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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
1
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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飞秒激光-电感耦合等离子体质谱联用系统及固体地球科学应用 被引量：4
2
作者 严爽 高振丽 +2 位作者 杨武斌 屈潘 李宁波 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期531-546,I0001-I0012,共28页
中国科学院广州地球化学研究所组建了一套飞秒激光–电感耦合等离子体质谱分析系统(fsLA-ICPMS),该系统由应用光谱公司J200 Tandem QX 343 nm飞秒激光联合赛默飞世尔科技公司iCAP RQ电感耦合等离子体质谱仪组成。通过对飞秒激光硬件和... 中国科学院广州地球化学研究所组建了一套飞秒激光–电感耦合等离子体质谱分析系统(fsLA-ICPMS),该系统由应用光谱公司J200 Tandem QX 343 nm飞秒激光联合赛默飞世尔科技公司iCAP RQ电感耦合等离子体质谱仪组成。通过对飞秒激光硬件和软件进行改进和优化,fsLA-ICPMS分析系统可以全面运行,主要应用于矿物原位微区微量元素分析、矿物二维元素成像分析和高精度矿物原位微区U-Pb定年分析。本研究通过前期条件实验,对fsLA-ICPMS分析系统的分析精度和仪器稳定性进行评估:①在矿物原位微量元素分析方面,对5个不同岩性MPI-DING玻璃中36个微量元素进行分析,结果表明,绝大部分微量元素(含量>1μg/g)测量数据具有较高的稳定性(相对标准偏差RSD<5%)和较好重现性(与推荐值相对偏差RD在±10%以内);对山东烟晶石英标样中Li、Al、Fe、Mn、Ti、Ga和Ge等7个微量元素的分析结果显示,Li、Al、Ti和Ge含量较高(>1μg/g),多次分析信号稳定性较好,RSD<10%,RD在±10%左右,而较低含量的Mn、Fe和Ga数据稳定性相对较差(RSD=20%~40%);②在矿物微区二维元素成像分析方面,选择1颗Plešovice锆石开展多元素含量面扫分析,锆石Sc、Y、Gd、Th、Pb等微量元素具有明显的核–幔–边含量差异,核部具有1颗成分截然的细粒矿物包体;③在矿物原位U-Pb年代学分析方面,分别对副矿物(锆石、榍石、磷灰石)、矿石矿物(褐帘石)和热液蚀变矿物(钙铁铝榴石)开展U-Pb年代学分析,结果显示这些矿物U-Pb同位素年龄都展现出较高的分析精度(内部精度最好可优于0.3%)和准确度。 展开更多
关键词 飞秒激光–电感耦合等离子体质谱联用 微区分析 微量元素 矿物二维元素成像 U-PB定年
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城市大气Δ^(14)CO_(2)监测中背景站和背景值的选取——以深圳市为例
3
作者 周志华 李平阳 +8 位作者 成志能 李静 李军 陈多宏 张涛 熊向陨 马嵩 萨如拉 张干 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期309-319,共11页
城市化石源CO_(2)(CO_(2)ff)排放的可靠量化对准确理解全球和区域碳核算至关重要。虽然CO_(2)放射性C同位素(Δ^(14)CO_(2))可作为独立示踪剂对CO_(2)ff排放进行量化,但其准确性仍然受制于背景站和背景值的选取。鉴于此,本研究以深圳市... 城市化石源CO_(2)(CO_(2)ff)排放的可靠量化对准确理解全球和区域碳核算至关重要。虽然CO_(2)放射性C同位素(Δ^(14)CO_(2))可作为独立示踪剂对CO_(2)ff排放进行量化,但其准确性仍然受制于背景站和背景值的选取。鉴于此,本研究以深圳市为例,对比评估了距离观测站点由远及近的全球/大陆背景站、区域背景站、城市背景站和城市背景值共8个背景选项,提出了一种基于Keeling Plot(KP)右上角区域样点对背景站和背景值进行筛选和评定的新方法。结果表明,深圳市背景首选区域背景站南岭,其次为KP右上角均值。针对不同城市,可依据边界条件的复杂性、有无背景观测等情况使用不同的背景选取方法。本研究为基于Δ^(14)CO_(2)估算重点城市和区域的CO_(2)ff排放量提供了背景站和背景值选取的基本原理和实践经验。 展开更多
