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页岩气析出过程中的h同位素分馏及地质意义

地球化学 2024年第2期53卷 163-173页

作者：马勇李大华黄越罗彤彤汪生秀张海鹏钟宁宁中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 自然资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院) 重庆401120 川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院四川成都610056

通过长时间储层温度下页岩气现场解吸实验,揭示页岩气析出过程中气体赋存状态变换与气体组分及甲烷h、C稳定同位素的关联性。结果表明,与解吸气甲烷C同位素(δ^(13)C_(1))早期变化幅度较小、后期持续变重的现象不同,甲烷h同位素(δD(Ch_... 详细信息

通过长时间储层温度下页岩气现场解吸实验,揭示页岩气析出过程中气体赋存状态变换与气体组分及甲烷h、C稳定同位素的关联性。结果表明,与解吸气甲烷C同位素(δ^(13)C_(1))早期变化幅度较小、后期持续变重的现象不同,甲烷h同位素(δD(Ch_(4)))具有先变轻后变重的规律,且在解吸至40%~50%阶段后与δ^(13)C_(1)变重同步。依据δD(Ch_(4))变化规律及页岩含气性、气体渗流特征,可将页岩气析出过程划分为游离气压差渗流、游离气渗流–吸附气解吸扩散共存和吸附气解吸扩散3个阶段:阶段Ⅰ裂隙及基质孔隙中的游离气在压差作用下渗流,产出页岩气的δD(Ch_(4))和δ^(13)C_(1)基本不变;阶段Ⅱ游离气渗流与吸附气解吸扩散共存,质量较轻的12Ch_(4)优先脱附,吸附气的补给使产出气体的δD(Ch_(4))显著变轻(变轻4‰~10‰),而δ^(13)C_(1)变轻的现象不显著;阶段Ⅲ析出的气体主要来自吸附气解吸,受吸附–解吸和扩散作用的共同影响,产出气体的δD(Ch_(4))(变重15‰~20‰)和δ^(13)C_(1)(变重21.9‰~32.9‰)显著变重。δD(Ch_(4))对页岩气析出过程气体赋存状态变换的响应比δ^(13)C_(1)更敏感和有效,因此有望建立一种基于页岩气析出过程中δD(Ch_(4))变化规律预测页岩气产量的定量评价方法。

关键词：页岩气 h同位素 C同位素同位素分馏赋存状态

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先商文化时期人和动物骨胶原的h同位素研究

北方文物 2023年第2期 80-87页

作者：侯亮亮李素婷邓惠山西大学考古学系河南省文物考古研究院

多学科研究已经为先商文化时期人群的迁移提供了重要线索,并发现了刘庄和南城墓地部分人群迁移的直接证据。目前,骨胶原中的h稳定同位素分析日益成为探索先民渊源及迁移的重要新生点。以刘庄墓地人骨和鄣邓遗址动物骨骼中的h稳定同位素... 详细信息

多学科研究已经为先商文化时期人群的迁移提供了重要线索,并发现了刘庄和南城墓地部分人群迁移的直接证据。目前,骨胶原中的h稳定同位素分析日益成为探索先民渊源及迁移的重要新生点。以刘庄墓地人骨和鄣邓遗址动物骨骼中的h稳定同位素进行相关分析,以期深入了解先民和动物的迁移活动,动物的饲喂方式及与先民的关系等。结果显示,杂食类的人、猪和狗的δD值比食草动物牛、羊的相应值高。同时,他们的δ15N值和δD值存在正相关性。尽管不同性别、年龄段和葬式先民的δD值在统计学上没有明显差异。然而,木棺葬个体的δD值明显高于土坑竖穴葬个体、石棺及简化石棺葬个体的δD值,这可能与不同葬式个体潜在的迁移行为有关。为了发挥人和动物骨胶原的h同位素研究在揭示先民的迁移行为方面的潜力,日后工作需要更多样品量和不同地区的背景信息。

关键词：先商文化 h同位素营养级迁移

盐类矿物结晶水h和O同位素研究的科学意义与测定方法

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河海大学学报（自然科学版） 2013年第4期41卷 307-314页

作者：谭红兵孔娜张文杰苏治国河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

为建立精确测定盐类矿物结晶水h和O同位素组成方法,进一步丰富自然界矿物流体h和O同位素分馏机理,并为发展和推广盐类矿物结晶水h和O同位素地球化学应用研究打基础,在全面论述盐类矿物结晶水h和O同位素研究的科学意义及前人研究工作的... 详细信息

为建立精确测定盐类矿物结晶水h和O同位素组成方法,进一步丰富自然界矿物流体h和O同位素分馏机理,并为发展和推广盐类矿物结晶水h和O同位素地球化学应用研究打基础,在全面论述盐类矿物结晶水h和O同位素研究的科学意义及前人研究工作的基础上,以蒸发岩沉积序列中分布普遍、含结晶水量大的石膏(早期沉积阶段矿物)与光卤石(晚期沉积阶段矿物)为代表性矿物,通过实验室等温蒸发条件实验及天然矿物分析,建立了盐类矿物结晶水分离提取及测试的关键技术方法。实验结果表明,采用当前通用的基于MAT253质谱系统连续流进样,可以准确、快速地测定自然界盐类矿物结晶水h和O同位素组成。

