四川盆地江油厚坝油砂有机地球化学特征与成因研究

四川江油厚坝油砂产出于侏罗系沙溪庙组下段，含油砂层沿北东方向延伸约25km。露头和岩芯油砂样抽提得到氯仿沥青“A”含量为04％～33％。抽提物饱和烃GC—MS分析得到的分子有机地球化学特征表明，油砂油遭受严重生物降解，饱和烃分布呈现双大鼓包，正构烷烃和异构烷烃基本被降解；三环萜烷含量丰富，孕甾烷和升孕甾烷含量也较高，规则甾烷具C29优势；芳烃组分中富含噻吩类化合物和烷基菲，露头和岩芯样品氯仿沥青“A”碳同位素值小于-34‰。厚坝油砂分子地球化学特征、碳同位素组成和川西北地区地质构造特征表明，原油可能主要来自震旦系和寒武系烃源岩，母质来源以藻类和细菌为主。

沥青质傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析及其在有机地球化学研究中的应用

沥青质傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析可以反映出其分子结构上的特征,红外吸收因子Z犤I(1380cm-1)/I(720cm-1)犦能指示不同来源沥青质的母质类型;吸收因子Y犤I(1600cm-1)/I(1450cm-1)犦可以较好地讨论沥青质的成熟度演化状况;沥青质的红外研究认为,所有的沥青质都具有较好的再生烃潜力,其中Ⅲ型母质来源的沥青质具有较好的再生气潜力,而Ⅰ和Ⅱ型母质来源的沥青质具有高的再生油潜力。

有机生物地球化学与晚新生代古全球变化研究

有机生物地球化学在古全球变化研究中的应用越来越受到重视。在古海洋学领域,表层海水温度、海洋初级生产力的大小及其种群结构的变化对全球碳循环的影响、海底甲烷释放等关键性科学问题都需要有机生物地球化学积极参与。有机生物地球化学也能在陆地古生态系统中植被的演变、C3与C4植物的消长变化、湖泊水体环境的变化等方面作出独特的贡献。文中简要评述了上述内容的研究现状。

滇—黔地球化学边界似基韦诺(Kew eenaw)型铜矿中有机质与成矿条件研究

用有机岩石学和有机地球化学方法研究了铜矿中有机质的类型、特征及其与自然铜矿化的关系。观测结果表明:矿床中有机质的类型比较复杂,有峨眉山玄武岩晚期火山喷发间歇沉积的腐殖型有机质转变的镜质组、丝质组和由腐泥型有机质成因的充填状沥青。铜矿区原生沉积有机质经受的热演化程度达到VRo1.6%～1.9%,远比矿区外围VRo1.08%～1.35%高,说明矿区受热程度高。后期进入的充填沥青热演化程度为ERo=1.32%～1.56%,略比原生沉积有机质低。镜质体和炭化木的总碳同位素介于-21.29‰～-22.5‰之间,充填沥青总碳同位素介于-32.2‰～-33.14‰之间,两类有机质的碳同位素组成差别很大。充填沥青生物标志化合物组合表现为:高三环萜化合物、高伽玛蜡烷、C27-C28-C29甾烷均势分布、丰富四甲基甾烷等,反映出低等水生生源输入特征,综合区域地质背景资料,初步推测其可能来源于古生代海相沉积有机质(泥盆系或下二叠统源岩)。流体包裹体组成的激光拉曼测定结果表明,流体中CH4含量较高,表明成矿体系富含甲烷,有利于氧化铜还原为自然铜的反应。据矿区蚀变矿物组合与有机的热演化程度,以及矿区脉石矿物的流体包裹体均一温度测定结果,玄武岩中的铜具有早期高温分异富集特征,但是大量自然铜是在晚期温度、压力不太高的流体中受多种有机质还原作用形成的。

