豫西南淅川地区灯影组碳、氧同位素特征及其环境意义

为研究豫西南淅川地区震旦系灯影组沉积环境特征,运用沉积学、沉积地球化学方法,分析了淅川灯影组岩性特征及其碳、氧同位素组成。研究表明:淅川灯影组岩性主要为白云岩,沉积相类型有潮下斜坡带、潮上云坪以及潮间带;灯影组内δ~(13)C均值为1.55‰,δ~(18)O均值为-6.85‰,低于扬子板块南部灯影组δ~(13)C与δ~(18)O值;淅川灯影组白云岩成因主要为埋藏成因,并伴随有热液活动。综合分析可知,淅川灯影组形成于盐度较高、较炎热的海相环境。     

川中川南地区须家河组天然气地球化学特征

四川盆地川中川南地区须家河组天然气组成主要以烃类气体为主,甲烷含量在80%～96%,C 2重烃含量较高,分布在3%～18%;天然气干燥系数(C1/C1-5)以小于0.95为主,为典型的湿气,主要属于干酪根热降解气.天然气同位素组成特征是碳、氢同位素均较轻,δ13C1介于-43‰～-37‰,δ12C2介于-30‰～-24‰;δDCH4介于-190‰～-150‰,δDC2H6>介于-150‰～-110‰.甲烷碳同位素值与干燥系数之间有很好的正相关关系,天然气碳同位素值明显比海相层系天然气碳同位素值轻,具有煤型气特征,表明须家河组天然气主要来源于上三叠统煤系烃源岩.     

济阳坳陷三合村洼陷浅层天然气成因分析

厘清济阳坳陷三合村洼陷浅层天然气成因.通过采集浅层天然气及伴生原油样品,在进行天然气组分、碳、氢同位素组成以及伴生原油饱和烃色谱分析的基础上对浅层天然气的成因进行了研究,认为三合村洼陷浅层天然气主要来自微生物对原油的降解,属于典型的次生生物气,微生物还原二氧化碳生成甲烷是次生生物甲烷的主要生成途径.研究结果表明:天然气组分以甲烷为主,干燥系数大(C_/C_1~+0.931);甲烷碳同位素比值变化大(-50.03‰δ~(13)C_1-39.03‰),并与甲烷氢同位素比值呈负相关关系;重烃组分含量低且碳同位素比值普遍较大(-33.62‰δ~(13)C_2-19.72‰,-29.27‰δ~(13)C_3-7.64‰,-26.28‰δ~(13)n-C_4-15.63‰);二氧化碳碳同位素比值表现为异常的正值(2.82‰δ~(13)CCO_217.69‰).微生物对湿气组分的选择性降解以及次生生物甲烷的生成是导致济阳坳陷三合村洼陷天然气组分、同位素组成复杂特征的主要原因.浅层天然气成因的确定对后续勘探浅层气藏附近的降解型稠油油藏具有重要的指示意义.     

山东平邑盆地古近系卞桥组一段湖相碳酸盐岩碳氧同位素特征及其地质意义

对山东平邑盆地柏林剖面古近系卞桥组一段19件湖相碳酸盐岩样品的岩性特征、碳氧同位素特征、主量和微量元素进行了分析。结果表明:平邑盆地古近系卞桥组一段的岩性从地层底部到顶部整体变化依次为粗碎屑岩、核形石灰岩、生物碎屑灰岩、颗粒灰岩、泥晶灰岩/泥灰岩。碳酸盐岩δ¹³C值主要为-3.5‰～-2.5‰,平均值为-2.9‰; δ¹⁸O值主要为-8.5‰～-6.5‰,平均值为-7.6‰; 碳氧同位素具有良好的相关性,说明平邑盆地在古近系沉积时期是水体停留时间较长的封闭性湖泊系统。碳酸盐岩Sr/Ba值主要为0.25～31.55,可以认为平邑盆地古近系沉积时期水介质主要为咸水环境; Mg/Ca值主要为0.004 2～0.011 9,结合氧同位素组成,反映平邑盆地古近系沉积时期的古气候变化经历了潮湿环境→半干热环境→干热环境3个阶段。根据岩性序列垂向演化及薄片特征,可以推断出平邑盆地在古近系卞桥组一段沉积时期,湖盆水动力随着地层变新而减弱,湖盆水体逐渐由高能转入低能环境。     