关键词 Δ^(14)CO_(2) 化石源CO_(2) 背景站 背景值 城市 深圳
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库车坳陷博孜–大北地区白垩系储层地层水的来源及演化历史 被引量：2
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作者 莫涛 陈键 +3 位作者 陈乃东 贾望鲁 史玲玲 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第3期317-325,共9页
油气田的地层水和油气藏的关系密切,其地球化学特征在一定程度上可以指示油气的来源、油气藏的封闭性和后期改造过程。塔里木盆地库车坳陷是我国天然气的主要产区,其地层水的地球化学特征缺乏系统研究。为明确地层水来源和演化历史,并... 油气田的地层水和油气藏的关系密切,其地球化学特征在一定程度上可以指示油气的来源、油气藏的封闭性和后期改造过程。塔里木盆地库车坳陷是我国天然气的主要产区,其地层水的地球化学特征缺乏系统研究。为明确地层水来源和演化历史,并为后续油气勘探和评价提供依据,本研究以库车坳陷博孜–大北地区白垩系气藏为研究对象,对生产井产出水的主量离子和δD、δ^(18)O开展分析。结果表明,白垩系储层地层水由大量溶解石盐的古大气降水和少量古蒸发海水混合而成。古大气降水可能在库车期之前(>5 Ma),即早期油藏调整改造阶段向下淋滤库姆格列木群中的石盐后侵入储层。古蒸发海水可能在库车期(<5 Ma)随着油气充注一起从深部地层侵入储层。此外,研究区地层水普遍受不同程度的凝析水混入。与地层水相比,凝析水具有极低的离子含量,普遍含有更高比例的SO_(4)^(2−)、HCO_(3)^(−)、K^(+)、Ca^(2+)和更低比例的Cl^(−)、Na^(+),同时具有较低的δD和δ^(18)O值。因此,凝析水混入显著改变了地层水原有的化学特征,影响水的类型划分和来源判断。在评估气藏封闭性时,须考虑凝析水组成对地层水比例系数的影响。 展开更多
关键词 库车坳陷 白垩系 地层水 凝析水 水化学
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再循环碳酸盐对蒙古国中部新生代玄武岩成因的影响:来自Mg-Zn同位素证据 被引量：1
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作者 王升鹏 任钟元 +1 位作者 Tserendash Narantsetseg 张庆霖 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第1期142-162,共21页
玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古... 玄武岩熔岩中的轻δ^(26)Mg和重δ^(66)Zn特征通常被认为是来自随板片俯冲进入并改造地幔的再循环碳酸盐组分,使得Mg-Zn同位素成为示踪再循环碳酸盐的强有力的工具。为了查明蒙古-鄂霍茨克洋俯冲可能携带的再循环碳酸盐物质及其对蒙古国中部新生代玄武岩同位素和地球化学成分的控制作用,本文报道了来自蒙古-鄂霍茨克缝合带北部的蒙古国中部(Jargalant、Tariat、Togo和Orhon)新生代碱性玄武岩的Mg-Zn同位素组成。