排油对深层烃源岩轻质油/凝析油生成潜力、组成和相关地球化学指标的影响——来自Ⅰ型干酪根热模拟实验的结果

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作者 王竞臣 陈键 +2 位作者 贾望鲁 詹兆文 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第4期493-503,共11页

以轻质油/凝析油和天然气为代表的深层油气是我国目前油气资源勘探的重点领域之一。这些油气资源往往来自经历排油的深层成熟烃源岩。然而,排油在深层轻质油/凝析油生成演化中的作用研究较少。本研究选择松辽盆地青山口组Ⅰ型干酪根,设... 以轻质油/凝析油和天然气为代表的深层油气是我国目前油气资源勘探的重点领域之一。这些油气资源往往来自经历排油的深层成熟烃源岩。然而,排油在深层轻质油/凝析油生成演化中的作用研究较少。本研究选择松辽盆地青山口组Ⅰ型干酪根,设置排油干酪根、排出油以及未排油干酪根3个系列热解实验,通过对比排油过程对热演化晚期烃源岩轻质油/凝析油生成潜力和化学组成的影响,并检验用于母源和沉积环境指示、成熟度表征及油源对比的轻烃地球化学指标在深层阶段的适用性。结果显示,排油显著降低烃源岩在热演化晚期轻质油/凝析油的绝对生成量和相对生成比例,但在轻质油/凝析油中产生更高比例的芳烃化合物。排油使烃源岩的轻质油、凝析油气、湿气及干气阶段提前,凝析油气阶段范围变窄。在高-过成熟阶段,轻烃化合物大规模裂解,大多数轻烃地球化学指标发生显著变化而失去指示意义,但排油过程对大多数轻烃地球化学指标的演化规律没有明显影响。本研究对我国深层油气资源勘探具有一定指导意义。 展开更多

关键词 排油 烃类生成 热模拟 轻烃 轻烃参数

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羌塘东部玉树地区阿多中三叠世A型流纹岩地球化学特征、成因及其地质意义

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作者 许传兵 王强 +7 位作者 王军 但卫 刘金恒 李五福 王秉璋 李善平 王春涛 王子龙 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期712-723,共12页

本文报道了羌塘东部玉树地区阿多流纹岩的锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析结果。锆石SIMS定年结果为244.6±4.4 Ma(MSWD=0.5,n=17),表明其形成于中三叠世。流纹岩富硅(SiO_(2)=69.31%~73.42%),贫镁(MgO=0.27%~0.45%),富碱(Na_(2)O+K... 本文报道了羌塘东部玉树地区阿多流纹岩的锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析结果。锆石SIMS定年结果为244.6±4.4 Ma(MSWD=0.5,n=17),表明其形成于中三叠世。流纹岩富硅(SiO_(2)=69.31%~73.42%),贫镁(MgO=0.27%~0.45%),富碱(Na_(2)O+K_(2)O=7.42%~10.00%),富集轻稀土元素以及Zr、Hf、Th和U等元素,亏损Sr、Eu、Nb、Ta、P和Ti等元素。岩石具有高的10000×Ga/Al(3.25~4.66),Zr(566~725μg/g)、Zr+Nb+Ce+Y(744~1532μg/g)以及锆石饱和温度(平均927℃),表明其具有A_(2)型花岗质岩石的地球化学特征。流纹岩具有比较均一且正的ε_(Nd)(t)值(+0.52~+1.01)和较年轻的两阶段Nd同位素模式年龄(939~977 Ma),显示其源区有新生地壳组分,可能来自新生地壳物质的部分熔融。结合区域地质资料,认为该流纹岩可能形成于古特提斯洋板片北向俯冲引起的弧后拉张环境。 展开更多

关键词 锆石U-PB定年 A型流纹岩 古特提斯洋 羌塘东部 青藏高原

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喀左盆地九佛堂组黑色页岩地球化学特征及其地质意义

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作者 卢峥安 林钦 +1 位作者 孙明道 徐义刚 《地球化学》 北大核心 2025年第4期617-625,I0013,共10页

辽西朝阳-凌源地区喀左盆地主要由早白垩世阿普特阶九佛堂组湖相黑色页岩组成。九佛堂组承载热河生物群晚期沉积历史,其湖泊水环境具有重要研究意义。本文对喀左盆地中部九佛堂村-旧烧锅村九佛堂组建组剖面以及盆地西南缘佛爷洞乡九佛... 辽西朝阳-凌源地区喀左盆地主要由早白垩世阿普特阶九佛堂组湖相黑色页岩组成。九佛堂组承载热河生物群晚期沉积历史,其湖泊水环境具有重要研究意义。本文对喀左盆地中部九佛堂村-旧烧锅村九佛堂组建组剖面以及盆地西南缘佛爷洞乡九佛堂组湖相黑色页岩开展野外地质调查与露头采样工作,分析14件样品的全岩主量和微量元素组成。结果表明,九佛堂组黑色页岩的CaO与MgO含量、烧失量呈正相关关系,与SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O含量呈负相关关系,指示化学沉积与陆源碎屑输入的波动。微量元素组成与平均大陆上地壳组成相近,指示长英质上地壳物源。喀左盆地黑色页岩整体富集Li、Cs、Rb等水溶性元素,指示蒸发浓缩作用。毗邻的建昌、朝阳等盆地九佛堂组水溶性元素富集特征较弱,且沉积厚度显著小于喀左盆地。因此,喀左古湖为内流盐湖,是区域汇水中心。喀左盆地九佛堂组下部出现Li-Cs含量异常升高现象,推测其与全球规模的火山喷发和气候变化有关。 展开更多

