷含量和正构烷烃(nC_(5-7))含量,δ~(13)C_2值分布于-41.1‰~-31.1‰之间,说明延长组页岩气与原油伴生气都属于偏腐泥型天然气。此外,延长组页岩气和原油伴生气碳同位素系列基本都属正碳同位素系列,且δ~(13)C_1与δ~(13)C_2值,δ~(13)C_2值与δ~(13)C_3值有较好的正相关关系,这也表明页岩气和原油伴生气具有相同或相似的母质来源。     

碳稳定同位素比质谱法对海上溢油中燃料油及原油的鉴别

采用稳定同位素比质谱法对船用燃料油和马来西亚、伊拉克和中国大庆原油中正构烷烃单体烃的碳稳定同位素比（δ13 C）进行分析对比,归纳总结两者δ13 C的特征．实验结果显示：船用燃料油的δ13 C为－32．0±0．6,其单体烃的δ13 C波动范围较大;马来西亚原油的δ13 C为－27．0±0．4,伊拉克原油的δ13 C为－27．9±0．5,大庆原油的δ13 C为－31．4±0．4,其单体烃的δ13 C都具有波动范围小的特点．从原油产地的地理位置来看,越靠近赤道,其δ13 C越高．船用燃料油是原油加工出来的成品油,因而根据两者δ13 C平均值的相似性或差异性可推断其是否有亲缘关系．油品中δ13 C特征差异可为海上溢油种类的鉴别和溯源提供一个有效的技术支撑．     

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。     

塔里木盆地塔东英南2气藏气源分析

英南2凝析气藏天然气属富氮湿气,烃类气体体积分数一般为78.86%~87.67%;甲烷68.92%~76.67%,重烃气体为9.17%~14.01%,非烃气体氮气为13.89%~21.07%,甲烷和乙烷的碳同位素分别为-38.6‰~-36.2‰和-30.9‰~-34.7‰.根据天然气组分、天然气碳同位素的特征,认为英南2凝析气藏的天然气来源于高过成熟的下古生界海相寒武系—下奥陶统腐泥型干酪根形成的原油裂解气,同时应用ln(C2/C3)-ln(C1/C2)及δ13C2-δ13C3与ln(C2/C3)判识模式也印证了英南2气藏气源为原油裂解气,气藏凝析油中存在高含量的金刚烷,指示原油经历了裂解,裂解程度为80%~90%.     

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.     

石笋碳同位素在古环境研究中的应用

在同位素平衡条件下洞穴上覆不同植被类型对石笋碳同位素组成影响最大,可以用石笋δ~(13)C记录重建C4/C3植被变化。C4较C3植被在暖干气候条件下更具生长优势,而一些研究中石笋δ~(13)C值偏正记录的C4/C3植被高比值与冷干气候条件相对应,似乎有待商榷。石笋δ~(13)C记录会滞后于δ18O记录,并且这种滞后有可能在记录冷事件方面表现更明显。非平衡分馏条件下的非生物因素会和生物因素叠加在一起影响石笋碳同位素组成变化,故在用石笋δ~(13)C记录解释气候变化之前,一定要先准确地识别出非生物因素。未来石笋碳在古环境中的应用还需借助模型定量化评估影响石笋碳同位素组成因素为突破点。     

丁酸甲烷发酵优势菌群的选育及其丁酸降解特性

选育以产氢产乙酸菌为优势的复合菌群,对于开发基于强化产氢产乙酸菌群功能作用的高效厌氧生物处理技术具有重要意义。研究表明,以厌氧折流板反应器中的厌氧活性污泥为出发菌群,通过丁酸盐培养基的定向培育,可选育到以降解丁酸的产氢产乙酸菌和产甲烷菌为优势的复合菌群。该菌群在初始pH 7.0、初始丁酸浓度9 319 mg/L和35℃等条件下,经过27 d的培养,其丁酸降解率达到95%,平均降解速率为39.2 mg/d,累积产气量为290 mL,丁酸的比产气速率达到3.95 mL/g,发酵气中的CH_4含量为61%,CO_2含量为22%。     