这些玄武岩整体上具有低的δ^(26)Mg值(-0.43‰~-0.28‰)和高的δ^(66)Zn值(0.33‰~0.52‰),显著低于地幔Mg同位素(平均δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)和高于地幔Zn同位素组成(平均δ^(66)Zn=0.18‰±0.05‰)。Mg-Zn同位素异常不能通过地表过程、岩浆分异演化及同位素扩散效应来解释,而是与碳酸盐化辉石岩部分熔融产生的同位素分馏效应相吻合。Mg-Zn-Sr同位素模拟结果表明,当辉石岩源区加入约5%~10%的再循环富镁碳酸盐可以很好地解释玄武岩的低δ^(26)Mg和高δ^(66)Zn特征。鉴于本次研究的火山区均位于蒙古-鄂霍茨克缝合带附近,再循环碳酸盐最可能来自古生代-中生代俯冲的蒙古-鄂霍茨克洋壳。玄武岩同位素和地球化学成分从南向北依次变化,即δ^(26)Mg、^(87)Sr/^(86)Sr、Ti/Ti^(*)和Hf/Hf^(*)值依次降低,δ^(66)Zn、Sm/Yb和La/Yb值依次升高。因此认为,随着俯冲深度的增加,更多的菱镁矿从俯冲板片释放。蒙古国中部新生代玄武岩的化学成分和同位素组成的变化主要受熔融深度和白云石/菱镁矿比例的共同控制。 展开更多
关键词 玄武岩 Mg-Zn同位素 再循环碳酸盐 蒙古国中部 蒙古-鄂霍次克洋
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塔里木盆地轮探1井下寒武统烃源岩地球化学特征及深层油气勘探意义 被引量：30
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作者 杨海军 于双 +8 位作者 张海祖 李腾飞 凡闪 程斌 陈承声 贾望鲁 廖泽文 田辉 王云鹏 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期666-682,共17页
塔里木盆地下古生界是该区深部油气勘探的重点领域,而下寒武统烃源岩是目前研究的重点。但由于埋藏深,目前钻井揭示的下寒武统烃源岩样品较少。轮探1井(LT-1)是该区现阶段钻探最深的一口井。本次研究对轮探1井下寒武统样品进行了系统的... 塔里木盆地下古生界是该区深部油气勘探的重点领域,而下寒武统烃源岩是目前研究的重点。但由于埋藏深,目前钻井揭示的下寒武统烃源岩样品较少。轮探1井(LT-1)是该区现阶段钻探最深的一口井。本次研究对轮探1井下寒武统样品进行了系统的有机地球化学分析。通过对有机质丰度和有机质类型的分析,确定下寒武统玉尔吐斯组下部为优质烃源岩。利用沥青反射率、拉曼光谱和岩石抽提物有机地球化学参数确定了烃源岩的成熟度。沥青的平均反射率为1.515%~1.725%,激光拉曼光谱法测定的镜质组等效反射率平均为1.64%。干酪根碳同位素范围为−30.98‰~−31.51‰,平均为−31.19‰,为Ⅱ型有机质。同时利用盆地模拟软件恢复了轮探1井的埋藏史和成熟史。与传统模拟结果相比,本次研究模拟结果显示早期埋藏较浅,现阶段出现了最高地层温度,代表了典型的晚期生烃。晚白垩世时期,下寒武统烃源岩进入凝析气、湿气阶段。研究结果表明,塔北地区新生代以来的构造演化也可能受到盆山耦合作用的影响,新生代以来的快速埋藏导致了晚期生烃,深层油气勘探特别是凝析气和湿气的勘探仍具有良好的前景。 展开更多
关键词 轮探1井 下寒武统烃源岩 玉尔吐斯组 深层油气 塔里木盆地
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南帕米尔早白垩世大陆弧演化:对沉积岩底垫作用的响应
7
作者 马鑫 王健 +3 位作者 但卫 王强 唐国荣 唐功建 《地球化学》 北大核心 2025年第1期39-58,共20页