南堡凹陷天然气赋存状态与碳同位素组成特征

为了明确南堡凹陷天然气成因和分布规律,通过天然气赋存状态和碳同位素组成特征研究,综合地质条件,认为南堡凹陷主要发育有3种成因类型天然气,且天然气赋存状态和碳同位素组成主要受两套烃源岩性质的差异性和断裂的垂向疏导控制.结果表明:南堡凹陷天然气深层以游离气为主,中浅层以油溶气为主,浅层含有少量游离气;沙三段和奥陶系天然气乙烷δ13 C值一般大于-27.5‰,丙烷δ13 C值大于-25.5‰,为煤型气,来源于沙三段烃源岩,且碳同位素部分倒转主要是同源不同期天然气混合造成的;沙一段天然气乙烷δ13 C值一般小于-27.5‰,丙烷δ13C值小于-25.5‰,为油型气,来源于沙一段烃源岩,且碳同位素部分倒转主要是同源不同期天然气混合造成的;东营组和新近系天然气乙烷δ13 C值为-31.5‰~-25.5‰,丙烷δ13 C值为-28.1‰~-22.4‰,为沙三段和沙一段烃源岩的混源气,且碳同位素部分倒转主要是不同源不同类型天然气混合、同源不同期天然气混合以及细菌氧化作用共同造成的,断裂为垂向运移通道.     

钼催化作用下的煤成烷烃气碳同位素演化

为了阐释钼催化作用下的煤成气碳同位素演化特征和机理,采用在原煤中添加单质钼的方式,开展催化生气模拟试验,测定模拟系列气样的单体烷烃气碳同位素组成,并对其演化规律和模式进行探讨。结果表明：无论加钼与否,模拟气甲烷碳同位素组成（δ（13 C1））均以镜质组反射率1.1%为界分为演化趋势截然相反的2个阶段,乙烷碳同位素组成（δ（13 C2））不存在明显的演化阶段性,但加钼煤样δ（13C2）由在较低成熟度阶段重于原煤样变为在较高成熟度阶段轻于原煤样;加钼条件下,模拟烷烃气呈现出正碳同位素系列,δ（13C1）为（-25～-45）×10-3,δ（13 C2）重于-29×10-3,表明钼催化成因气属于有机热成因气范畴。对比模拟烷烃气碳同位素组成与镜质组反射率之间的关系,发现模拟烷烃气碳同位素组成演化规律与前人模式有所不同。加钼煤样的不同单体烷烃气碳同位素组成随有机质成熟度变化速率的不同而不同,指示生气作用在钼催化作用下得到增强,这一效应在裂解气生成过程中更为显著;加钼煤样δ（13 C2）在较高成熟度条件下轻于原煤样δ（13C2）的原因可能在于钼催化效应促进了煤中壳质组裂解生气。     

塔里木盆地天然气中丁烷的地球化学特征

为了研究母质类型、热演化程度和运移方向等成藏要素对丁烷地球化学特征的影响,统计分析了塔里木盆地天然气中丁烷组分和碳同位素的变化特征．结果表明：该区丁烷含量变化较大,体积分数在0．02％～28．9％之间,平均值为1．89％;丁烷碳同位素较稳定,台盆区主频在一30％0～一28％0之间;前陆区主频在一24‰～～22‰之间;油型气iC4／nc4值小于0．8,δ^13C4轻于一27．5‰;煤型气iC4／nC4值大于0．8,δ^13C4重于一25．5‰;处于较高热演化阶段的天然气δ^13iC4-δ^13nC4值大于0;不同输导条件下,沿运移方向iC4／nC4值具有不同的变化趋势,在碎屑岩输导层中沿运移方向i4／nC。值减小;通过盖层散失或是在碳酸盐岩风化壳中运移的天然气,沿运移方向iC4／nC4值增加．天然气中的丁烷可以为油气成藏研究提供丰富的地球化学信息,对其组成和碳同位素特征的研究具有重要的理论和实践意义．     