关键词 早白垩世 阿普特阶 九佛堂组 黑色页岩 元素地球化学 富锂盐湖

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页岩成熟过程中微观力学性质演化的控制因素——以鄂尔多斯盆地长7段页岩模拟实验为例

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作者 施健飞 王建丰 +4 位作者 刘大永 吴凯 孔庆芬 王强 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第2期224-233,共10页

选取鄂尔多斯盆地西北缘郭43井长7段低熟富有机质页岩的岩心样品,加工成柱状后,在320~500℃范围内设置10个温度点,通过半封闭体系模拟实验,获得了一系列不同成熟阶段(0.55%<R_(o)<2.95%)的页岩样品。对页岩样品开展有机地球化学... 选取鄂尔多斯盆地西北缘郭43井长7段低熟富有机质页岩的岩心样品,加工成柱状后,在320~500℃范围内设置10个温度点,通过半封闭体系模拟实验,获得了一系列不同成熟阶段(0.55%<R_(o)<2.95%)的页岩样品。对页岩样品开展有机地球化学、核磁共振及400 mN条件下的纳米压痕仪实验。结果表明:在成熟过程中,随生排烃作用的进行及有机大分子结构的演化,页岩弹性模量呈现320~400℃快速上升、420~440℃显著下降、在更高的温度点恢复高值并保持稳定的趋势;页岩硬度呈现先降后升的趋势。页岩中较高的残留烃含量会略微降低弹性模量与硬度。420~440℃弹性模量的显著降低与页岩有机质孔隙的大量形成有关。热成熟过程中,页岩力学性质的变化受总有机碳(TOC)含量、有机质大分子演化及生排烃特征的共同作用。 展开更多

关键词 页岩 热模拟实验 弹性模量 硬度 残留烃

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线理对长英质糜棱岩强度影响的实验研究

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作者 张洪通 郑小东 +2 位作者 姜哲轩 李建峰 宋茂双 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第4期925-936,共12页

为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验... 为探讨线理对长英质糜棱岩强度的影响,本次研究通过对面理面(xy面)内沿与线理方向(x方向)呈不同角度(0°、30°、45°、60°、90°)钻取圆柱样品,并在Paterson气体介质高温高压流变仪上进行轴向压缩变形实验。实验条件设定为:围压约300 MPa、温度850~975℃、应变速率3×10^(-6)~10^(-4)s^(-1)。变形过程中,稳态加载差应力范围为69~576 MPa;岩石强度受与x方向夹角控制:沿x方向压缩时强度最大,从x方向到与x方向呈30°夹角时压缩强度快速降低(~36.6%),随后从30°到60°方向压缩强度缓慢降低,而沿y方向的压缩强度较60°方向略有回升。利用幂律流变方程拟合岩石力学数据时,去除850℃下压缩方向为y方向和900℃下压缩方向为x方向的两个稳态差应力σ>300 MPa(围压)的数据后,获得的视应力指数na为4.9~7.9,且随温度升高而减小。显微结构观察显示,黑云母出现弯曲、褶皱现象,颜色变暗、解理模糊、颗粒细化,并发生脱水反应,同时诱导长石和石英部分熔融。结合视应力指数na>3的结果,表明长英质糜棱岩的主要变形机制为位错滑移和位错攀移,在低温高应力条件下伴随有脆性破裂的参与。 展开更多

关键词 线理 长英质糜棱岩 应力指数 位错蠕变

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准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解生气动力学实验研究与油裂解生气转化率预测

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作者 米巨磊 李二庭 +6 位作者 张宇 白海枫 蔡航新 边圆圆 张泽伟 于双 潘长春 《地球化学》 北大核心 2025年第4期504-514,共11页