中国沉积学发展战略：沉积地球化学研究现状与展望

沉积地球化学是沉积学的重要研究内容和手段,在认识地球表层系统圈层相互作用和资源环境效应方面发挥着不可替代作用。随着国家科研经费投入的增加,以及地球化学分析测试的平台建设和技术进步,中国沉积地球化学进入快速发展期,在国际上的学术影响力逐渐增强,但是在技术方法与理论的创新、及高质量成果产出等方面,仍有待改进。因此,中国沉积地球化学应加强统筹规划和布局,在战术上重视理论、方法和技术的发展与创新,提升沉积—成岩过程年代的约束能力,重视对地球化学数据的精细提取和模型定量分析;在战略上加强沉积地球化学在大时空尺度的应用与探索,深化对关键地质时期地球环境—生物协同演化,以及沉积矿产和化石能源的形成与演化等重大科学问题的研究。在此基础上,中国沉积地球化学将进一步提升研究水平和国际地位,并有望实现跨越式发展。

有机地球化学研究新进展与展望

阐述了近五年有机地球化学领域的重要研究进展和未来有可能出现新突破的领域。在沉积有机质的性质和结构的认识上有重要进展,由于分子和分子同位素测试技术的进步,发现对有机质参与的地球化学全过程能够进行定性研究。阐述了与烃源岩发育相关的环境与控制因素,但具体形成机制的推断还没有得到沉积记录的验证。生物—有机地球化学在定量环境变化与古生态系统重建研究等方面作出了独特的贡献。未来关于过度型有机质和石油天然气成藏过程定量化重建研究将是有机地球化学有可能出现新突破的领域。新的成份与同位素测定新技术的引入将促进有机地球化学相关研究领域的发展。

莱阳凹陷烃源岩石油包裹体及有机地球化学研究

用高倍荧光显微镜精细观察,在莱阳凹陷莱孔2井下白垩统莱阳组水南段暗色泥岩中发现比较丰富的微石油包裹体群。它们主要分布在暗色泥岩的砂质碎屑矿物和自生矿物中,其暗色泥岩为富含藻类和无定型干酪根的优质烃源岩,有机地球化学的分析结果表明其为生烃潜力很好的烃源岩:TOC=1.14%～3.00%,S1=0.16～0.83mg/g,S2=4.45～22.8mg/g,IH=390～671mg/g;样品可溶有机质生物标志化合物的分析结果表明其普遍具有植烷优势,Pr/Ph=0.25～0.43,伽马蜡烷含量较高,规则甾烷呈V字型分布,4-甲基甾烷C27<C28<C29;分析样品中含有比较丰富的三环萜烷,五环三萜烷以C30藿烷为主峰,C29降藿烷含量较高,Ts和Tm含量较低;甾烷和萜烷化合物的热成熟度参数指标反映可溶有机质的热成熟度较低,物源以藻类等低等水生生物输入为主,植烷优势和伽马蜡烷含量较高的特点反映了湖盆的沉积环境具有微咸水-咸水和较强的还原特征。烃源岩石油包裹体的均一温度测量值为th=78.5～82℃,石油包裹体PVTsim模拟计算的捕获压力为281.2×105～282.5×105Pa。莱孔2井埋藏史剖面和古地温、古压力的恢复结果表明,本区下白垩统,莱阳组水南段暗色泥岩在喜马拉雅早期抬升以前,在地质历史中曾经历过温度>82℃、埋深>2800m的重要生烃-排烃作用。烃源岩中石油包裹体的研究结果不仅直观地展示了源岩的生烃-排烃现象,而且揭示了地质历史中流体的性质和生烃-排烃条件,为本区油气的勘探评价提供了重要依据。

