有效泥质油源岩有机碳丰度评价标准研究——以东营凹陷为例

烃源岩的孔隙度为其成烃空间,当烃源岩孔隙空间充满油时才能发生有效排油。依据渤海湾盆地东营凹陷有效泥质油源岩孔隙度与成熟度和密度之间关系模式,结合不同类型烃源岩热演化生油气过程中有机碳转化率,对东营凹陷有效泥质油源岩有机碳丰度评价标准进行了研究。结果表明,不同类型、不同成熟阶段的有效泥质油源岩,其有机碳丰度评价标准差异很大,其中Ⅰ,Ⅱ型有效泥质油源岩的总有机碳丰度最低下限值分别为2.01%和3.51%,残余有机碳丰度最低下限值分别为0.57%和2.07%。

十万大山盆地晚二叠世、早三叠世烃源岩中铁元素丰度与有机碳丰度相关关系

海相烃源岩中铁的来源受气候、时代、海水中生物量、海水性质、海洋基底等多因素影响。在稳定的浅海陆棚环境发育的泥岩中,铁元素丰度主要受控于沉积物颗粒大小和有机质丰度,铁元素丰度与有机碳丰度呈正相关关系。十万大山盆地的三化、大寺、旧城、油隘4个研究区域晚二叠世—早三叠世的陆棚泥岩沉积环境相对稳定,烃源岩中的铁元素丰度与有机碳丰度存在正相关性。深入研究铁元素丰度与有机碳丰度的相关性,可为地层对比以及判识沉积环境提供一定信息。

雨水中碳丰度季节性特征及对酸雨形成的贡献

针对广州市连续1 a内降雨展开碳丰度的研究,通过对雨水中总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒物有机碳(POC)和颗粒物元素碳(PEC)的测定,进一步探讨雨水中碳丰度的季节性特征及其对酸雨形成的贡献作用.结果表明,TOC年均含量7.10 mg/L,DOC年均含量3.58 mg/L,POC年均含量3.60 mg/L,PEC年均含量0.72 mg/L,证明广州市污染物排放对降雨影响较严重.雨水中碳丰度具有一定季节性特征,TOC和DOC含量春季最高,夏季较低,表明广州市春季的总污染物排放量相对大于其它季节;POC对TOC的贡献率夏季要明显高于其它季节,说明固体颗粒物的排放量在夏季达到最高;干季POC相对含量要明显高于湿季,表明由机动车尾气排放导致的有机污染物排放量在秋冬季节要明显高于其它季节.TOC、DOC含量与pH值具有一定负相关性.这些特征从碳丰度角度证明机动车尾气等有机污染物排放对酸雨形成有一定的贡献作用.

济宁南部区域耕作层土壤有机碳密度及储量研究

济宁市南部区域是著名的国家商品粮、优质大蒜、优质稻米和有机蔬菜生产基地,由于土壤有机碳作为农田生态系统中土壤肥力的重要组成成分之一,在土壤改良、作物质量和产量提高等方面都有十分重要的作用,因此,对济宁南部区域耕作层土壤有机碳密度及储量的研究具有十分重要的意义。本文以济宁南部煤田地区作为典型区域,以耕作层土壤(0~20cm)为研究对象,采集了79件耕作层土壤样品,利用元素分析仪测定了土壤样品中有机碳含量。经统计分析发现,各类型土壤有机碳密度介于1.92~4.83kg/m2之间,有机碳密度的加权平均值为4.03kg/m2,高于中国表层土壤有机碳密度的平均值2.97kg/m2;通过壤质类型分类而估算的有机碳总储量为4.57×109 kg,通过土壤利用方式分类而估算的有机碳总储量为4.53×109 kg,二者基本吻合;济宁南部区域耕作层土壤有机碳富集程度受人类活动影响较大,耕作层土壤中氮含量与有机碳的线性相关系数为0.924 9;另外,有机碳富集程度与秸秆返田规模也有着一定的关联。研究结果不仅为研究区今后开展耕作层土壤环境质量评价提供依据,也为区域生态平衡研究奠定了基础。