南帕米尔发育早白垩世大陆弧岩浆活动,岩浆产物从初始S型花岗岩向后期I型花岗岩的转变记录了弧演化过程。本文对南帕米尔穆尔加布岩体中二云母花岗岩和黑云母花岗岩进行锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素、全岩主量、微量元素和Sr-Nd同位素分析... 南帕米尔发育早白垩世大陆弧岩浆活动,岩浆产物从初始S型花岗岩向后期I型花岗岩的转变记录了弧演化过程。本文对南帕米尔穆尔加布岩体中二云母花岗岩和黑云母花岗岩进行锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素、全岩主量、微量元素和Sr-Nd同位素分析。结果表明,二云母花岗岩形成于115.2 Ma,具有高SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量和低MgO含量;属于高钾钙碱性系列,具有过铝质特征,为S型花岗岩;富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs);具有富集的Sr-Nd同位素组成((^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.710543~0.712025,ε_(Nd)(t)=-9.4)、变化较大的锆石ε_(Hf)(t)值(-10.0~1.8)和δ^(18)O值(6.2‰~9.3‰),与变杂砂岩和变泥质岩的白云母脱水熔融的熔体特征一致;源区由70%沉积岩、20%下地壳基底和10%幔源岩浆组成,沉积源中加入了富石榴子石的深部地壳组分而导致Nd-Hf同位素解耦。黑云母花岗岩形成于104.8 Ma,具有高SiO_(2)、K_(2)O含量和低MgO含量;富集LREEs和LILEs,亏损HFSEs,具有Eu负异常(Eu/Eu*=0.43~0.76);具有富集的全岩Sr-Nd同位素((^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.710781~0.711090,ε_(Nd)(t)=-10.8~-10.7)和锆石Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-11.9~-4.1)组成,以及变化较大的锆石δ^(18)O值(6.9‰~9.7‰);来源于混合源区的高程度(15%~50%)部分熔融,包含65%帕米尔下地壳、15%变沉积岩和20%软流圈地幔。古特提斯洋闭合期间,Karakul-Mazar三叠纪沉积岩底垫到中南帕米尔的下地壳基底。早白垩世低角度俯冲的新特提斯大洋板块发生脱水反应,驱动Karakul-Mazar沉积岩部分熔融,并伴有深部地壳组分的加入,形成了穆尔加布二云母花岗岩。随后,新特提斯大洋板块发生板块沉降,大量软流圈地幔上涌触发岩浆爆发,造成下地壳部分熔融,并伴有少量底垫沉积物的贡献,形成穆尔加布高δ^(18)O值黑云母花岗岩。岩浆源区中沉积岩与下地壳的主次关系控制了南帕米尔早白垩世大陆弧演化,沉积岩的底垫与耗尽使初期S型花岗岩向后期Ⅰ型花岗岩转变。 展开更多
关键词 南帕米尔 大陆弧 底垫作用 二云母花岗岩 黑云母花岗岩
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高压封闭体系中干酪根与油裂解生成H_(2)的演化特征及其意义
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作者 刘萧冬 贾望鲁 +3 位作者 王强 陈键 李进步 彭平安 《地球化学》 北大核心 2025年第5期773-784,共12页
H_(2)有望成为解决全球温室气体排放和大气污染问题的重要新能源。天然H_(2)资源潜力巨大,但有机成因H_(2)的生成特征及评价方法研究较为薄弱。本研究利用鄂尔多斯盆地延长组7段低熟烃源岩进行生-排烃模拟实验,探讨不同热演化阶段的干... H_(2)有望成为解决全球温室气体排放和大气污染问题的重要新能源。天然H_(2)资源潜力巨大,但有机成因H_(2)的生成特征及评价方法研究较为薄弱。本研究利用鄂尔多斯盆地延长组7段低熟烃源岩进行生-排烃模拟实验,探讨不同热演化阶段的干酪根和排出油样品在高压封闭体系下生成H_(2)的演化机制和影响因素。首先,干酪根和烃源岩样品生成H_(2)的热演化过程均可划分为4个阶段。烃源岩中的黏土矿物等在H_(2)的第一个快速生成阶段(阶段Ⅲ,C_(2~5)大量裂解阶段)对H_(2)的生成影响最为显著,可能主要与黏土矿物在高温高压条件下脱出的水以及矿物本身与有机质之间的氧化还原反应有关。