塔里木盆地轮探1井寒武系轻质油成藏地球化学特征

轮探1(LT-1)井在8000 m以下的寒武系中获得轻质油,是塔里木盆地超深层油气勘探的重大突破。对LT-1井寒武系轻质油的δ13C、生物标志物地球化学特征开展分析,对LT-1井寒武系玉尔吐斯组干酪根开展催化加氢热解实验,以探讨寒武系轻质油与玉尔吐斯组烃源岩之间的油源关系。结果显示:LT-1井轻质油的δ13C为-32.5‰;低碳数正构烷烃占优势,Pr/Ph值低,反映了其生烃母质还原的沉积环境;三环萜烷(TT)相对含量高,C19~31TT分布完整,以C23TT为主峰,C24四环萜烷丰度低;C27-C28-C29规则甾烷的分布为C29>C27>C28。干酪根催化加氢产物、干酪根抽提物、烃源岩抽提物和原油的成熟度依次增加,体现了不同赋存状态有机质的演化差异,其中干酪根催化加氢产物由于受到干酪根大分子的保护作用而受到热演化的影响最小。综合分析LT-1井的地质背景、δ13C对比关系、生物标志物分布特征及成熟度匹配关系等地质地球化学特征,推测LT-1井轻质油与玉尔吐斯组烃源岩具有亲缘关系,LT-1井8000 m以下轻质油藏的发现表明塔里木盆地超深层仍具有良好的油气勘探前景。

正丁基环己烷热模拟演化特征及其地球化学意义

烃源岩在高成熟演化阶段或正常原油经油藏次生改造作用形成轻质油的过程中,往往伴随烃类芳构化作用的发生,芳构化作用涉及的C–H键断裂过程导致稳定C、H同位素的分馏。本文考察了正丁基环己烷(BCH)在黄金管封闭模拟体系下的分子演化特征,主要探讨了水和S对BCH热演化过程的影响。结果表明,随热演化程度增强(Easy Ro增大),烃类芳构化程度增强。水分子可能通过抑制环上H原子自由基裂解而降低烃类芳构化的速率和程度,增加了甲苯与甲基环己烷之间的H同位素分馏。单质S能极大地促进BCH芳构化作用的发生。结合塔里木盆地塔中深层轻质油藏开展应用探讨,认为环烷烃芳构化是轻质油藏演化中的一个重要地球化学过程,其中几个典型化合物(正庚烷、甲苯、甲基环己烷)的含量变化和稳定H同位素演化特征,在轻质油藏地质地球化学演化研究中对探讨原油热演化程度等具有重要指示意义。

南海琼东南盆地两种不同成因天然气水合物赋存的深层沉积物地球化学特征对比

对来自琼东南盆地W03和W09站位的天然气水合物分解气及其赋存沉积物的地球化学特征进行对比研究。结果表明, W03和W09站位的天然气水合物分解气分别对应以生物气为主和以热成因气为主的混合成因气, 2个站位水合物赋存的深层沉积物的地球化学特征具有显著差异。以生物成因气为主的W03站位沉积物表现出较高的总有机碳(TOC)、较低的硫酸盐含量以及较高的孔隙度,这些是产甲烷菌活跃的有利条件;同时天然气水合物富集层沉积物的饱和烃中显示出强度很高的低碳数未分离复杂化合物(UCM)鼓包(C_(12)~C_(19)),推测该站位沉积物中产甲烷菌活跃。以热成因气为主的W09站位沉积物中轻重烷烃指数(L/H)、姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)和n-C_(17)/Pr等多种生物标志物特征表明,该站位在天然气水合物富集层有明显的油源烃浸染的痕迹,推测来自深部油气藏的天然气将油源烃携带到天然气水合物层位,同时该站位部分样品色谱图中显示出与油源烃微生物降解活动相关的UCM鼓包(C_(17)~C_(21)),表明油源烃在沉积物中也受到了微生物降解活动的影响。

沉积有机质分子地球化学应用于古气候古环境研究

自从上世纪八十年代以来,沉积有机质分子地球化学在古气候古环境研究中发挥了其它学科不可替代的作用。与传统的第四纪地质地球化学研究方法相比,分子有机地球化学在古生态系统恢复与古生产率评估、古大气二氧化碳分压与古温度确定等领域提供了更为精细的信息。文章主要总结与评述了沉积有机质分子及其碳/氢同位素地球化学技术近三十年来在上述领域的主要进展。

