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有机质氮同位素与蛋白质含量在生物气源岩评价中的应用——以柴达木盆地涩北一号构造带为例

石油天然气学报 2011年第1期33卷 21-25,165页

作者：陈华强于赤灵卢鸿彭平安帅燕华张水昌中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中国科学院研究生院北京100049 中国石油勘探开发研究院北京100083

按照有机质丰度、类型和成熟度为评价思路的传统石油地球化学评价方法,不能满足和适应具有早期微生物化学成因为关键要素的低成熟生物气资源勘探。尝试从生物气早期营养母源出发,以柴达木盆地涩北一号构造带源岩样品为例,通过生物大分... 详细信息

按照有机质丰度、类型和成熟度为评价思路的传统石油地球化学评价方法,不能满足和适应具有早期微生物化学成因为关键要素的低成熟生物气资源勘探。尝试从生物气早期营养母源出发,以柴达木盆地涩北一号构造带源岩样品为例,通过生物大分子蛋白质含量、氮同位素以及C/N比值,结合常规岩石热解数据分析生物气沉积有机质特征。地质分布追踪表明:δ15N、蛋白质含量以及传统地球化学指标(有机碳含量TOC、氢指数IH等)高丰度层位与探井主要产气层段相对应。因此,生物大分子蛋白质含量能够表征微生物营养底物的丰富程度,δ15N可以反映生物气母源环境特征和微生物活动强度,可以利用δ15N、蛋白质含量以及C/N比结合传统有机地球化学指标来评价生物气源岩。

关键词：有机氮同位素蛋白质含量生物气气源岩评价柴达木盆地

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渤海湾盆地渤南洼陷沙河街组三段下亚段岩相特征及有机质富集成因

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石油与天然气地质 2019年第5期40卷 1106-1114页

作者：王雨菡丁伟铭刘璇魏韧董琳北京大学地球与空间科学学院

渤海湾盆地沾化凹陷渤南洼陷沙河街组三段沉积了面积广、厚度大、含碎屑组分的碳酸盐岩,蕴含着大量页岩油。通过岩相特征描述、陆源碎屑来源分析、初始生产力和氧化还原环境分析,探讨了渤南洼陷有机质富集的成因机制。对L69井进行了连... 详细信息

渤海湾盆地沾化凹陷渤南洼陷沙河街组三段沉积了面积广、厚度大、含碎屑组分的碳酸盐岩,蕴含着大量页岩油。通过岩相特征描述、陆源碎屑来源分析、初始生产力和氧化还原环境分析,探讨了渤南洼陷有机质富集的成因机制。对L69井进行了连续密集取样,根据岩性特征和沉积构造,主要划分为块状泥晶灰岩、透镜状泥晶灰岩、纹层状泥晶灰岩和纹层状亮晶灰岩;通过主微量元素、有机碳氮同位素、无机碳氧同位素实验对陆源碎屑来源进行讨论,稳定的Al/K和Al/Mg说明L69井碎屑组分的物源均一;通过对比研究全岩和干酪根有机氮同位素,对沉积时水体及沉积物的氧化还原环境进行恢复;通过Ba元素的含量、干酪根有机碳同位素,及其与有机氮同位素的耦合关系探讨生产力的变化。在此基础上对研究区油气生成与保存的机理进行了探讨,推测研究区内的陆源输入带来了营养物质,促进了湖盆中藻类的生长,产生了大量有机质。有机质在沉降过程中不断消耗氧气,导致了水体内部出现还原环境,进而促进了有机质的埋藏和保存。

关键词：有机碳同位素有机氮同位素古生产力氧化还原环境湖相碳酸盐岩沙河街组三段渤南洼陷渤海湾盆地

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南海、冲绳海槽沉积物不同形态氮含量及其同位素的时间变化与控制因子

南海、冲绳海槽沉积物不同形态氮含量及其同位素的时间变化与控制...