重庆岩溶区土壤有机碳库的估算及其空间分布特征

基于重庆市第二次土壤普查和2007年测土配方施肥的1412个土壤剖面数据,结合重庆岩溶区土壤图、土地利用现状图和行政区划图,在地理信息系统技术的支持下,对重庆岩溶区土壤有机碳密度及储量进行了估算,同时引入有机碳丰度指数这一指标,对有机碳在不同土壤和不同景观中的分布特征进行了分析。结果表明:重庆岩溶区20cm和100cm深度的土壤有机碳储量分别为1.43×1011kg和3.29×1011kg。不同土地利用方式下重庆岩溶区土壤有机碳密度分布不均匀,20cm深度的土壤有机碳密度介于1.26～7.20kgm-2之间,100cm深度的土壤有机碳密度介于1.43～25.72kgm-2之间。重庆岩溶区土壤有机碳库在不同土壤和不同景观中的分布具有高度的空间变异性,20cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.73～1.74和0.39～1.20之间,100cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.32～3.00和0.46～1.70之间。与全国的平均水平相比,单位面积上20cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区高于全国的平均水平,但单位面积上100cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区低于全国的平均水平,总体而言,重庆岩溶区是土壤有机碳储量相对贫乏的区域。

江西森林植被土壤有机碳储量估算及空间分布特征

森林土壤有机碳是土壤有机碳的重要组成部分，在土壤有机碳库研究中有着重要作用。根据江西省第二次土壤普查资料，结合“十五”期间江西省森林资源二类调查资料，在GIS技术支持下采用土壤类型法估算江西省森林植被土壤有机碳储量，同时引入有机碳丰度指数这一指标，对有机碳在不同土壤和不同区域的分布特征进行分析。结果表明：江西省森林土壤在20cm和100cm深度的总有机碳储量分别为401．04×10^6t和1025．73×10^6t；20cm深度的土壤有机碳密度介于0．89—10．92kg／m^2，100cm深度的土壤有机碳密度介于2．71—35．61kg／m^2；100cm深度的土壤和区域有机碳丰度指数分别为0．3—3．57和0．96～1．03，与气候、植被、地形和人类活动等因素密切相关。

开放体系下有机质与有机碳、氢、氮损失动力学研究

本文对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根的有机质、有机碳、氢、氮的损失进行了动力学研究,获得了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根的总量、有机碳、氢以及氮质量损失动力学参数。此动力学参数可用于烃源灶的有机质总量,有机碳、氢、氮质量的恢复研究。在此基础上,结合专用Kinetics软件,将此动力学参数应用于干酪根有机碳丰度、氢/碳和氮/碳原子比恢复系数计算。结果表明,在Ro介于0.47%～3.05%之间Ⅰ型干酪根有机碳丰度,碳、氢、氮总丰度,氢/碳和氮/碳原子比的恢复系数依次为1～1.89、1～1.96、1～2.13和1～0.56;Ⅱ型干酪根依次为0.98～1.05、1～1.06、1～1.89和1～0.66。Ⅲ型干酪根依次为1～0.82、1～0.83、1～1.59和1～0.56。因此在对高成熟—过成熟干酪根进行生烃评价时,Ⅰ、Ⅲ型干酪根残余有机碳丰度需要进行恢复,而Ⅱ型干酪根残余有机碳丰度不需要进行恢复。3种类型干酪根的H/C原子比均需要进行恢复。本文建立的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根恢复动力学可用于计算开放体系热演化过程中残留干酪根或有机碳总量,在一定程度上弥补了以往着重考虑生出烃类演化的不足之处。

封闭体系有机质与有机碳氢氮恢复动力学研究

在封闭体系的条件下,对典型的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根在热演化过程中的损失进行生烃动力学研究,获得了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型干酪根的总量、有机碳、氢以及氮质量损失动力学参数。用Kinetics软件计算了封闭体系干酪根有机碳丰度、氢碳原子比和氮碳原子比的恢复系数。认为在对高成熟—过成熟干酪根进行生烃评价时,Ⅰ、Ⅲ型干酪根残余有机碳丰度需要进行恢复,而Ⅱ型干酪根残余有机碳丰度不需要恢复。三种类型干酪根的氢碳原子比均需要进行恢复。