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术

碳酸盐岩碳、氧同位素分析激光微取样技术是利用高能聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用 ,热分解产生CO2 气体 ,经真空提纯净化后送质谱仪分析测定其C、O同位素值。其空间分辨率优于 2 0 μm ,能有效地对碳酸盐岩各细微组分结构分别取样 ,以满足同位素地质学研究的需要。经标样测定 ,δ1 3C和δ1 8O的最好分析精度可达± 0 .2 2‰ (σ) ,与常规磷酸分解法分析精度相当 ;δ1 3C无明显分馏现象 ,δ1 8O分馏明显 ,但对同种矿物是一个常量 (方解石偏负 1 .72‰ ;白云石偏负 1 .59‰ )易于校正。激光微取样主要应用于碳酸盐储集岩样品碳、氧同位素分析 ,能较好地解释油气储层孔隙演化和成岩过程     

五台山-恒山一带金、银多金属矿床同位素地球化学及其成矿模型

通过同位素地球化学研究，五台山—恒山—带金、银多金属矿床的硫源均来自深源；铅同位素组成表明成矿物质主要来自下地壳及地幔，但绿岩型金矿铅同位素变化较大，而燕山期次火山岩型金、银多金属矿床铅同位素较为集中；运移形成矿物的水源也有所不同，前者是以变质水为主(δ^18OH2O1.34％-12.55％,δD-22.287％—--177.36％)，后者则是以岩浆水及天水混合为主(δ^18OH2O多在-18．6‰～ 10．05‰，δD-68‰～-110‰)；碳氧同位素组成也揭示了前者以变质作用为主(δ^13C(PDB)-1.25‰～1.37‰，δ^18O(SMOW)11．4％～16．5％)，后者与花岗斑岩侵入有关(δ^13C(PDB)为-4．0‰～-9．2‰，δ^18O(SMOW)3．5‰～9．6‰)；两类矿床的锶同位素比值，也反映了与成矿作用有着密切关系的太古宙斜长角闪岩和燕山中期花岗斑岩均是壳幔混合产物，故可视为两类矿床有着内在成因联系；钐-钕同位素组成不仅获得相同结论，而且从εNd(0)和∫sm／Nd均是负值，推测属大陆地壳岩石，可能为O-C型绿岩地体的成矿背景，从而建立了五台热幔柱构造的成矿模型，试图指导找矿。     

元素分析仪与质谱仪联用鉴定蜂蜜掺假的研究

绝大多数的天然蜂蜜均来自C_3植物,其总体蜂蜜和蜂蜜蛋白均来自相同的植物碳源,二者的碳同位素组成应该相等,即δ~(13)C_H=δ~(13)C_P。由于商业利益驱使的一些掺假行为,例如掺入C_4植物糖浆,总体蜂蜜δ~(13)C_H发生改变,变化大小取决于掺假量和掺假糖浆的δ~(13)C,但是蜂蜜蛋白δ~(13)C_P很稳定几乎不变。本实验利用稳定同位素技术鉴定62个蜂蜜样品,结果显示有19.35%的蜂蜜不合格,掺假掺杂主要以添加碳-4植物源转化产物和淀粉糖浆为主。     