鄂尔多斯盆地苏里格大气田天然气成藏地球化学研究

苏里格大气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部,属于典型的低渗砂岩气田。对天然气组分和同位素组成研究表明,苏里格大气田上古生界天然气以干气为主、湿气为辅,甲烷含量为82.729%～98.407%,干燥系数为84.7%～98.8%,δ13C1值为-36‰～-30‰,δ13C2值为-26‰～-21‰,属于高成熟度的煤成气;气田范围内各井区天然气组分和碳同位素组成变化较小,暗示其来源和成藏过程的一致性。根据储层流体包裹体镜下观察、包裹体均一温度、含烃包裹体丰度、颗粒荧光定量(QGF)、包裹体激光拉曼分析,苏里格大气田上古生界储层发育盐水包裹体、气体包裹体、液态烃包裹体、CO2包裹体等不同类型流体包裹体,主要产于石英次生加大边、微裂隙及胶结物中;包裹体均一温度分布呈连续的单峰态,分布范围为80～180℃,主峰温度为100～145℃;上古生界砂岩储层样品的含烃包裹体丰度不高(多为1%～5%),QGF强度较低(1～10pc)。研究认为,苏里格大气田天然气充注可能是一个连续的过程,主要经历了一期成藏,其主要成藏期为晚侏罗世-早白垩世。通过生气动力学与碳同位素动力学的研究表明,苏里格大气田天然气主要来源于苏里格地区及周缘的石炭-二叠系煤系烃源岩,为近源充注、累积聚气成藏。

滇池湖泊沉积物中游离类脂物的有机地球化学特征

在对滇池湖泊沉积物有机质总体特征分析的基础上,对沉积物中可溶性有机质的组成进行了定量测定,并揭示了其剖面变化特征。研究结果表明:(1)正构烷烃组分具有较强的稳定性,反映出滇池沉积有机质以菌藻类来源为主,沉积柱上、下两段存在陆源高等植物输入相对增加的特征,且从下往上存在草本植物相对贡献增加的特征;(2)脂肪醇组分,以具有强烈偶碳优势的高碳数脂肪醇为主,反映了沉积有机质中陆源输入的部分;(3)脂肪酸组分揭示出可溶有机质中以浮游植物贡献为主,局部层段存在相对较强的细菌改造作用。因此,湖泊沉积物记录了滇池从一个贫营养的湖泊演变成富营养化湖泊的过程,特别是最近几十年,滇池内源有机物和陆源有机物的输入都呈现快速增长的趋势,结合同位素组成特征表明滇池进入了重富营养化阶段。

济阳坳陷下古生界碳酸盐岩的分子有机地球化学特征

本文主要针对济阳坳陷车古、义古和桩古潜山带若干钻井的下古生界碳酸盐岩样品,开展分子有机地球化学研究。研究主要揭示了下古生界碳酸盐岩氯仿沥青A中的生标组成及其碳同位素特征,可为环渤海地区下古生界潜在的原生油气藏的判识提供依据;同时研究表明碳酸盐岩晶包有机质中正构烷烃的分布和碳同位素组成与氯仿沥青A中的存在明显差异,早期有机质的特征仍被保留在晶包有机质中,因此可用于古沉积环境的探讨。

吐哈盆地侏罗系煤系有机质中支链烷烃的化学结构及地球化学意义

利用ＧＣ／ＭＳ技术在吐哈盆地侏罗系煤及泥岩中检出了多系列高位单甲基取代烷烃及新的长链高位二甲基取代烷烃系列化合物。高位单甲基取代支链烷烃碳数分布范围很宽，尤其以ｉＣ１８—ｉＣ２５为最丰富，其中８－至１３－甲基系列（混合物）占优势。此类化合物主要来源于菌藻类生物质，还原性环境有利于菌藻的聚集及保存。褐煤中检出的长链高位二甲基取代烷烃化合物系列为１１，１４－二甲基系列，均为偶碳数烷烃，碳数范围为Ｃ２６—Ｃ３６。此类化合物为国内外首次报道，其生源可能为某（些）特殊的菌藻类。高位单甲基及二甲基取代异构烷烃在煤系沉积有机质中的高丰度分布，表明某些成煤沼泽环境可以繁殖菌藻类，并且其生物质可得到保存。