烃源岩的H_(2)生成量明显高于干酪根,有机-无机相互作用对烃源岩过成熟阶段的H_(2)生成过程具有显著贡献。其次,排出油和残留油裂解也能生成大量H_(2),主要与脱甲基化以及脱烷基化反应等过程有关。油的二次裂解过程使低熟烃源岩和低熟干酪根比成熟烃源岩和成熟干酪根具有更高的H_(2)生成量和生成速率。在低熟-成熟阶段,排出油和残留油裂解对烃源岩生成H_(2)的贡献较大;而在高-过成熟阶段,H_(2)主要通过干酪根的芳构化和缩合反应以及有机-无机反应生成。最后,开放体系中H_(2)的生成量和H_(2)/CH_(4)值(摩尔比)均远高于封闭体系,且封闭体系的压力对H_(2)生成有较大影响。因此,基于热模拟实验的H_(2)资源潜力评价方法需要进一步进行定量化以及热力学条件研究。 展开更多
关键词 H_(2) 烃源岩 干酪根 排出油 残留油 高压封闭体系热解
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东江流域河流碳硅耦合特征及其控制机制
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作者 张超 韦刚健 +6 位作者 刘熙 叶丰 黄龙 崔灏 张卓盈 罗仿 王利伟 《地球化学》 北大核心 2025年第2期177-187,共11页
开展淡水体系生物地球化学循环过程的碳硅耦合研究有助于更好理解陆地–河流–海洋的生源要素循环过程。近年来,淡水体系碳硅耦合过程的研究主要以天然湖泊或水库为主,针对流速更快、水体驻留时间更短、具有更多陆源物质直接输入的河流... 开展淡水体系生物地球化学循环过程的碳硅耦合研究有助于更好理解陆地–河流–海洋的生源要素循环过程。近年来,淡水体系碳硅耦合过程的研究主要以天然湖泊或水库为主,针对流速更快、水体驻留时间更短、具有更多陆源物质直接输入的河流生态系统的研究偏少,其碳硅耦合过程的影响因素及控制机制尚不清晰。本研究选择华南东江流域,开展不同季节溶解无机碳(DIC)、C同位素组成(δ^(13)C_(DIC))和溶解硅(DSi)的观测,发现流域内碳酸盐类矿物化学风化及土壤CO_(2)输入是影响河水δ^(13)C_(DIC)值的重要因素。水生生物,特别是浮游植物光合作用及汛期陆源DIC的输入也可能影响河水δ^(13)C_(DIC)值。东江河水碳硅耦合过程主要受流域硅酸盐类矿物化学风化和水生生物活动影响,尤其是“生物泵”作用能有机耦合碳硅循环过程,该作用与温度和大气降水等气候因素密切相关。上述认识有助于更全面了解淡水生态系统的碳硅耦合过程,更好评估其对全球碳循环的贡献。 展开更多
关键词 溶解无机碳 碳同位素 碳硅耦合 东江流域
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赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区隐爆角砾岩成因机制及其成矿意义
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作者 李梦静 黄小龙 +2 位作者 孙德明 于洋 张馨文 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第2期335-350,共16页
隐爆角砾岩是岩浆在近地表处隐蔽爆破形成的一类特殊构造岩石,是钨锡多金属矿床的重要找矿标志之一,同时也是金、铜、钨、钼、铀等矿产的重要赋存类型。赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区地处九岭成矿带,赋存世界级超大型钨矿床。其中,石... 隐爆角砾岩是岩浆在近地表处隐蔽爆破形成的一类特殊构造岩石,是钨锡多金属矿床的重要找矿标志之一,同时也是金、铜、钨、钼、铀等矿产的重要赋存类型。赣西北地区大湖塘钨多金属矿集区地处九岭成矿带,赋存世界级超大型钨矿床。其中,石门寺隐爆角砾岩型钨铜钼矿作为该矿集区的重要矿体,是典型的伴生型隐爆角砾岩矿床。