广西土壤有机碳储量估算及与全国部分省区的比较研究

以广西第二次土壤普查的土壤剖面数据为基础,结合广西1:50万的土壤图以及相关的地形DEM图和行政区划图,在GIS平台下对广西表层土壤有机碳密度和储量进行了估算,对不同土壤类型、不同区域的土壤有机碳分布特征进行了分析,并将结果与全国其他省市地区的研究成果进行了对比。结果表明:广西表层土壤有机碳密度分布不均,呈现桂北高,桂南低的空间分布特点;中等海拔地区高,低海拔地区低;黄壤高,砖红壤低。有机碳密度均值为3.33 kg/m2,低于全国平均水平4.70 kg/m2;表层土壤有机碳库储量为6.42×1011kg,占全国表层土壤有机碳储量的1.5%。

氮素富集对青藏高原高寒草甸土壤有机碳迁移和累积过程的影响

为深入揭示陆地生态系统碳固定对大气氮沉降增加的响应机理,基于海北高寒草甸多形态(NH4Cl、(NH4)2SO4、KNO3)、低剂量(N 0、10、20、40 kg hm-2a-1)的增氮控制试验平台,采集各处理水平下不同深度土壤样品,利用颗粒分组法分离测定总土壤有机碳(SOC)以及各粒径组分的碳含量和δ13C值。研究结果表明:低氮显著增加了土壤粗颗粒态有机碳(Macro POC)和矿质结合态有机碳(MAOC)的含量,而高氮处理正好相反。施氮一致降低土壤细颗粒态有机碳(Micro POC)含量。此外,添加硝态氮肥对SOC各组分含量和δ13C值的影响显著高于铵态氮肥。总体而言,低氮导致地表30 cm层SOC储量增加了4.5%,而中氮和高氮导致SOC储量分别下降了5.4%和8.8%。低氮处理时新增的碳以Macro POC为主,而高氮处理时损失的碳主要是Micro POC。连续5 a施氮促进了颗粒态有机碳(POC)组分的分解,进而导致SOC稳定组分的比例增加。可以认为,大气氮沉降或低剂量施氮(10 kg hm-2a-1)短期内有利于青藏高原高寒草甸土壤碳截留,硝态氮较铵态氮输入对土壤碳储量增加更为有益。

生物质炭施加对新成水稻土碳组分及其分解的影响

将玉米芯热解炭化的生物质炭施加于长江沉积物新成土上发育的稻田土壤中,1 a后采集土壤并进行土壤碳分组及土壤培养;基于生物质炭与土壤的碳同位素丰度差异,量化生物质炭来源的有机质在土壤组分中的分布,分析施用生物质炭对土壤碳组分及其培养过程中分解动态的影响。结果表明,施用生物质炭可显著增加各级团聚体的有机碳含量,大部分(76%~90%)生物质炭以游离态形式存在于大团聚体(>250μm)和微团聚体(>50~250μm)外,少部分与微团聚体或<20μm土壤矿质较紧密地结合。添加的生物质炭未促进土壤团聚体的形成。土壤中生物质炭自身的分解很弱,但不同程度地促进了原有土壤碳的分解。该试验初步证实,生物质炭单独施用未明显促进新成土上发育的稻田土壤有机碳的稳定,反之短期内可能加速土壤原有有机碳的分解。

长期垄作稻田腐殖质稳定碳同位素丰度(δ^(13)C)分布特征

研究了四川盆地丘陵区连续16年垄(宽垄)作稻田土壤稳定碳库腐殖质组分的稳定碳同位素(δ13C)分布特征.结果表明:稻田土壤有机碳含量为宽垄作>垄作>水旱轮作.腐殖质碳以胡敏素为主,占土壤碳含量的21%～30%,提取碳以胡敏酸为主,分别占土壤有机碳和腐殖质的17%～21%和38%～65%.土壤有机碳的δ13C值介于-27.9‰～-25.6‰,20～40 cm和0～5 cm土壤有机碳δ13 C值之差约为1.9‰.土壤胡敏酸δ13 C值比土壤有机碳低1‰～2‰,更接近于油菜和水稻秸秆及根系的δ13C值.土壤富里酸δ13C值分别较土壤有机碳和胡敏酸高2‰和4‰.耕作层和犁底层胡敏素δ13C值分别介于-23.7‰～-24.9‰和-22.6‰～-24.2‰,δ13C值的变化反映了耕层中腐殖质的新老混合现象.各有机组分δ13C值递减顺序为:胡敏素>富里酸>土壤有机碳>稻草(油菜)残体>胡敏酸.长期水稻种植有利于增加土壤有机碳含量,同时,耕作方式影响土壤腐殖质δ13C在耕作层和犁底层中的分布格局.