准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解气资源日益受到石油公司的高度重视。本研究对沙湾凹陷沙排3井湖相油样进行裂解生气动力学模拟实验及重复实验,两次实验甲烷最高产率分别为420.8 mg/g和425.5 mg/g,总气态烃(∑C_(1~5))最高产率分别为482.5 mg/... 准噶尔盆地沙湾凹陷油裂解气资源日益受到石油公司的高度重视。本研究对沙湾凹陷沙排3井湖相油样进行裂解生气动力学模拟实验及重复实验,两次实验甲烷最高产率分别为420.8 mg/g和425.5 mg/g,总气态烃(∑C_(1~5))最高产率分别为482.5 mg/g和489.1 mg/g。依据两次实验的产率数据,应用生烃动力学软件Kinetic 2000,求取油裂解生成∑C_(1~5)动力学参数:频率因子均为1.0×10^(15)s^(-1),活化能加权平均值分别为63.05 kcal/mol和63.68 kcal/mol。将油裂解生成∑C_(1~5)转化率10%~80%定义为“裂解窗”,在地质条件下(升温速率1℃/Ma),SP3油样处于“裂解窗”的温度范围为176~207℃,成熟度范围为Easy R_(o)=1.60%~2.42%。依据沙排3井油裂解生气动力学参数,推算准噶尔盆地沙湾凹陷沙湾1井圈闭构造石炭系(C)、二叠系佳木河组(P_(1)j)和风城组(P_(1)f)储层油裂解生气转化率现今均高于80%,越过原油“裂解窗”,只能找到气藏。而中二叠统夏子街组(P_(2)x)和下乌尔禾组(P_(2)w)中间层段储层油裂解生气转化率现今分别为50%和27%,处于原油裂解窗中期和早期,仍以油藏为主。 展开更多

关键词 油裂解实验 油裂解生气动力学 油裂解窗 准噶尔盆地沙湾凹陷

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末次冰盛期深海海水盐度的模拟研究及其应用

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作者 王浩岚 陈毅凤 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第5期140-150,共11页

末次冰盛期古盐度重建对于理解海洋环流格局和全球气候变化具有关键作用。然而深海古盐度替代指标缺乏,其重建相当困难。近年来,基于一维扩散-移流模型对深海上层沉积物孔隙水氯离子浓度([Cl^(−)])深度剖面的模拟,为重建末次冰盛期深海... 末次冰盛期古盐度重建对于理解海洋环流格局和全球气候变化具有关键作用。然而深海古盐度替代指标缺乏,其重建相当困难。近年来,基于一维扩散-移流模型对深海上层沉积物孔隙水氯离子浓度([Cl^(−)])深度剖面的模拟,为重建末次冰盛期深海盐度提供了突破性方法。本文综述了一维扩散-移流模型重建深海海水盐度的研究进展,总结了模型中孔隙度、有效扩散系数和移流速率等参数的计算方法及其适用条件,并分析了模拟结果的不确定性及其影响因素。现有模拟结果表明,末次冰盛期南大洋深层水盐度显著高于北大西洋,驱动南极底层水向北大西洋扩张;末次冰盛期太平洋深海盐度的梯度证实了末次冰盛期太平洋深层水的环流路径与现今基本一致。末次冰盛期深海盐度数据不仅验证了古海洋环流模型的可靠性,还为量化末次冰盛期经向翻转环流强度及深层水输送量提供关键约束。未来该研究可以拓展到中层海水及边缘海古盐度的重建,同时还应该增加南大洋和西北太平洋的深海盐度重建研究,以深化对末次冰盛期海洋-气候相互作用机制的理解。 展开更多

关键词 末次冰盛期 深海盐度 孔隙水[Cl^(−)] 一维扩散-移流模型

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高温地质过程硅同位素分馏作用:研究进展与展望

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作者 欧阳一帆 郭锋 《地球化学》 北大核心 2025年第4期595-606,共12页

硅(Si)是地球上丰度第三高的元素,存在3个稳定同位素(^(28)Si、^(29)Si和^(30)Si)。由于3个同位素之间存在较大质量差异,在地质过程中容易发生同位素分馏作用。岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏,即高硅较低硅岩石具有更重的Si同位... 硅(Si)是地球上丰度第三高的元素,存在3个稳定同位素(^(28)Si、^(29)Si和^(30)Si)。由于3个同位素之间存在较大质量差异,在地质过程中容易发生同位素分馏作用。岩浆演化过程会导致Si同位素的平衡分馏,即高硅较低硅岩石具有更重的Si同位素组成(如δ^(30)Si)。尽管如此,由于Si仅具有一种价态(Si^(4+)),而且Si不容易形成挥发性化合物,因此相对于低温环境下的分馏,Si在高温环境下的同位素分馏程度有限。随着处理方法和分析仪器的发展(碱熔法、LA-MC-ICP-MS和SIMS原位矿物分析等),高精度Si同位素(δ^(29)Si和δ^(30)Si)分析取得长足进步,分析精度(2σ)已优化到0.10‰,能够探测到高温地质过程中发生的细微Si同位素分馏。与此同时,矿物原位Si同位素分析技术的发展为开展Si同位素在固体地球科学的应用提供了技术支撑。近年来,Si同位素地球化学在高温地质领域的应用取得许多进展和突破,如太阳系星云形成与演化、冥古宙水-岩作用记录、太古宙TTG成因和俯冲带物质循环过程等。本文简单回顾Si同位素地球化学性质、Si同位素测试方法的发展和近十年来运用Si同位素示踪高温地质过程等方面的研究进展,并对高温岩浆过程中Si同位素分馏的应用前景和未来研究方向进行展望。 展开更多