准噶尔盆地克拉玛依地区天然气地球化学特征与成因探讨

根据碳同位素组成及气组成分析,划分出两种类型气区（A,B区）,A区天然气δ^13C2在－24.492‰-26.965‰,δ^13C1大多分布在－33.4‰--37.985‰,来源于佳木河组高－过成熟腐殖型气,B区天然气δ^13C2介于－32.94‰--29.899‰,为风城组腐泥型气,A,B区天然气分别分布受佳木河组,风城组气源岩控制,B区天然气在盆地边缘,远离风城组烃源岩,δ^13C1在－44.2‰--48.922‰,之间,靠近风城组生烃中心,δ^13C1分布在－35.88‰--39.789‰,它们是风城组气源岩在不同演化阶段充注的结果,克拉玛依天然气具有多源,多阶段性,在克拉玛依地区,寻找高成熟腐泥型天然气是今后勘探主要目标。     

四川盆地东北部镇巴地区二叠系C-O-Sr同位素组成及沉积演化特征

为认识四川盆地东北部镇巴地区二叠系海平面变化及沉积演化特征,选取陕西省镇巴县杨家湾典型剖面,以岩石学特征研究为基础,结合C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古盐度、古温度变化来综合分析四川盆地东北部镇巴地区二叠系的沉积演化特征。C-O-Sr同位素分析结果显示:δ¹³C值为-1.67‰～5.85‰,平均值为2.76‰; δ¹⁸O值为-7.26‰～-3.44‰,平均值为-6.24‰; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.707 147～0.708 133。C-O-Sr同位素组成所反映的古海平面、古温度(12.0 ℃～25.2 ℃,平均值约为21.0 ℃)、古盐度(盐度指示剂为120.88～135.90,平均值为129.84)特征表明:研究区处于水体流通较好的温暖—炎热的高盐度区,且全球海平面升降事件对研究区碳酸盐同位素组成起到良好的控制作用; 研究区与全球海平面变化具有一致性,即栖霞初期的快速海侵后进入相对平稳、缓慢下降阶段,茅口初期经历大规模海侵与茅口末期海平面大幅度下降,吴家坪初期经历大规模海侵及中期海退,长兴初期海平面上升。综合分析沉积特征可知,研究区经历了由古海平面变化及构造运动控制的开阔台地→台地边缘→陆棚→缓坡环境的沉积演化过程。     

海陆过渡相页岩含气性及气体地球化学特征——以鄂尔多斯盆地山西组页岩为例

鄂尔多斯盆地二叠系山西组海陆过渡相页岩是重要的页岩气勘探层位,为了深入研究山西组海陆过渡相页岩含气性及气体地球化学特征,选取2口钻井岩芯样品进行了现场解析气量测定、解析气组分和稳定碳同位素分析以及相关有机地球化学分析,认为山西组海陆过渡相页岩具备页岩气生成的良好地质条件.研究结果表明:山西组页岩有机质丰度较高(TOC为1.73%~3.09%),干酪根类型为Ⅲ型,并处于成熟—高成熟演化阶段;解析气中,甲烷体积分数为80.07%~96.29%,平均值为88.79%,甲烷和乙烷的碳同位素值分别介于-49.2‰~-36.9‰和-17.1‰~-15.4‰之间,碳同位素均具有δ~(13)C_1δ~(13)C_2的正序分布特征,属于有机热成因气;山西组页岩解析气含量平均值为0.38 m3/t,处于已具备页岩气生产能力的四川盆地五峰组—龙马溪组页岩解析气含量范围之内,表明鄂尔多斯盆地山西组海陆过渡相页岩具有较好的页岩气勘探潜力.     

