基于岩石热解资料的烃源岩有机碳构成计算方法及应用

随着热演化程度的提高,烃源岩中有机碳的丰度和组成持续变化。为研究有机碳组成的变化规律,提出了“有机碳构成”概念,并建立了基于岩石热解参数计算烃源岩残余有效碳相对含量、残余无效碳相对含量、原始有效碳相对含量和原始无效碳相对含量的方法。该方法基于低成本的岩石热解分析,能够快速定量计算各类烃源岩的有机碳构成。将该方法应用于银额盆地中生界低成熟和古生界过成熟烃源岩的有机碳构成研究,取得了很好的应用效果。应用结果表明:对于低成熟烃源岩,残余有机碳构成与原始有机碳构成相比变化不大,有效碳的占比仅有小幅度的减小,而无效碳的占比也只有小幅度的增加,表明低成熟烃源岩成烃转化率小,仅有少量有效碳转化为烃类;而过成熟烃源岩有效碳的生烃转化率极高,绝大部分残余有机碳为不可热解的“死碳”,而有效碳仅占极小的一部分。该方法实现了对烃源岩有机碳构成的研究从定性到定量的提升,可为烃源岩有机碳热演化特征等研究提供依据。

不同耕作方式对黄土高原黑垆土有机碳库组成的影响

以黄土高原黑垆土8年(2008—2015年)的不同耕作定位试验为对象,研究了在秸秆还田条件下3种连年单一耕作(翻耕(CC)、免耕(NN)、深松(SS))和3种轮耕措施(免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN))对农田土壤有机碳库、玉米产量和秸秆还田后表观腐殖化系数的影响。结果表明:与翻耕相比,深松、免耕和轮耕措施主要增加了0~10 cm表层土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性碳(WSOC)的含量和储量,且提高了MBC/SOC和WSOC/SOC质量比。在0~10 cm表层土壤中,各耕作处理间难氧化有机碳(HOC)含量无明显差异,但深松、免耕和轮耕措施分别增加了10~20 cm、35~50 cm和20~35 cm土层的HOC/SOC质量比;免耕处理显著增加了0~50 cm土层的HOC总储量。与翻耕处理相比,深松、免耕和轮耕处理提高了玉米产量和玉米秸秆量,其中NS处理增加幅度最大,分别达到13.79%(籽粒)和12.04%(秸秆);进行8年玉米秸秆还田,在翻耕措施下其表观腐殖化系数为8.94%,免耕、深松和轮耕措施提高了还田玉米秸秆的表观腐殖化系数,其中NS处理达到14.09%,显著高于翻耕处理。从土壤碳库和玉米产量角度考虑,免耕与深松相结合的轮耕措施是适合当地土壤条件的耕作模式。

银额盆地古生界过成熟烃源岩特征及其地球化学意义

银额盆地的部分钻井和野外露头发现了古生界过成熟烃源岩,对于分析盆地古生界油气成藏条件、探讨过成熟烃源岩地球化学问题等有重要的意义。对25个过成熟烃源岩样品开展测试分析,研究其地球化学特征,分析其原始生烃潜力。结果表明:①烃源岩总有机碳含量平均为1.31%,有机质类型为Ⅱ_(1)-Ⅱ_(2)型,镜质体反射率R_(o)平均为4.20%,为残余有机碳含量较低、混合型干酪根的过成熟烃源岩;②主要受控于热降解作用,过成熟烃源岩的生物标志化合物普遍呈现“正构烷烃具有双峰型、甾类化合物中孕甾烷(含升孕甾烷)具有异常高的相对含量、萜类化合物中三环萜烷的相对含量较高、芳烃化合物中低碳环数化合物占据优势”等特征;③提出了“有机碳构成”的概念,建立了基于岩石热解资料计算有机碳构成的方法,计算结果表明虽然本研究中过成熟烃源岩的有效碳仅占极小的一部分,但烃源岩原始总有机碳含量平均为2.07%,且烃源岩具有持续时间长、产率较高的生烃特征,明确了银额盆地古生界过成熟烃源岩具有较高的生烃潜力。