关键词 硅同位素 同位素分馏 高温地质过程 进展与展望

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粤中白云山(广州‒博罗)片麻状花岗岩锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素特征

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作者 杨东生 傅斌 程浩 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期739-751,I0028,I0029,共15页

华南早古生加里东造山运动产生了大量的过铝质花岗岩,对这些花岗岩形成与壳幔相互作用关系的认识仍存在分歧。白云山地区是联系云开地体和武夷地体的重要枢纽,地表露头分布着众多加里东期片麻状花岗岩。本文对两个片麻状花岗岩进行了LA-... 华南早古生加里东造山运动产生了大量的过铝质花岗岩,对这些花岗岩形成与壳幔相互作用关系的认识仍存在分歧。白云山地区是联系云开地体和武夷地体的重要枢纽,地表露头分布着众多加里东期片麻状花岗岩。本文对两个片麻状花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf-O同位素分析,旨在明确有关岩体母岩浆的深部源区属性及地幔对成岩的物质贡献。广州帽峰山和博罗下峒的花岗岩形成年龄分别为449.5±2.5 Ma和426.0±4.7 Ma,结合前人资料,白云山地区加里东期岩浆活动的时间可大致约束在450~430 Ma之间,对应加里东造山带构造转换(约400 Ma)的前后时间段。下峒花岗岩中3个锆石捕虏晶的年龄为496±8.5 Ma,有关的岩浆活动或地壳深熔作用代表着华南早古生代郁南运动在白云山地区的响应。帽峰山花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值和δ^(18)O值分别为–4.4~–0.9和3.58‰~7.26‰,反映其母岩浆衍生自区内中元古代中期地壳物质的部分熔融。下峒花岗岩中岩浆锆石ε_(Hf)(t)值和δ^(18)O值分别为–20.4~–1.8和8.32‰~11.2‰,且含丰富的残留锆石和少量捕虏晶锆石,表明其岩浆源区主体为新太古‒早中元古代地壳,但有更晚形成地壳物质的明显同化。 展开更多

关键词 华南加里东造山带 白云山 花岗岩 锆石U-PB年代学 HF-O同位素

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川南地区深层页岩孔隙水对纳米孔隙结构的影响及其地质意义

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作者 高海涛 程鹏 +3 位作者 吴伟 罗超 李腾飞 田辉 《地球化学》 北大核心 2025年第2期234-247,共14页

川南地区泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩是我国页岩气勘探的重要目标,但对该套页岩的含水性特征还缺乏深入认识。本研究对泸州区块钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥状态下的孔隙结构分析,系... 川南地区泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩是我国页岩气勘探的重要目标,但对该套页岩的含水性特征还缺乏深入认识。本研究对泸州区块钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥状态下的孔隙结构分析,系统研究该套深层页岩的含水性特征及其对纳米孔隙结构的影响。结果表明:该套页岩的孔隙含水量较低,介于5.53~9.33 mg/g之间,平均为7.44 mg/g;页岩孔隙含水量与黏土矿物含量呈显著的正相关关系,表明孔隙水主要储集在页岩无机孔中;孔隙水在不同孔径纳米孔中的分布不同,主要赋存在孔径<10 nm的孔隙之中,并且可能完全堵塞孔径<0.5 nm的微孔。泸州区块五峰组–龙马溪组深层页岩中孔隙水对不同孔径孔隙的影响程度存在显著差别。相对于干燥状态,实取状态下页岩有效孔比表面积平均占比77.90%,其中微孔和非微孔提供的有效比表面积基本相似,两者占比分别为37.13%和40.77%;有效孔体积占比74.74%,非微孔的贡献显著大于微孔,两者占比分别为66.20%和8.54%。因此,地质条件下页岩中的吸附气主要富集在微孔和非微孔之中,而游离气可能主要储集在非微孔中。 展开更多

关键词 孔隙水 深层页岩 孔隙结构 含水性模型 五峰组–龙马溪组

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沉积物中烯烃化合物的硫化反应机理——基于1-十六烯和角鲨烯的硫化反应模拟实验

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作者 马建华 廖玉宏 +1 位作者 蒋彬 史权 《地球化学》 北大核心 2025年第2期188-199,共12页