热解煤成甲烷碳同位素演化及其动力学研究

采用高温高压封闭体系和不同升温速率的实验条件,选用具有不同显微组成和演化程度的煤岩及原始成煤物质泥炭进行了热模拟实验,研究了热解煤层气甲烷碳同位素的演化和沁水盆地煤层气碳同位素动力学特征,发现热解煤层气甲烷碳同位素组成及演化与煤岩的性质和煤化程度、源岩初始演化程度、升温速率等因素密切相关,提出了热解煤层气甲烷碳同位素组成与lg(Ro)之间的关系式,确定了沁水盆地上古生界煤岩生成的甲烷碳同位素演化史及煤层气成因.结果表明:煤岩的初始演化程度低、壳质组含量高、升温速率高的条件下,形成的煤层气碳同位素组成比较轻.样品在不同升温速率形成的热解煤层气甲烷碳同位素组成与lg(Ro)具有良好的正相关关系.沁水盆地上古生界煤岩生成的甲烷碳同位素演化史是随着煤岩的埋藏史,阳城地区太原组、山西组和泥炭热解煤层气甲烷碳同位素基本保持了持续变重的趋势,并且在早白垩世(K1)末都达到最重,之后甲烷碳同位素基本保持不变.首次对成煤物质泥炭进行了碳同位素动力学实验模拟,与煤岩的碳同位素动力学特征进行了对比,表明了泥炭比煤岩具有更轻的碳同位素.将沁水盆地阳城地区二叠系自然煤层气样品的甲烷碳同位素组成与碳同位素动力学研究获得的资料比较研究发现,阳城地区煤层气甲烷碳同位素组成与K1演化至今的煤层气甲烷碳同位素值相近,反映了阳城地区煤层气具有"阶段聚气"的特征.从而反映了甲烷碳同位素动力学是研究煤层气成因的有效方法.     

碳氧同位素在潜江凹陷潜江组层序分析中应用

结合盐湖层序地层分析，在系统测试了潜江凹陷潜江组碳、氧同位素后，对其演化规律与层序地层的关系进行了探讨，研究结果表明：潜江组内δ^13C和δ^18O值的变化范围分别是-7．37‰--2．35‰和-6．42‰-0．23‰(PDB)。在低位体系域的初期和高位体系域的末期，其碳、氧同位素的值偏大；而在水进体系域时期，碳、氧同位素的值也偏低。然而在对潜江组的潜四段进行研究时，却发现碳、氧同位素的分布不具上述规律。在潜四段盐岩不仅分布于低位体系域的初期和高位体系域的末期，而且在水进体系域中也可见盐岩。因此，认为潜江凹陷潜江组可能存在另一种成盐模式——深水事件性成盐。     

渤海湾盆地黄骅坳陷潜山油气成藏差异性及主控因素

渤海湾盆地中、古生代经历了多期构造演化,导致潜山油气藏类型复杂多样,以黄骅坳陷为例,对渤海湾盆地潜山油气成藏差异性及主控因素进行研究,认为盆地构造演化、源储发育特征及其配置关系控制了不同类型潜山油气藏的形成及其成藏特征差异。综合考虑潜山形成机理、圈闭构造特征及源储配置关系,潜山油气藏可划分为断块-地貌型、断块-断鼻型、背斜型和断块-背斜型等4种类型,且以断块-断鼻型最为发育。研究结果表明:4种类型潜山油气藏在油气分布特征、油气来源、油气成藏期次及成藏模式等方面均存在明显差异,其中断块-地貌型油气藏普遍缺失石炭-二叠系,下古生界油气富集程度高,原油δ~(13)C_(饱和烃)小于-27‰、δ~(13)C_(芳烃)小于-27.5‰,天然气δ~(13)C_2大于-26.0‰、仅新近纪—第四纪发生一期充注,油气成藏特征表现为"源储侧接—古近系供烃—晚期成藏—供烃窗口富集";断块-断鼻型油气在中、古生界均有分布且混源特征明显,油气成藏特征表现为"源储分离—双源供烃—二期充注—多层系差异富集";背斜型古生界油气富集程度高,原油碳同位素大于-28‰、天然气δ~(13)C_2普遍大于-26.0‰,油气成藏特征表现为"源储叠置—煤系供烃—二期成藏—古生界富集";断块-背斜型则中生界和上古生界富油、下古生界富气,原油碳同位素小于-30‰、仅新近纪—第四纪发生一期充注,天然气δ~(13)C_2普遍大于-26.0‰、存在二期充注,油气成藏特征为"源储叠置—侧接复合—双源供烃—二期成藏—供烃窗口富集"。盆地构造演化的差异从根本上控制了潜山油气藏类型,进而导致烃源岩展布及源储配置关系的差异,多套烃源岩分布控制油气来源与分布差异,烃源岩热演化与生烃的多期次性控制油气成藏期次差异,源储配置控制了油气富集层系,储层发育差异则控制了油气富集程度.     