热泉热液金矿化中嗜热微生物──有机质的地球化学作用

本文主要通过对热泉热液金成矿过程中的热泉水化学成分和组分的分析，得出泉水中金与氮磷硫、氟硅碳两组组分有很好的相关性。嗜热硫酸盐还原菌能使［Ａｕ（ＨＳ）２］－和［Ａｕ（Ｓ２Ｏ３）２］３－都氧化还原成硫化物，从而使金由热水溶液中沉淀。热泉沉积软泥的有机质中的含硫氨基酸、含硫芳烃也起到了一定的聚金作用。

渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩有机地球化学特征

对渤海湾盆地黄骅坳陷下古生界碳酸盐岩样品开展了有机地球化学研究,研究揭示氯仿沥青A中正构烷烃的碳数分布以单峰型为主（主峰碳为nC16或nC18）,奇偶优势值接近于1.0,升藿烷成熟度参数为0.58-0.63,显示其处于高成熟演化状态;Pr/Ph值普遍接近于1或略大于1,反映了一种弱还原─弱氧化的沉积环境。氯仿沥青C中正构烷烃碳数分布主要为双峰型,反映其成熟度低于氯仿沥青A;Pr/Ph值均接近于1,反映了弱还原─弱氧化的沉积环境。多数样品的氯仿沥青A和氯仿沥青C具有相似的碳同位素组成分布模式,反映氯仿沥青C中正构烷烃碳同位素组成并没有受到成岩后地质作用的强烈影响,保存了早期有机质的特征,因而可用于恢复古沉积环境,为环渤海地区下古生界潜在原生油气藏的判识提供依据。

川东北固体沥青的有机地球化学

采用选择性化学降解方法并结合多种有机地球化学测定手段对川东北固体沥青的成因进行研究。生物标志化合物参数和沥青反射率数据表明,此类固体沥青经历了相对较高的热演化程度。化学降解释放出的生标化合物以C16和C18一元脂肪酸为主,具有明显的偶碳优势,揭示这类固体沥青的母质可能以菌藻类低等水生生物输入为主。降解产物中还含有一定的正构烷烃及甾萜类化合物,与抽提物中的相应组分对比表明,它们可能具有相同的来源,但经历的热演化程度明显较抽提物中的组分偏低。单体碳同位素组成特征表明,这类母质可能形成于一个半深水—深水的沉积环境,单体氢同位素组成特征则揭示出是一个环境水为富D的海相环境。

珠江中下游颗粒有机质的碳氮℃稳定同位素、氨基酸和木质素组成及其地球化学意义

从东江到珠江口采集了悬浮颗粒物,通过测定总有机质的元素（TOC、TN）、同位素（δ13C、δ15N）组成以及生物标志物（氨基酸、木质素）等地球化学性质,来揭示颗粒有机质的来源和组成。结果表明,浮游生物（13%-52%）和土壤（45%-77%）是珠江颗粒有机质的主要来源,植物（0%-11%）对颗粒物的贡献较小。颗粒有机质含有高比例的氨基酸碳（TAAC）,说明浮游生物对颗粒物的重要性。氨基酸的降解指数（DI）在-0.51到0.79之间,说明这些水生来源有机质的降解程度比较小。木质素的降解参数（Ad/Al、3,5-BD/V）较大,表明珠江颗粒有机碳的陆源来源主要是土壤。在颗粒物中检测到了少量的二氨基庚二酸（Dapa）,说明细菌对颗粒有机碳也有所贡献。不同环境中颗粒物的木质素组成主要与颗粒物丰度和粒径有关：（1）相对于河流,水库颗粒物中的木质素含量显著偏低,降解程度更高；（2）相对于中游,下游颗粒物丰度较高,木质素含量较高。