早成岩阶段,沉积有机质与无机还原硫之间的硫化反应是有机硫化物形成的主要途径之一。烯烃化合物是沉积有机质中的重要活性组分,也是硫化反应的重要前体物,但对于其硫化反应机理及动力学过程的研究较少。本研究以1-十六烯和角鲨烯作为... 早成岩阶段,沉积有机质与无机还原硫之间的硫化反应是有机硫化物形成的主要途径之一。烯烃化合物是沉积有机质中的重要活性组分,也是硫化反应的重要前体物,但对于其硫化反应机理及动力学过程的研究较少。本研究以1-十六烯和角鲨烯作为有机质底物,以硫单质、NaHS以及二者的混合物为硫源,模拟早成岩阶段沉积有机质的硫化反应过程,监测不同反应条件下有机质底物和硫化产物的组成和浓度的时间变化,并在此基础上分别计算1-十六烯和角鲨烯形成不同类型有机硫化物的动力学参数,分析硫化反应的影响因素,探讨沉积物中烯烃化合物的硫化反应机理。结果表明:在温和条件下,多价态无机硫混合物相对于硫单质或NaHS更活跃,可以与烯烃快速发生硫化反应;硫化反应中,单个或孤立的双键更容易形成硫醇,而共轭双键倾向于形成含硫杂环,如1-十六烯的硫化产物主要为十六烷基-2-硫醇,而角鲨烯的硫化产物主要为含有1~3个含硫杂环的化合物。除受双键数目的限制外,硫化反应速率与硫化产物类型还受空间位阻效应的影响;1-十六烯和角鲨烯与多价态无机硫混合物发生的硫化反应均符合一级反应动力学模型。角鲨烯的硫化反应呈现出阶段性特征,即先形成含硫杂环较少的化合物,然后形成含有多个含硫杂环的化合物,形成的产物中含硫杂环数量越多,反应速率常数越小。 展开更多

关键词 1-十六烯 角鲨烯 有机硫化物 硫化反应

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大环烷烃类生物标志物研究进展

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作者 孟宪新 卢鸿 +1 位作者 敖添 彭平安 《沉积学报》 北大核心 2025年第4期1264-1274,共11页

【意义】大环烷烃是一类具有单环结构而环碳数较大(n>10)的饱和脂肪烃类化合物,在油页岩、原油、土壤及高等植物中均有检出,其具有确切的生物母源信息,可以清晰地指示样品的原始沉积环境。大环烷烃碳数范围不固定,与长链烷基烯烃、... 【意义】大环烷烃是一类具有单环结构而环碳数较大(n>10)的饱和脂肪烃类化合物,在油页岩、原油、土壤及高等植物中均有检出,其具有确切的生物母源信息,可以清晰地指示样品的原始沉积环境。大环烷烃碳数范围不固定,与长链烷基烯烃、烷基环己烷等化合物相比,不仅在色谱上具有相同的等间距流出特征,而且它们的质谱分子离子(C_(n)H_(2n))和特征碎片离子(m/z 97、111、125)也一模一样,极易造成误判,亟须对其结构特征进行精准厘定。【进展】系统梳理了相关的文献,并以澳大利亚悉尼盆地藻烛煤(torbanite)为对象,分离纯化单体化合物后完成核磁(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)结构解析;类比环己烷断裂模式,提出三条质谱裂解途径,完整阐释了其特征碎片的生成机制;进一步归纳了大环烷烃可能的生物合成路线。【结论与展望】NMR结构鉴定表示大环烷烃具有特殊的单体饱和环烷烃结构。Torbanite中丛粒藻来源的大环烷烃类化合物最初的生物前体可能是长链的油酸,经长链不饱和聚醛中间体最终环化而成。未来可以逐步完善高等植物来源的大环烷烃的生物合成途径,并对其相关比值参数进行归纳总结以应用于实际地质样品中。 展开更多

关键词 大环烷烃类化合物 torbanite NMR结构鉴定 质谱碎片断裂规律 生物化学合成途径

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行星蒸发作用及其效应的研究进展

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作者 卢文华 李元 《地球化学》 北大核心 2025年第3期390-402,共13页

太阳系早期,从太阳星云冷凝下来的硅酸盐可能在随后的热事件中受热熔融,导致行星物质蒸发。蒸发作用往往伴随显著的元素分异和同位素分馏效应,从而影响天体的总体化学组成。因此,查明蒸发作用的效应对深入认识地球和其他天体的形成和演... 太阳系早期,从太阳星云冷凝下来的硅酸盐可能在随后的热事件中受热熔融,导致行星物质蒸发。蒸发作用往往伴随显著的元素分异和同位素分馏效应,从而影响天体的总体化学组成。因此,查明蒸发作用的效应对深入认识地球和其他天体的形成和演化过程具有重大意义。近年来,系列高精度分析测试技术的进步使大量蒸发作用发生的证据得以在陨石和地球样品中识别。本文总结了目前行星蒸发作用研究中在观测、实验以及模拟等方面取得的认识,以促进其在我国的进一步发展。 展开更多

关键词 早期地球 行星蒸发 同位素观测 高温实验 新进展

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大容山-十万大山花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年代学研究

