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黑色页岩氧化还原条件与有机质富集机制——以昭通页岩气示范区A井五峰组-龙马溪组下段为例

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石油与天然气地质 2017年第5期38卷 933-943页

作者：王鹏万张磊李昌李娴静邹辰张朝李君军李庆飞中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 中国石油浙江油田分公司浙江杭州310023 中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室浙江杭州310023

五峰组-龙马溪组下段为昭通示范区页岩气勘探开发的主要目的层段,基于A井样品有机碳、微量元素及稀土元素的系统测试,结合岩石学及测井资料,系统分析A井黑色页岩相关元素地球化学参数的变化特征,揭示黑色页岩形成的氧化还原条件,探讨有... 详细信息

五峰组-龙马溪组下段为昭通示范区页岩气勘探开发的主要目的层段,基于A井样品有机碳、微量元素及稀土元素的系统测试,结合岩石学及测井资料,系统分析A井黑色页岩相关元素地球化学参数的变化特征,揭示黑色页岩形成的氧化还原条件,探讨有机质富集机制。研究结果表明:昭通页岩气示范区五峰组-龙马溪组下段Ⅰ亚段TOC含量最高,平均为3.13%,向上含量逐渐降低,且相关元素富集程度与TOC含量相关。微量元素及稀土元素等氧化还原参数指示:五峰组-龙马溪组下段,纵向上水体整体由厌氧还原环境向次氧化环境过渡,Ⅰ亚段为贫氧-厌氧环境,Ⅱ亚段为贫氧环境,Ⅲ亚段为贫氧-富氧环境。其中,Ⅰ-1小层、Ⅰ-3及Ⅰ-4小层水体还原性强于Ⅰ-2小层与I-5小层。在高古生产力背景下,五峰组与龙马溪组黑色页岩有机质富集的氧化还原环境形成机制存在差异。五峰组为水体滞留形成厌氧-贫氧环境使有机质有效保存,龙马溪组底部则主要由于海平面上升形成厌氧环境而使有机质有效保存富集。五峰组-龙马溪组下段I亚段有机质最为富集,为页岩气开发的最优层段。

关键词：氧化还原条件有机质富集微量元素稀土元素页岩气黑色页岩

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氧化还原条件对土壤磷素固定与释放的影响

土壤学报 2002年第4期39卷 542-549页

作者：张桃林高超吴蔚东中国科学院南京土壤研究所南京大学城市与资源学系南京210008

为探讨水稻土由氧化环境转为还原条件时对土壤磷素固定与释放的影响,选择18种水稻土样品进行室内模拟实验,通过测定不同条件下磷的等温吸附曲线和采用氧化铁试纸测定法进行多次提取以对比淹水前后土壤磷的累计解吸量,发现大部分供试样... 详细信息

为探讨水稻土由氧化环境转为还原条件时对土壤磷素固定与释放的影响,选择18种水稻土样品进行室内模拟实验,通过测定不同条件下磷的等温吸附曲线和采用氧化铁试纸测定法进行多次提取以对比淹水前后土壤磷的累计解吸量,发现大部分供试样品的固磷能力在淹水条件下有了显著的提高,全部样品在淹水后磷的释放量都有不同程度的减少。进一步的研究表明淹水条件下土壤对磷的固定与释放的变化主要与淹水后土壤Eh的降低和pH的升高而导致的大量无定形铁的形成有关。

关键词：氧化还原条件土壤磷素固定等温吸附解吸氧化铁试纸磷素释放淹水

古海洋氧化还原条件的遗迹化石定量表征特征:以华南二叠纪末生物大灭绝事件为例

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古地理学报 2023年第2期25卷 405-418页

作者：丁奕张立军渭南师范学院环境与生命科学学院陕西渭南714099 西北大学地质学系陕西西安710069 河南理工大学资源环境学院河南省生物遗迹与成矿过程重点实验室河南焦作454003

地质历史时期的重大生物—环境事件往往伴随着古海洋海水氧化还原条件的改变,而遗迹化石作为原位保存的生物成因沉积构造,对于解读古海洋氧化还原条件具有显著的优势。通过对前人常用的遗迹学参数进行分析总结,发现遗迹化石多样性、生... 详细信息