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作者：赖瑶厦门大学

学位级别：硕士

沉积物总氮含量(TN)及其同位素(δ15NTN)是反演海洋氮储库变化的重要工具。沉积物中总氮的赋存形态主要有有机氮(ON)和无机氮(IN),其中ON主要由生源碎屑组成,其含量与同位素记录了上覆水体氮循环信号,而固定于2:1型粘土矿物晶格层中的... 详细信息

沉积物总氮含量(TN)及其同位素(δ15NTN)是反演海洋氮储库变化的重要工具。沉积物中总氮的赋存形态主要有有机氮(ON)和无机氮(IN),其中ON主要由生源碎屑组成,其含量与同位素记录了上覆水体氮循环信号,而固定于2:1型粘土矿物晶格层中的固定态铵则是IN的主要存在形式。由于在开阔大洋沉积物中IN含量较低而常被忽略,因此大部分研究用TN代替ON用于古海洋氮循环研究。然而近年来许多研究表明在沉积物中IN占比较高,且δ15NIN相对δ15NON较轻,因而IN及其同位素对TN的稀释作用不能忽略。因此,本研究首次采用反硝化细菌法测量沉积物有机氮含量及其氮同位素,获得了南海MD972142钻孔和冲绳海槽MD012403钻孔不同形态氮含量及其氮同位素结果。通过对比南海MD972142钻孔δ15NON与有孔虫壳体氮同位素(FB-δ15N),分析讨论了造成两者间差异的原因,探讨了 MD012403钻孔δ15NON与东赤道北太平洋(ETNP)反硝化作用强度间的关系,对δ15NIN背后的古气候信息进行了简要的分析讨论。研究结果表明在两根钻孔中IN%均较高,MD972142钻孔中IN平均占比为51%,最高可达68%,而在MD012403钻孔中IN占比为21-62%,平均占比为38%。尽管TN%与ON%、δ15NTN和δ15NON间的变化趋势相似,并未受到高占比的IN的影响而发生显著偏移,但δ15NON的指标敏感度更高,表现为变化幅度较δ15NTN更明显。前人研究表明在寡营养的南海,浮游有孔虫的FB-δ15N记录了上层海洋硝酸盐氮同位素信号且与代表真光区输出生产力的δ15Nsink值近似。由于壳体保护作用,沉积物的FB-δ15N受早期成岩作用影响较小,而沉积物δ15NON则记录了早期成岩作用改造的信号,通过对比二者差异可以评估不同时期水体及沉积物氧化还原变化。MD972142钻孔δ15NON与FB-δ15N的对比结果表明,二者变化趋势相反,间冰期δ15NON较FB-δ15N正偏,冰期δ15NON较FB-δ15N负偏。二者的差值Δδ15N(ON-FB)与表征底层水氧化还原环境的Mn含量变化同步,说明δ15NON与FB-δ15N间的差异与早期成岩改造有关。在间冰期,底层水为氧化环境,沉积物中的有机质经历氧化条件下的早期成岩改造,氮同位素增大,导致Δδ15N(ON-FB)为0-3‰的正值;冰期,底层水环境偏还原,还原环境下的早期成岩改造致使有机质氮同位素减小,δ15NON偏移次表层硝酸盐δ15N信号,Δδ15N(ON-FB)呈现-3-0‰的负值。对比MD012403钻孔δ15NON与ETNP、中赤道北太平洋(CTNP)以及西赤道北太平洋(WTNP)沉积物δ15NTN,发现其变化同步且变化幅度从ETNP到WTNP沿着NPIW路径依次减小,表明冲绳海槽MD102403钻孔δ15NON反映了全球硝酸盐储库的变化,是ETNP反硝化信号经大洋环流传输到冲绳海槽所控制而非当地反硝化过程的影响。并且,该钻孔δ15NON与日照量变化一致,且与Dongge溶洞与Hulu溶洞δ18O的变化相对应,表明δ15NON与全球气候事件相关。δ15NIN与日照正相关,且记录了其来源地的气候信息。MD972142钻孔IN%在冰期低海平面时高,在间冰期高海平面时低,表明IN与陆源输入有关。MD012403钻孔IN%与伊利石百分含量变化同步,表明伊利石是该钻孔IN的主要携带者。δ15NIN的结果显示其与日照量正相关,日照量高的时期对应δ15NIN峰值,而日照量低的时期,δ15NIN减小。并且,MD972142钻孔、MD012403钻孔以及St.3钻孔的δ15NIN的变化趋势相似,表明δ15NIN与全球的日照变化相关。然而,δ15NIN亦具有区域差异,其中MD972142钻孔的δ15NIN较MD012403钻孔以及St.3钻孔的δ15NIN偏重,表明其IN源区的差异,这可能与其源区的土壤溶液δ15NNH4+以及IN与土壤溶液中NH4+的分馏系数有关,具体机制还需未来进一步的研究确定。

关键词：不同形态氮沉积物有机氮同位素无机氮同位素硝酸盐储库古气候

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