本研究通过系统的野外地质调查与岩相学观察,结合前人研究成果,揭示了石门寺隐爆角砾岩具有显著的分带特征:角砾岩由小块状岩石角砾与胶结物混杂构成,自矿体中心向边部,角砾粒度呈现由小变大的趋势,胶结物脉宽则逐渐减小并充填于围岩裂隙中。研究表明,石门寺隐爆角砾岩的形成主要受岩浆‒气液爆破作用控制,其角砾岩筒的形态特征及角砾与胶结物的组成明显区别于断裂构造形成的构造角砾岩。研究区圈闭的围岩条件、持续的岩浆活动、深大断裂构造以及大气降水的参与是隐爆作用发生的关键控制因素。隐爆作用导致围岩(晋宁期花岗岩)产生大量裂隙,为后期含矿岩浆热液与大气降水热液的运移、交代、混合以及矿质卸载、沉淀提供了有利的构造空间。因此,隐爆作用不仅改变了成矿环境,而且还是同一矿区发育多种类型矿体的重要控制因素,对大湖塘超大型钨多金属矿床的形成具有重要的地质意义。 展开更多
关键词 钨多金属矿 隐爆作用 隐爆角砾岩型矿床 花岗岩 大湖塘
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蒙脱石增强海链藻驱动的碳生物地球化学循环
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作者 李皓钰 李梦圆 +4 位作者 刘冬 沈宇果 余荣达 王旭 刘浩 《地球化学》 北大核心 2025年第5期831-838,共8页
硅藻是海洋生物泵的核心生物,通过光合作用及壳体压舱作用介导海洋有机碳循环,调控大气CO_(2)浓度。为提升海洋储碳能力,研究者团队前期以硅藻海洋施铁肥为基础,提出“矿物增效的生物泵”理论:利用黏土矿物提升硅藻壳体稳定性,以增强其... 硅藻是海洋生物泵的核心生物,通过光合作用及壳体压舱作用介导海洋有机碳循环,调控大气CO_(2)浓度。为提升海洋储碳能力,研究者团队前期以硅藻海洋施铁肥为基础,提出“矿物增效的生物泵”理论:利用黏土矿物提升硅藻壳体稳定性,以增强其压舱作用,进而提高生物泵效率。虽效果明显,但蒙脱石等黏土矿物施加对硅藻生命活性及其驱动的碳循环的影响及机制尚不明确。本研究基于实验室培养实验,尝试探明不同浓度蒙脱石施加对海洋典型硅藻——海链藻产生的影响及机制。结果表明:①施加适宜浓度蒙脱石可有效促进海链藻生长,提升硅藻数量,推迟其衰亡期到来;②施加较高浓度蒙脱石使海链藻叶绿素a浓度略有降低,低浓度蒙脱石无显著影响;③蒙脱石提高了硅藻基海洋生物泵的储碳量。因此,适量施加蒙脱石可有效提升生物泵储碳效率。本研究探明蒙脱石施加对硅藻生命活性及其驱动的碳生物地球化学循环的影响,并为矿物增效生物泵策略实施以及海洋负排放技术建立提供数据和理论支持。 展开更多
关键词 硅藻 蒙脱石 储碳 碳生物地球化学循环 矿物增效生物泵
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原油热解新生成正构烷烃组分的摩尔浓度演化规律及地质意义探讨
12
作者 王普凡 吴亮亮 +1 位作者 方新焰 刘淑芬 《地球化学》 北大核心 2025年第5期798-807,共10页
正构烷烃是原油的重要组成部分和有机质热模拟实验中的重要产物,在油气热演化机理研究中被广泛关注。明确油气的演化机理可以有效指导油气勘探实践,然而目前人们对低热演化阶段原油热演化机理的认识仍不充分。本研究通过微体积密封体系... 正构烷烃是原油的重要组成部分和有机质热模拟实验中的重要产物,在油气热演化机理研究中被广泛关注。明确油气的演化机理可以有效指导油气勘探实践,然而目前人们对低热演化阶段原油热演化机理的认识仍不充分。本研究通过微体积密封体系热解实验装置(MSSV),对4种不同原油样品进行热模拟实验,并结合气相色谱技术,详细记录Easy R_(o)=0.65%~1.69%生成的正构烷烃分布曲线,并进一步分析原油在生油窗阶段裂解新生成正构烷烃摩尔浓度分布的变化规律。结果显示,在较低热演化阶段(Easy R_(o)<1.38%),原油裂解新生成正构烷烃摩尔对数曲线主要受热演化程度影响,与其原始组成关系不大。本研究揭示原油新生成轻烃及气态烃组分的来源和演化规律,并指出其蕴含实际原油的成藏温压条件信息。 展开更多