新场地区上三叠统须五段陆相页岩层系非常规天然气特征与成因

除下古生界海相页岩具有页岩气开采的价值外,四川盆地陆相领域页岩层序也非常发育;其中川西坳陷须五段获得突破,但其非常规天然气地球化学特征十分复杂、成因类型多样,开展非常规天然气特征和成因的研究对于有效的认识四川盆地陆相页岩的勘探开发前景具有重要意义。在对川西坳陷上三叠统须五段陆相页岩层序天然气组分和同位素特征分析的基础上,结合该区实际地质条件的分析,研究了天然气的成因类型、天然气成熟度和天然气的赋存状态。结果表明:须五段天然气主要为烃类气体,甲烷含量、干燥系数变化大;但平均值较低,烷烃同位素具有δ13C1δ13C2δ13C3δ13C4的正常序列分布特点;但甲烷碳同位素值(δ13C1)变化大,在-44.4‰~-27.1‰之间;乙烷碳同位素值明显偏轻,介于-28.1‰~-22.9‰之间。须五段天然气为典型煤型气,具有成熟-中等成熟阶段热成因气的特征;天然气为吸附气与游离气的混合气体,但以吸附气为主,在生产过程中,由于同位素的分馏效应,导致天然气甲烷碳同位素偏重。     

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.     

苏北黄桥地区二氧化碳气的地球化学特征及成因探讨

黄桥地区奥陶系至二叠系发现高浓度CO_2气藏,志留系和泥盆系还含少量凝析油(比重0.7716)。气样经分析含CO_2 80—90%,N_2 5%±,CH_4少量,δ~(13)C_(co_2)为-287——5.88‰。本区古生代地层曾经历过深成作用阶段后期(凝折油阶段)和变质作用阶段早期(石油裂解阶段)的过程。CO_2是由古生代地层中的有机质和原油经热裂解后高度转化而成。并和地层中的碳酸盐岩热解产生的气体混合,是一种混合成因的气体。     

湖南羊角脑铀矿床碳氧同位素地球化学研究

羊角脑铀矿床是鹿井矿田南部的一个中型矿床,该矿床矿体主要受断裂破碎带控制,碳酸盐化与铀矿化关系密切。对羊角脑铀矿床不同期次的方解石脉进行碳氧同位素分析。该矿床成矿早期、成矿期、成矿晚期都发育方解石脉,从成矿早期→成矿期→成矿晚期,方解石的δ~(13)C_(PDB)值有明显降低的趋势,而δ~(18)O_(SMOW)值成矿早期最低,成矿期与成矿晚期方解石的δ~(18)O_(SMOW)值变化范围与平均值相似。羊角脑矿床成矿早期方解石δ~(13)C_(PDB)介于-5.0‰~-6.4‰,平均值为-5.8‰,与幔源CO_2的碳同位素变化范围与平均值相似,而成矿期与成矿晚期由于CO_2发生脱气作用引起的同位素分馏而降低,表明该矿床成矿流体中的碳来自地幔去气作用,方解石的δ~(13)C-δ~(18)O组成呈负相关关系,进一步证实羊角脑铀矿床成矿流体中CO_2矿化剂是地幔去气作用形成。     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

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。     

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.     

鄂尔多斯盆地南部页岩气地化特征及成因

对鄂尔多斯盆地南部页岩气井进行井口生产气取样、岩心解析气取样,进行天然气组分分析和碳氢同位素测试。明确了延长组长7段、长9段天然气组分特征,碳氢同位素特征,结合天然气分析相关图版探讨了天然气的成因类型及来源。结果表明,研究区天然气为有机成因气,干燥系数小,含有一定量的重烃成分,属于典型的湿气,排除了生物气及高温裂解气的可能。乙烷碳同位素特征及天然气类型图版分析表明该区页岩气为典型的油型气。长7段页岩气碳同位素组成序列整体为δ13 C1﹤δ13 C2﹤δ13 C3﹤δ13 C4,为正常序列,少量样品显示同位素反转,长9段长7段页岩气碳同位素组成序列为δ13 C1﹤δ13 C2﹤δ13 C3﹤δ13 C4。认为长7段页岩气来自本层段张家滩页岩,但局部地区存在运移通道,发生了天然气混合,长9段页岩气来自于长9段李家畔页岩。     