地质历史时期的重大生物—环境事件往往伴随着古海洋海水氧化还原条件的改变,而遗迹化石作为原位保存的生物成因沉积构造,对于解读古海洋氧化还原条件具有显著的优势。通过对前人常用的遗迹学参数进行分析总结,发现遗迹化石多样性、生物扰动强度、潜穴直径、特征遗迹化石组合这4项定量参数可以表征古海洋氧化还原条件的变化。文中以华南二叠系乐平统遗迹化石及生物扰动构造作为研究对象,系统分析了二叠纪末生物大灭绝事件前后遗迹化石参数表征的古海洋氧化还原条件变化特征:自吴家坪期晚期华南古海洋开始出现缺氧,然而该缺氧状态在长兴期不具有持续性,而是呈现出周期性缺氧/贫氧→富氧/有氧的波动特征;在二叠纪末生物大灭绝之前,煤山剖面高精度的定量遗迹学参数指示长兴组24e层顶部存在缺氧事件,并与大灭绝事件有着良好的对应关系。这一实例具体展示了遗迹学参数在古海洋水体氧化还原条件重建中应用前景广阔。

关键词：古海洋氧化还原条件遗迹化石生物扰动二叠纪末生物大灭绝

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湖北秭归吴家坪组—长兴组界线氧化还原条件及其意义

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沉积学报 2020年第3期38卷 476-484页

作者：张璇韦恒叶东华理工大学地球科学学院南昌330013

二叠纪发生了两次重大生物灭绝事件,一次是位于吴家坪初期即瓜德鲁普世末生物灭绝事件,另一次是位于长兴末期即晚二叠世末生物灭绝事件。在这两次生物灭绝事件之间的大约八百万年时间里,其环境变化研究相对较少,古海洋的氧化还原条件变... 详细信息

二叠纪发生了两次重大生物灭绝事件,一次是位于吴家坪初期即瓜德鲁普世末生物灭绝事件,另一次是位于长兴末期即晚二叠世末生物灭绝事件。在这两次生物灭绝事件之间的大约八百万年时间里,其环境变化研究相对较少,古海洋的氧化还原条件变化目前尚未清楚。通过分析湖北秭归县杨林剖面的黄铁矿形态来探讨吴家坪组—长兴组界线氧化还原条件及其意义。研究结果表明:吴家坪组与长兴组石灰岩沉积时期的古海水主要是贫氧至氧化环境。在吴家坪组上部至长兴组下部地层沉积时期古水体出现间歇性硫化现象。该硫化缺氧事件不仅出现在秭归地区,还广泛分布于鄂西盆地、扬子台地南缘南盘江盆地、阿拉伯地台以及东格陵兰盆地地区。这说明吴家坪—长兴组界线沉积时期的间歇性硫化缺氧事件有可能是一个全球性事件。该事件可能与二叠末事件有一定的关联。

关键词：吴家坪组长兴组草莓状黄铁矿氧化还原条件秭归

基于硫元素化学种等指标的页岩氧化还原条件判识——以N208井筇竹寺组和龙马溪组为例

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沉积学报 2022年第5期40卷 1427-1438页

作者：张力马向贤马勇胥旺邵媛媛胡国艺郑国东中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省油气资源研究重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国石油青海油田公司甘肃敦煌736200 成都理工大学能源学院成都610059 中国石油勘探开发研究院北京100083

氧化还原条件是控制页岩岩性特征和有机质保存的重要因素之一,可以使用多种地球化学方法对其进行评估。为了探讨相关地球化学指标对海相页岩沉积环境氧化还原条件的适用性,对四川盆地长宁地区N208井筇竹寺组和龙马溪组20个岩心样品进行... 详细信息