关键词 原油热演化 正构烷烃 热模拟实验 气相色谱分析
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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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微藻和海洋真菌的抗性生物聚合物组成、结构及生烃潜力
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作者 黄宁 孔祥兰 +1 位作者 杨余 冉勇 《地球化学》 北大核心 2025年第2期200-212,共13页
选取1种海洋真菌(裂殖壶菌)和4种微藻(微拟球藻、小球藻、螺旋藻、海藻),对它们进行有机质分级,得到原始(BL)级分、去类脂(LPF)级分和非水解性有机质(NHOM)级分。采用元素分析、Rock-Eval热解技术和固态13C NMR技术对不同级分的元素组... 选取1种海洋真菌(裂殖壶菌)和4种微藻(微拟球藻、小球藻、螺旋藻、海藻),对它们进行有机质分级,得到原始(BL)级分、去类脂(LPF)级分和非水解性有机质(NHOM)级分。采用元素分析、Rock-Eval热解技术和固态13C NMR技术对不同级分的元素组成、热解特征以及化学结构进行表征,并对5种样品的NHOM级分进行封闭条件下生烃热模拟实验。结果表明:①裂殖壶菌、微拟球藻、小球藻、螺旋藻和海藻的NHOM级分的最大生烃转化率分别为35.2%、75.2%、83.1%、74.4%和23.1%;②NHOM级分是具有高度脂肪性且在结构上与藻质素相似的抗性生物聚合物;③产油率、油潜力碳和轻指数(HI)显著相关,表明利用固态^(13)C NMR技术可有效评估这种抗性生物聚合物的生烃潜力;④NHOM级分的油气潜力碳含量是决定NHOM级分生烃潜力的重要因素。本研究为评估类藻质素的抗性生物聚合物的生烃潜力提供了实验和理论依据。 展开更多
关键词 热模拟实验 油气潜力碳 藻质素 生烃潜力 固态^(13)C NMR
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水生浮游植物有机质的组成、结构和生烃特征
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作者 孔祥兰 杨余 冉勇 《地球化学》 北大核心 2025年第3期417-425,共9页
面对化石能源的日益枯竭及化石能源引起的环境污染问题,探索新的环境友好型以及可持续的能源十分必要。本文对野外采集的2种水生浮游植物(浮萍和刚毛藻)进行索氏抽提和酸碱水解处理,将原始样品(OS)分离成去游离脂(LPF)级分和难降解有机... 面对化石能源的日益枯竭及化石能源引起的环境污染问题,探索新的环境友好型以及可持续的能源十分必要。本文对野外采集的2种水生浮游植物(浮萍和刚毛藻)进行索氏抽提和酸碱水解处理,将原始样品(OS)分离成去游离脂(LPF)级分和难降解有机质(NHOM)级分,采用元素分析仪、Rock-Eval热解仪和固态^(13)C核磁共振(NMR)技术进行表征,并通过封闭热解实验研究NHOM级分的生烃特征。结果表明:①NHOM级分具有高C含量和低N、O含量,其结构类似于孢粉素;②刚毛藻NHOM级分比浮萍NHOM级分有更高的H/C原子比、氢指数(HI)、质量指数(QI)、脂肪性和生烃潜力;③封闭热解实验中,浮萍和刚毛藻NHOM级分的产油率和生烃转化率分别为17.7%~20.6%和18.0%~24.5%,表明浮萍和刚毛藻在生物质能的开发中具有一定价值。 展开更多
关键词 水生植物 有机质 固态^(13)C核磁共振技术 生烃特征 生物质能
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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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流体压力对原油裂解气态烃碳同位素分馏效应的影响