英台断陷深层的气源条件及勘探潜力

为了评价和认识天然气勘探已获重大突破的松辽盆地深层中部断陷带之外断陷的勘探潜力,利用龙深1井风险探井的分析资料,从定性评价和定量计算的结合上,对英台断陷的气源条件和勘探潜力进行了系统研究。结果表明:英台断陷深层营城组、沙河子组不仅暗色泥岩较为发育、残余有机质丰度较高、有机质普遍处于有利于大量成气的高—过成熟阶段,而且有机质类型并不像前人认为的那样以III型有机质为主,而是以绝对成气潜力更高的Ⅱ1、Ⅱ2型为主,这进一步提高了深层断陷的成气潜力;恢复之后的有机质原始丰度和原始生烃潜力更高,体现了恢复对客观评价高—过成熟源岩的重要意义;初步的定量评价表明,英台断陷的天然气资源量为(938～3758)×108m3,具有形成大中型气田(群)的气源条件。这也可能意味着松辽盆地除了中部的徐家围子和长岭断陷之外,其它断陷也具备值得重视、探索的勘探潜力。

现代土壤有机质研究中新的量化指标概述

随着土壤质量评价研究的深化,在现代土壤有机质研究中出现了许多新的量化指标和相应的测定方法,如溶性有机质(DOC)、土壤水溶性有机质(WSOC)、热溶性有机质(HWC)、易氧化有机质(ROC)、土壤微生物碳(MBC)和土壤微生物氮(MBN)、潜在可矿化碳(PMC)和潜在可矿化氮(PMN)、氨基葡萄糖(Glu)、氨基半乳糖(Gla)、氨基甘露糖(Man)、胞壁酸(Mur)、碳同位素丰度(δ13C)、土壤碳库管理指数(CP-MI)等等.为了澄清和了解这些指标,从其由来、概念、应用和测定方法几方面进行了较系统的概述.这对在土壤有机质研究中掌握此方面知识,尤其是对现代土壤研究中新观念、新指标和新方法的运用,无疑会起到积极的促进作用.

黄陵二号煤矿上隅角瓦斯来源分析

为准确反映黄陵二号煤矿207工作面回采过程中本煤层2^#煤层、临近层3^#煤层的瓦斯涌出规律,掌握采空区混合瓦斯来源,通过稳定碳同位素分析方法定量分析各个煤层瓦斯,判定出2^#煤层、3^#煤层瓦斯气体属于热成因气,并计算出工作面上隅角混合气体2^#煤层解析瓦斯占75%,底板3^#煤层瓦斯占25%.根据该占比结果,建议对2^#煤层瓦斯进行采前预抽,对3^#煤层瓦斯先进行前探,再根据现场实际情况进行抽查,以实现工作面瓦斯的分源、分重点、分区域治理。

成都经济区不同地貌景观区土壤有机碳分布特征及储量估算

利用四川省成都经济区多目标区域地球化学调查获得的土壤有机碳含量数据,探讨了成都经济区不同地貌景观区土壤有机碳的分布特征。山区表层土壤有机碳含量(SOC)最高(22 g/kg左右),较平原区、丘陵区高一倍以上,丘陵区最低(9.49 g/kg)。成都平原区和东部丘陵区深层土壤碳含量相差不大,且均低于研究区深层土壤碳含量均值(6.99 g/kg)。利用指数模型对单位土壤平均碳量(USCATOC)、有机碳储量(USCATOC,h)、有机碳丰度指数(R)进行了估算。结果表明:各地貌单元土壤碳含量、单位土壤平均碳量、有机碳储量、有机碳丰度指数(R)分布具有山区高于平原区、丘陵区最低的一致性特征。龙门山区、西南山区面积约占全区的42%,土壤有机碳储量约占全区的59%;成都平原区、丘陵区面积占58%,土壤有机碳储量约占全区的41%。单位土壤平均碳量、有机碳储量在不同地貌单元中分布的差异主要与不同地貌单元的土壤有机碳含量有关,此外还可能与成土母质、植被发育情况、土地利用方式有关。