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作者 蒙杨 夏小平 +4 位作者 何斌 祁家明 徐健 马思源 岳玉凡 《地球化学》 北大核心 2025年第5期679-694,I0003-I0008,共22页

大容山-十万大山S型花岗岩呈带状产出,形成于超高温条件,其岩石成因及构造属性对理解晚古生代-早中生代华南大地构造演化及动力学机制具有重要意义。然而,该地区位于古特提斯构造域和古太平洋构造域的结合部,其大地构造背景复杂,岩石成... 大容山-十万大山S型花岗岩呈带状产出,形成于超高温条件,其岩石成因及构造属性对理解晚古生代-早中生代华南大地构造演化及动力学机制具有重要意义。然而,该地区位于古特提斯构造域和古太平洋构造域的结合部,其大地构造背景复杂,岩石成因机制尚存较大争议。本文以该花岗岩带中大容山岩体、旧州岩体和台马岩体为主要研究对象,开展全岩主量、微量元素及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)锆石U-Pb地质年代学研究,为厘定该区晚古生代-早中生代大地构造演化背景提供新的系统性年代学证据。结果显示:3个花岗岩体均具有较高的SiO_(2)含量(67.34%~75.53%),呈弱过铝质-强过铝质(A/CNK=1.07~1.15),部分样品含有堇青石,具有典型S型花岗岩特征。大容山岩体、旧州岩体和台马岩体代表性样品的岩浆锆石U-Pb加权平均年龄分别为251.67±0.52 Ma~248.70±0.49 Ma、248.77±0.43 Ma~248.30±0.55 Ma和244.27±0.51 Ma~242.98±0.54 Ma,自东北向西南年龄呈逐渐年轻化趋势,表明研究区内岩浆活动具有穿时演化特征。综合前人地球化学及年代学资料,这种时空变化特征指示大容山-十万大山晚二叠世-中三叠世花岗岩带的形成可能与古特提斯洋NE向俯冲过程中板片逐渐撕裂有关。 展开更多

关键词 大容山-十万大山 花岗岩 年代学 空间规律 板片撕裂

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准噶尔盆地玛湖凹陷含油储集岩连续抽提组分油源指标和油源研究

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作者 蔡航新 靳军 +4 位作者 李二庭 张仲达 谷元龙 于双 潘长春 《地球化学》 北大核心 2025年第5期747-758,I0015-I0019,共17页

对玛湖凹陷44个含油储集岩样品进行连续抽提,获取自由态、束缚态和包裹体组分,并对各连续抽提组分进行GC、GC-MS和GC-IRMS分析。选取16个油源(岩相)指标,包括2个同位素指标(反转指数RI和δ^(13)C(n-C_(25)))、2个类异戊二烯烷烃指标(Pr/... 对玛湖凹陷44个含油储集岩样品进行连续抽提,获取自由态、束缚态和包裹体组分,并对各连续抽提组分进行GC、GC-MS和GC-IRMS分析。选取16个油源(岩相)指标,包括2个同位素指标(反转指数RI和δ^(13)C(n-C_(25)))、2个类异戊二烯烷烃指标(Pr/n-C_(17)和Ph/n-C_(18))、6个萜烷指标(Ts/C_(23)三环萜烷、Ts/(C_(28)+C_(29))三环萜烷、C_(29)Ts/C_(23)三环萜烷、C_(29)Ts/(C_(28)+C_(29))三环萜烷、C_(30)重排藿烷/C_(23)三环萜烷和C_(30)重排藿烷/(C_(28)+C_(29))三环萜烷)和6个芳烃指标(三甲基萘(TMNs)/(TMNs+(Ch))、四甲基萘(TeMNs)/(TeMNs+Ch)、TMNs/(TMNs+菲(P))、TeMNs/(TeMNs+P)、TMNs/(TMNs+甲基菲(MPs))和TeMNs/(TeMNs+MPs)),应用谱系聚类分析(HCA)将122个连续抽提组分分为3类。Ⅰ类油组分来源于下二叠统风城组(P1f)烃源岩,Ⅱ类油组分来源于中二叠统下乌尔禾组(P2w)烃源岩,Ⅲ类油组分为前两类油组分的混合。含Ⅰ类油组分的含油储集岩样品在全玛湖凹陷均有分布,含Ⅱ类和Ⅲ类油组分的含油储集岩样品仅分布于玛湖凹陷西南部,表明下二叠统风城组(P1f)有效烃源岩或烃源灶遍布全玛湖凹陷,而中二叠统下乌尔禾组(P2w)有效烃源岩或烃源灶在玛湖凹陷仅分布于西南部。在这16个油源(岩相)指标相互间的交会图中,3类油组分具有不同程度的重叠,因此依据单个油源指标交会图对连续抽提组分进行油源分类具有主观性和片面性。依据一系列不同类型的油源(岩相)指标,应用HCA方法对连续抽提组分进行油源分类更可靠和更容易操作。 展开更多