氧化还原条件是控制页岩岩性特征和有机质保存的重要因素之一,可以使用多种地球化学方法对其进行评估。为了探讨相关地球化学指标对海相页岩沉积环境氧化还原条件的适用性,对四川盆地长宁地区N208井筇竹寺组和龙马溪组20个岩心样品进行的总有机碳含量(TOC)、硫元素化学种和主微量元素含量测试结果显示:筇竹寺组和龙马溪组底部层段的有机碳含量总体较高,平均值分别为3.73%和3.50%;向上有机碳含量普遍变低,平均值分别为0.410%和1.70%。筇竹寺组页岩的硫元素化学种以还原态硫为主,揭示其沉积水体还原程度高;相较而言,龙马溪组页岩的还原态硫含量相对较低,表明其沉积水体的还原性比筇竹寺组弱,为相对的弱还原环境。结合微量元素富集系数构建的S-Mo_(EF)-TOC体系判识结果显示:筇竹寺组页岩整体上属于贫硫酸盐的厌氧环境,其底部为厌氧环境,向上还原程度变低;龙马溪组页岩总体为含硫酸盐的厌氧—贫氧环境,向上还原程度变低,表现为贫氧环境。这些分析结果可以为加深认识筇竹寺组和龙马溪组页岩层系的地球化学特征及页岩气资源潜力评价提供新的参考。

关键词：四川盆地长宁地区页岩沉积环境氧化还原条件 S-MoEF-TOC体系

Mo-U共变作为古沉积环境氧化还原条件分析的重要指标——进展、问题与展望

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现代地质 2015年第1期29卷 1-13页

作者：汤冬杰史晓颖赵相宽王新强宋高源中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)科学研究院北京100083 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

由于氧化还原敏感金属元素(RSM)在氧化水体中化学性质保守,而在缺氧水体中还原活化并向沉积物中转移,因而黑色页岩中的RSM富集度被广泛用于古沉积环境和水体化学条件的研究。近年来不仅建立了判定海水氧化还原(redox)状态的定量指标体系... 详细信息

由于氧化还原敏感金属元素(RSM)在氧化水体中化学性质保守,而在缺氧水体中还原活化并向沉积物中转移,因而黑色页岩中的RSM富集度被广泛用于古沉积环境和水体化学条件的研究。近年来不仅建立了判定海水氧化还原(redox)状态的定量指标体系,而且成功地将RSM用于盆地古水文条件重建和大气氧化水平分析,特别是Mo-U富集机理及其共变应用研究最为迅速。沉积物的Mo-U富集度主要受海水Mo-U浓度以及水体氧化还原状态和盆地水文特征的控制。U在Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)还原带活化并向沉积物中转移,而Mo仅当海水中含有H2S时才向沉积物富集,因而可据Mo和U富集度的差别区分水体缺氧与硫化特征。沉积物中Mo/TOC比可大致反映沉积水体中的Mo浓度,故可用于判定同时代不同古地理条件下沉积水体的局限程度。利用Mo-U的差异性富集机制还可区分弱氧化-缺氧-硫化水体特征,并判断是否存在Mo的颗粒传输。作者对Mo-U共变用于古沉积环境的氧化还原条件分析的进展、问题进行评述,并对可能的发展方向提出展望。

关键词：氧化还原敏感金属元素 Mo-U共变氧化还原条件古水文环境

广东三水盆地古近系(土布)心组地球化学特征及其所指示的氧化还原条件

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地层学杂志 2006年第3期30卷 204-210页

作者：刘春莲石贵勇秦红董艺辛车平陈亮严伟术中山大学地球科学系广东广州510275 中国地质大学(北京)岩石圈构造与深部过程及探测技术教育部重点实验室北京100083

古近系心组红岗段是广东三水盆地的主要生油层,以一套黑—灰黑色页岩沉积为主,其富含有机质、纹层理发育良好的岩层与相对贫有机质、含微体生物化石的微扰动层交替出现。根据纹层状页岩与生物扰动页岩的C-S-Fe关系以及对氧化还原条件... 详细信息