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作者 石军 蒋文敏 李芸 《地球化学》 北大核心 2025年第2期213-223,共11页
压力是影响有机质热演化的基本地质条件之一,受制于压力变化及相关模拟实验的局限性,目前缺乏关于封闭体系内部流体组成及含量变化引起的流体压力变化,以及流体压力对有机质热演化过程的影响研究。本文通过改造金管热解体系和控制样品质... 压力是影响有机质热演化的基本地质条件之一,受制于压力变化及相关模拟实验的局限性,目前缺乏关于封闭体系内部流体组成及含量变化引起的流体压力变化,以及流体压力对有机质热演化过程的影响研究。本文通过改造金管热解体系和控制样品质量,使金管内部的流体压力逐渐增大,结合气态烃(甲烷、乙烷和丙烷)产率、C同位素组成与样品质量的关系,探究流体压力对原油热演化过程中(Easy R_(o)=1.0%~2.1%)气态烃C同位素分馏作用的影响,揭示原油裂解过程中区别于其他类型压力对气态烃C同位素组成分馏效应的影响,并完善热模拟实验对压力作用影响的研究。结果表明:在生油窗早期(Easy R_(o)=1.0%),由于气态烃主要来源于大分子及杂原子团,C同位素组成差异明显,并不能体现流体压力作用;在湿气阶段早期(Easy R_(o)=1.5%),由于甲烷转化率较低及瑞利分馏作用影响,甲烷C同位素组成较轻;在湿气阶段晚期(Easy R_(o)=2.1%),流体压力引起甲烷和丙烷C同位素组成发生正偏。结合温度、压力范围、加压介质特征和高温流体相态演化的讨论,流体压力对气态烃C同位素组成的影响相对复杂,控制因素多样。 展开更多
关键词 流体压力 C同位素分馏 金管热解体系 压力作用
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镁同位素示踪古亚洲洋再循环碳酸盐
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作者 王升鹏 任钟元 +2 位作者 Tserendash Narantsetseg 张庆霖 袁超 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第1期163-177,共15页
低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Darig... 低δ^(26)Mg值的玄武岩熔岩通常来自被俯冲碳酸盐岩改造的地幔源区,因此, Mg同位素成为追踪俯冲板块的潜在工具。为了探讨古俯冲碳酸盐的命运及其对大兴安岭-太行重力带(DTGL)西部新生代玄武岩成分的控制作用,本文报道了蒙古国东部Dariganga新生代玄武岩的Mg同位素组成。与大陆地幔(δ^(26)Mg=-0.25‰±0.04‰)相比,这些玄武岩的δ^(26)Mg(-0.35‰~-0.30‰)整体偏低。岩浆期后蚀变、地壳混染、结晶分异及部分熔融均不能解释Dariganga新生代玄武岩的轻δ^(26)Mg异常,因此低δ^(26)Mg同位素组成可能与源区存在的俯冲碳酸盐有关。Mg-Sr同位素定量模拟计算表明,向辉石岩源区中加入3%~6%的白云质碳酸盐可以解释Dariganga新生代玄武岩Mg同位素异常和^(87)Sr/^(86)Sr值。根据地震层析成像数据以及DTGL横剖面Mg-Zn数据分布规律,排除了古太平洋板块作为再循环碳酸盐的可能来源。结合区域构造历史,认为地幔源区中的再循环碳酸盐来源于古亚洲洋板块俯冲。 展开更多
关键词 玄武岩 MG同位素 古亚洲洋 碳酸盐
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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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