关键词 玛湖凹陷 含油储集岩 连续抽提 油源(岩相)指标 谱系聚类分析(HCA)

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蒙脱石、储层黏土和方解石对原油裂解的影响研究

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作者 米巨磊 李二庭 +6 位作者 张宇 白海枫 蔡航新 边圆圆 张泽伟 潘长春 于双 《地球化学》 北大核心 2025年第5期785-797,I0022-I0024,共16页

随着勘探开发不断深入,深层原油裂解气资源潜力评价成为勘探迫切需要解决的问题,然而复杂的介质环境和地质演化过程使自然界中的原油裂解过程十分复杂。本研究采用封闭体系金管热模拟实验,对同一原油样品在不同储层矿物环境下(蒙脱石、... 随着勘探开发不断深入,深层原油裂解气资源潜力评价成为勘探迫切需要解决的问题,然而复杂的介质环境和地质演化过程使自然界中的原油裂解过程十分复杂。本研究采用封闭体系金管热模拟实验,对同一原油样品在不同储层矿物环境下(蒙脱石、储层黏土和方解石)的裂解产物组成和C同位素组成进行分析。结果表明:蒙脱石、储层黏土参与原油裂解反应,其B酸和L酸催化促进烯烃和异构烷烃含量增加,但对原油裂解甲烷(CH_(4))和总气态烃(ΣC_(1~5))产率无显著促进作用。蒙脱石、储层黏土以酸性催化、吸附含氧有机质裂解、层间水与有机物的水合作用等多种机制促进原油裂解过程中CO_(2)和H_(2)生成。加入蒙脱石、储层黏土后,原油裂解乙烷、丙烷C同位素组成有一定程度偏轻,表明黏土矿物的酸性催化作用影响湿气向甲烷的二次裂解过程。方解石对原油裂解生烃、CO_(2)和H_(2)无抑制和促进作用,说明其未参与原油裂解过程。不同地质升温速率(1℃/Ma、5℃/Ma、10℃/Ma)模拟结果表明,主要的储层矿物(蒙脱石、伊利石、方解石)对原油裂解产率和速率的影响有限,温度是控制原油裂解程度和速率的最主要因素。研究不同储层矿物环境下的原油裂解过程及机理,对评估深层原油资源潜力、预测深层油气藏性质以及评估油气藏开发风险和理解地球深部过程和资源潜力具有重要意义。 展开更多

关键词 原油裂解 黏土矿物 蒙脱石 方解石 酸性催化作用

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实验测定Re在硅酸盐熔体中的溶解度

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作者 孙晶晶 李元 +1 位作者 张明东 刘志伟 《地球化学》 北大核心 2025年第2期308-316,共9页

通过使用活塞圆筒装置进行高温高压实验,探究还原条件下Re在含S硅酸盐熔体中的溶解度。并使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测量实验产物玻璃中的Re溶解度,利用激光信号谱图排除“nuggets”(金属中细小的粒状包裹体)对Re... 通过使用活塞圆筒装置进行高温高压实验,探究还原条件下Re在含S硅酸盐熔体中的溶解度。并使用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测量实验产物玻璃中的Re溶解度,利用激光信号谱图排除“nuggets”(金属中细小的粒状包裹体)对Re溶解度的干扰。结果表明,温度为1400℃,压力为1.5 GPa时,当硅酸盐熔体中S含量从172μg/g增加至1332μg/g时,Re溶解度为3.2~5.4 ng/g。因此,在高度还原条件下,硅酸盐熔体中的S含量对Re溶解度基本没有影响。本研究还利用溶解度数据估算Re在金属和硅酸盐熔体之间的分配系数(D_(Re)^(met/sil))约为7×10^(8),证实了Re具有非常强的亲铁性。与现今上地幔的Re丰度相比,利用D_(Re)^(met/sil)计算的地球早期核幔平衡后,地幔岩中Re的理论含量亏损程度达7个数量级,富Re球粒陨石物质的加入能更合理地解释现今地幔中相对高的Re丰度,这一解释便是“后增薄层(late veneer)”模型最简单的描述。 展开更多

关键词 S含量 Re溶解度 金属硅酸盐分配系数 核幔分异

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基于大数据和机器学习方法的含铈矿物生态学研究

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作者 古丽妮尕尔 邢介奇 +8 位作者 康石长 席佳鑫 林枭举 杨宜坪 杨莉 杨波 孟文祥 鲜海洋 朱建喜 《地球化学》 北大核心 2025年第4期575-584,I0009-I0012,共14页

稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合... 稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合隐藏的规律,预测总矿物种数、可能的化学组分和成矿环境,为寻找新矿物以及有效利用矿产资源提供新方向。本文立足于Mindat和RRUFF数据库提供的地球近地表166种含Ce矿物的矿物学信息,通过大量罕见事件(LNRE)模型预测:地球近地表至少存在223±3种含Ce矿物,还有57±3种含Ce矿物尚未被发现,包括39±3种含O矿物、36±11种含H矿物、50±1种含Si矿物、45±22种含Ca矿物、39±5种含Na矿物、28±5种含C和23±2种含F矿物。这些尚未被发现的矿物多数与碳酸盐岩演化的不同阶段相关。此外,Ce的矿物网络分析结果表明,含Ce矿物被划分为4种不同的成矿环境,暗示新的含Ce矿物成矿环境。本研究为开展其他稀土元素的矿物生态学和矿物共生网络研究提供研究思路和方法,对发现稀土新矿物以及有效利用稀土矿产资源具有重要指导意义。 展开更多

关键词 含Ce矿物 大数据 机器学习 大量罕见事件频率分布 矿物共生网络分析

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山东昌乐地区王家大山玄武岩流变性质研究

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作者 王晓宁 姜哲轩 +4 位作者 郑小东 张洪通 李建峰 吴东伟 宋茂双 《岩石学报》 北大核心 2025年第4期1454-1465,共12页

本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),... 本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),以探究玄武岩的高温流变行为。傅里叶变换红外光谱仪分析测得变形前后样品都是含水的,说明玄武岩在实验过程中发生含水条件下的变形。应力-应变曲线表明玄武岩发生宏观塑形变形;样品稳态(或接近稳态)流变差应力介于41~427MPa之间,且随应变速率降低和温度升高而减小,遵守幂律流变方程。当温度≥1073K时,应力指数(n)=3.6±0.3,活化能(Q)=340±34kJ/mol;当温度≤1023K时,n=5.9±0.8,Q=259±23kJ/mol。显微结构观察发现:变形后样品以基质斜长石普遍发育形状优选定向(SPO)为最显著特征,可识别出基质斜长石发育波状消光和膝折等晶内变形显微证据;低温(≤1023K)高应力(>300MPa)样品中基质斜长石、单斜辉石发育微裂隙,并可见沿微裂隙的滑移错动,表明脆性破裂承担了部分应变量;温度≥1023K的样品中发生脱水引起部分熔融,在淬火熔体中可见细粒的重结晶角闪石生成,但由于熔体含量较低似乎对玄武岩的流变行为影响不明显。本文报道的含水条件下的玄武岩流变数据与前人报道的辉绿岩数据一起,可以为构建不同水含量的大陆下地壳(大洋洋壳)流变强度剖面提供支持,也可以为理解洋壳变形、下地壳流动和拆沉等重要构造过程提供流变学证据。 展开更多

关键词 玄武岩 流变 位错蠕变 矿物反应

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高纯石英的矿床概念、矿床类型与资源评价 被引量：1

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作者 周浩阳 《岩石学报》 北大核心 2025年第10期3289-3301,共13页

高纯石英通常指杂质元素总量<50×10^(-6)、且各元素含量均符合特定标准的石英,主要应用于半导体、光伏、光纤、卤素灯及石英坩埚制造等新兴产业领域。本文系统阐述了石英中主要杂质元素组成和高纯石英的矿床学概念,梳理了全球... 高纯石英通常指杂质元素总量<50×10^(-6)、且各元素含量均符合特定标准的石英,主要应用于半导体、光伏、光纤、卤素灯及石英坩埚制造等新兴产业领域。本文系统阐述了石英中主要杂质元素组成和高纯石英的矿床学概念,梳理了全球高纯石英矿床的主要类型,介绍了世界著名高纯石英矿山的地质特征,并评述了高纯石英资源评价的一些关键问题。石英中主要的杂质元素包括Al、Ti、Li、Na、K、Ca、Fe、P、B和Ge,以晶格替代、矿物包体和熔/流体包裹体的形式存在。石英中的矿物包体和熔/流体包裹体可以通过加工提纯适当去除,而晶格杂质几乎无法去除,高纯石英的晶格杂质含量决定了高纯石英砂的品质上限。石英的杂质含量和熔融行为在评估高纯石英时候同等重要。全球的高纯石英矿床主要可归为四类,包括白岗岩型、伟晶岩型、热液脉型和石英岩型,其中世界上产品品质较好的高纯石英砂著名产地包括美国北卡罗莱纳州的SprucePine白岗岩和挪威北部TysfjordNb-Y-F伟晶岩群等矿山。当前研究集中于伟晶岩型矿床,提出Nb-Y-F型伟晶岩形成叠加变质改造是重要成矿机制,亟待建立不同矿床类型的成矿模型与找矿标志。高纯石英资源储量规模划分不能参照一般硅质原料的标准,亟需建立基于高纯石英工业需求的划分方案。 展开更多

关键词 高纯石英 杂质元素 矿床概念 矿床类型 资源评价

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