水峪贯地区奥陶系下统白云岩地球化学特征的研究

本文通过对奥陶系下统白云岩微量元素和同位素的测定分析,认为白云岩的地球化学特征与成岩作用的水介质条件密切相关,随着成岩水介质盐度的降低,钠的含量减少,而锰的含量增加,同时氧同位素值δ~(18)O和碳同位素值δ~(13)C也随之降低。     

黔南坳陷泥盆—石炭纪之交海平面变化及碳同位素异常

以独山白虎坡黔南坳陷泥盆—石炭系界线剖面为主要研究对象,开展了界线附近泥盆系者王组、革老河组和石炭系汤巴沟组层序地层的划分和碳氧同位素异常对比研究,揭示其海平面变化特征,根据台地相区三级层序的发育特点,将黔南坳陷泥盆—石炭系界线附近者王组—汤粑沟组自下而上划分为4个三级层序,分别命名为SQ1—SQ4,泥盆—石炭系界线位于SQ1与SQ2之间。碳稳定同位素研究表明,在杜内阶中期,随着海退事件的发生,δ13C值发生明显的正偏移,偏移量达3.96‰,这次明显的碳同位素正偏移在黔南地区均可得到很好的对比,与华南地区海平面下降一致。     

天山北缘安集海河组湖相灰岩氧碳同位素变化的古环境意义

渐新统安集海河组代表了天山新生代快速隆升之前北缘的湖相沉积,其顶部至上覆沙湾组沉积相变反映了天山隆升对周缘地区环境的影响。对安集海河剖面进行了实地测量,并对安集海河组湖相灰岩夹层进行系统采样,通过沉积相分析、氧碳同位素测定,还原安集海河组时期湖泊环境特征及末期的演变。结果表明:安集海河组整体属于典型的深湖和半深湖亚相沉积,顶部为滨湖沉积;该组δ¹⁸O值与δ¹³C值整体较高,δ¹⁸O值在中部偏高,下部和上部相似而较中部稍低,顶部显著偏负,δ¹³C值在中部明显偏负,下部变化较大但比中部稍高,上部显著偏正;区域气候资料与大气环流模拟表明,该时期氧碳同位素变化不受降水来源和季风等因素的影响。综合沉积相分析与氧碳同位素试验结果,安集海河组大部分时期气候以温暖湿润为主,末期接近沙湾组时期气温出现明显下降,气候变为干旱寒冷;全球平均气温在安集海河组末期未出现显著变化,因此,这一区域气候变化可能更多地与印度—亚欧板块碰撞远程效应导致的天山活化隆升有关。     

塔里木盆地C --O碳酸盐岩碳同位素组成特征

研究了塔里木盆地巴楚地区寒武至奥陶系海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特征 ,分析了影响碳酸盐岩碳同位素变化的原因 .结果表明 ,寒武 -奥陶系海相碳酸盐岩的碳同位素的变化可能与海平面变化有密切联系 ,在早寒武世至中寒武世海退期 ,有机质产率及有机碳埋藏速率的下降导致了碳酸盐岩δ13 C值的降低 ;而在早奥陶世海侵期 ,有机质产率及有机碳埋藏速率的增加导致了碳酸盐岩 δ13 C值的增高 ;中寒武世海水中的硫酸盐含量高 ,硫酸盐细菌的还原作用使有机质氧化 ,从而导致碳酸盐岩δ13 C值降低 ;部分样品过低的δ13 C值可能与岩浆活动或火山活动释放的 CO2 参与分馏作用有关