内陆湖泊贝壳碳酸盐碳氧同位素组成与古气候研究

通过对江川湖盆沉积物中螺壳化石样品的处理和分析,测定了贝壳碳酸盐的δ~(13)C值和δ~(18)O值。结合孢粉资料,研究贝壳碳酸盐碳氧同位素分布及变化,对江川湖盆的古气候及盆地演化提供有用的信息。     

太原城区空气颗粒物中多环芳烃的碳同位素组成研究

报道了太原城区空气颗粒物中多环芳烃(PAHs)化合物的稳定碳同位素组成特征,并讨论了多环芳烃的来源.气相色谱/燃烧系统/同位素质谱(GC/C/IRMS)分析表明,PAHs的δ13C值在非采暖季为-25.1‰～-27.2‰,采暖季为-23.8‰～-28.6‰.统计表明,不同采样点的样品中PAHs的δ13C区别不明显 (0.2‰＜σ＜ 0.9‰).两个季节四环多芳香烃化合物荧蒽、芘和苯并(a)蒽的δ13C没有明显的区别,δ13C的范围为-23.8‰～-25.9‰.随着分子量的增大其化合物的碳同位素组成富集13C 的能力减小,非采暖季的苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘和苯并(ghi)苝的δ13C值分别为-27.2‰、-26.5‰和-25.4‰,采暖季为-26.1‰、-28.6‰和-24.1‰.利用二元复合同位素模型,估算了机动车尾气和煤的燃烧对太原城区苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘和苯并(ghi)苝的贡献,机动车尾气排放对苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘和苯并(ghi)苝的贡献率分别为50%、44%和35%;煤的燃烧产生的烟尘对其贡献为50%、56%和65%,太原市城区五环和六环多环芳烃污染是机动车排放和煤的燃烧为主的复合性污染.     

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.     

准噶尔盆地陆梁地区油气运移方向研究

对准噶尔盆地陆粱地区油气运移方向的研究结果表明，陆粱油田的油气可能来源于盆1井西凹陷和玛湖凹陷。进一步对两者油气可能运移路径的构造形态和运移通道条件进行了分析，认为盆1井西凹陷的油气运移路径为一继承性的斜坡，深部的逆断裂和不整合面、中部的正断层及浅部的大变砂砾岩体可作为油气运移通道，其油气运移条件较玛湖凹陷有利。在此基础上，利用生物标志化合物ω(甾烷C29ααα20S)/ω(20S十20R)和ω(C29ββ)／ω(ββ αα)、烷烃碳同位素δ^13C和原油碳同位素δ^13C、原油物性等指标在油气二次运移过程中发生的运移效应并结合流体势进行分析认为，陆粱地区主要的油气运移方向为西南-东北向。证实了盆1井西凹陷是该区主要的生油凹陷。     

杏四～六面积北部聚驱后微生物对原油的降解作用研究

2001年大庆油田杏四～六面积北部开始聚驱,油水样品选自该区两口试验井,通过对两种不同激活配方培养20 d后的培养液评价得到:微生物在②号原油降解样品激活体系中的生长情况较好,20 d后菌浓可以达到108,排油圈在7 d后达到最大17 cm;微生物菌群分布结构较所加入水样的分布结构发生了明显变化,部分非优势菌被激活;其中鞘氨醇杆菌属(Sphin-gobacterium)、油杆菌属(Petrobacter)、拟芽孢杆菌属(Paenibacillus)等都在采油过程中发挥着重要的作用。微生物作用后原油的四组分变化明显,其中饱和烃由原始样品的63.11%增加到66.27%,沥青质由4.57%下降为2.81%;气相色谱和色质联用数据显示:原油经微生物降解后主峰碳由C21变为C23,①原油降解样品的Pr/Ph值由原始的1.062增加为1.156,且随生物降解作用的进行,Pr/nC17和Ph/nC18值均不断增大,大庆原油的∑nC21-/∑nC22+值均发生了不同程度的降低,其中②原油降解样由原始的0.915下降为0.685;大庆原油中萘系列化合物和菲系列化合物含量占到了芳烃化合物含量的80%以上,菲系列化合物的含量达到52.71%,"三芴"系列化合物的含量为11.28%,艹屈系列和联苯系列化合物的含量分别为3.76%和0.59%,其他芳烃化合物的总含量为4.34%;在微生物作用下多环芳烃中支链的甲基很容易被降解。