古近系心组红岗段是广东三水盆地的主要生油层,以一套黑—灰黑色页岩沉积为主,其富含有机质、纹层理发育良好的岩层与相对贫有机质、含微体生物化石的微扰动层交替出现。根据纹层状页岩与生物扰动页岩的C-S-Fe关系以及对氧化还原条件敏感的痕量元素(Mo、U、V、Co、Ni、Pb和Cu)地球化学记录,对这两种不同岩相的地球化学特征及其所反映的水体氧化还原条件进行了分析。纹层状页岩的TOC、S含量和DOPT值均较高,TOC-S、TOC-DOPT显示较弱的相关性;而生物扰动页岩的TOC、S含量和DOPT值相对较低,TOC-S、TOC-DOPT相关性显著。痕量元素在两种岩相中的分布也有差别,各元素在纹层状页岩中的丰度均高于生物扰动页岩,尤其是Mo和U具有较高的丰度水平、且在不同岩相中显示明显差别。黑色页岩中的C-S-Fe关系和痕量元素(特别是Mo和U)分布反映了心组红岗段沉积时期湖盆水体的氧化还原条件变化。生物扰动页岩沉积期间,底部水体主要为氧化环境,间歇性出现贫氧条件,硫酸盐还原作用发生于沉积物/水界面及其以下沉积物中。纹层状页岩形成于缺氧的底部水体条件下,水体和沉积物中均可含H2S,为有机质保存以及对氧化还原条件敏感的痕量元素的富集提供了有利条件。

关键词：地球化学特征氧化还原条件黑色页岩蜥心组古近系三水盆地广东

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水环境中不同氧化还原条件的氢浓度特征

环境化学 2002年第1期21卷 1-6页

作者：卢晓霞李广贺张旭章卫华清华大学环境科学与工程系北京100084

对氯乙烯生物降解过程中不同氧化还原条件的氢浓度特征进行了研究 ,并揭示氢浓度、氧化还原条件、以及氯乙烯降解之间的关系 .结果表明 ,反硝化、锰还原、铁还原、硫还原、产甲烷、PCE/TCE脱氯、cis DCE脱氯以及VC脱氯的氢浓度特征值分... 详细信息

对氯乙烯生物降解过程中不同氧化还原条件的氢浓度特征进行了研究 ,并揭示氢浓度、氧化还原条件、以及氯乙烯降解之间的关系 .结果表明 ,反硝化、锰还原、铁还原、硫还原、产甲烷、PCE/TCE脱氯、cis DCE脱氯以及VC脱氯的氢浓度特征值分别为 0 1— 0 4nmol·l- 1,0 1— 2 0nmol·l- 1,0 1— 0 3nmol·l- 1,1 5— 4 5nmol·l- 1,5— 1 3nmol·l- 1,0 6— 0 9nmol·l- 1,1 0— 2 5nmol·l- 1和 >1 0nmol·l- 1.水环境的还原性愈强 ,对应的氢浓度特征值愈大 .此外 ,PCE/TCE脱氯表现出与反硝化及铁、锰还原相近的氢浓度特征 ,而cis DCE和VC脱氯的氢浓度特征分别类似于硫还原和产甲烷 .强还原 (如产甲烷 )条件有利于氯乙烯的脱氯 ,当环境中氢浓度水平大于 2nmol·l- 1时cis DCE/VC脱氯和产甲烷过程可同时发生 .

关键词：水环境特征氧化还原条件氯乙烯氢浓度电子受体给体生物降解水污染废水处理

塔里木盆地西缘古海洋氧化还原条件的变化——介壳化石的稀土元素铈异常证据

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中国科学（B辑） 1992年第2期B卷 206-215页

作者：吴明清欧阳自远宋云华蓝琇杨学长毛雪瑛柴之芳中国科学院地球化学研究所贵阳550002 中国科学院南京地质古生物研究所南京210008 中国科学院高能物理研究所北京100080

本文通过对新疆塔里木盆地西缘晚白垩世至早第三纪海相地层中产出的11个贝壳化石样品的化学成分、稀土元素和20种微量元素的系统研究,着重探讨了稀土元素分布模式、铈异常程度和Th/U比值与环境的氧化还原条件之间的关系,指出塔里木古海... 详细信息

本文通过对新疆塔里木盆地西缘晚白垩世至早第三纪海相地层中产出的11个贝壳化石样品的化学成分、稀土元素和20种微量元素的系统研究,着重探讨了稀土元素分布模式、铈异常程度和Th/U比值与环境的氧化还原条件之间的关系,指出塔里木古海洋在晚白垩/早第三纪时期可能局部地经历了两次氧化还原条件的波动变化。造成这种波动的原因,很可能是由于当时海平面发生升降变化,从而引起地表径流入海口发生改变所致。

关键词：介壳化石稀土元素氧化还原条件