关键词：盐类矿物结晶水 h同位素 O同位素同位素测定方法

钾长石包裹体水和蚀变矿物的h同位素之间关系的探讨

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钾长石包裹体水和蚀变矿物的H同位素之间关系的探讨

第六届全国同位素地质年代学、同位素地球化学学术讨论会

作者：庄龙池宜昌地质矿产研究所

钾长石的6个h同位素组成表明,钾长石包裹体水的δD值与由其蚀变矿物绢云母的δD计算出的δD（h2O）不可能相等,因为它们是两个不同阶段的产物,二者没有必然的联系,所以由钾长石热液蚀变矿物δD（h2O）值就不能代表成矿流体（矿物包裹体... 详细信息

钾长石的6个h同位素组成表明,钾长石包裹体水的δD值与由其蚀变矿物绢云母的δD计算出的δD（h2O）不可能相等,因为它们是两个不同阶段的产物,二者没有必然的联系,所以由钾长石热液蚀变矿物δD（h2O）值就不能代表成矿流体（矿物包裹体水）的δD值。

关键词：钾长石 h同位素非平衡关系

来源： cnki会议评论

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非氢键羟基矿物h同位素平衡分馏方程通式

非氢键羟基矿物H同位素平衡分馏方程通式

第六届全国同位素地质年代学、同位素地球化学学术讨论会

作者：钱雅倩郭吉保南京地质矿产研究所

本文对h同位素平衡分馏系数(α~e)与温度(T)、矿物化学组成(M)、羟基振动频率(f)之间的关系作了详细研究,并得出非氢键羟基矿物在450~850℃温度范围内,h同位素平衡分馏方程通式。

关键词：非氢键羟基矿物 h同位素分馏方程通式

来源： cnki会议评论

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深部地幔的富水储库

矿物岩石地球化学通报 2021年第5期40卷 1078-1086+997-998页

作者：刘佳夏群科浙江大学地球科学学院

地幔矿物中微量的水影响着地幔的物理和化学性质,从而深刻影响着板块构造和地表宜居性。长久以来,对岩石圈以下地幔的水含量估计,主要来自大洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩的水含量分析结果表明,其源区水含量分别为50×10～200×10和300×10... 详细信息

地幔矿物中微量的水影响着地幔的物理和化学性质,从而深刻影响着板块构造和地表宜居性。长久以来,对岩石圈以下地幔的水含量估计,主要来自大洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩的水含量分析结果表明,其源区水含量分别为50×10～200×10和300×10～900×10。近十年来,通过对超深金刚石中的林伍德石、冰VII等矿物包裹体的研究,揭示了深部地幔的很有可能存在更富水的区域。而对超慢速扩张洋中脊玄武岩、科马提岩、苦橄岩等幔源岩浆含水性的分析,则从更宏观尺度上证实地球深部存在着与俯冲带释放流体无关的富水区域,同时揭示了古老地幔楔残余在浅部软流圈的滞留也是大洋板块内部富水的重要途径。尽管如此,对地幔深部富水储库形成机制、水来源及储库所在圈层位置等还没有清晰的认识,在将来的研究中这些问题应受到关注。

关键词：地幔水科马提岩大火成岩省 h同位素

载能氢同位素原子与石墨(001)面碰撞的分子动力学研究

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物理学报 2012年第5期61卷 319-325页

作者：孙继忠张治海刘升光王德真大连理工大学物理与光电工程学院大连116024

采用分子动力学方法研究了载能h同位素原子与石墨晶体碰撞的同位素效应.碳氢系统的强共价键作用和石墨层间的弱van der Waals力分别用REBO和Ito半经验势函数来描述.研究发现：随着入射原子质量的增加,上表面吸附几率和反射几率的峰值都... 详细信息

采用分子动力学方法研究了载能h同位素原子与石墨晶体碰撞的同位素效应.碳氢系统的强共价键作用和石墨层间的弱van der Waals力分别用REBO和Ito半经验势函数来描述.研究发现：随着入射原子质量的增加,上表面吸附几率和反射几率的峰值都会向高能区移动;相比于h,~2h入射原子,~3h入射原子具有较高的吸附几率—包括上表面吸附和内部吸附;穿透石墨晶体,~2h,~3h原子所需的能量较高;原子质量和原子入射能量都会影响入射粒子与不同石墨层之间的能量传递过程.这些结果对理解碳基材料的~3h滞留机制有重要意义.

关键词：分子动力学方法 h同位素石墨

嫦娥五号样品揭示月球20亿年前火山活动及源区性质

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中国科学：地球科学 2021年第12期51卷 2048-2055页

作者：刘守偈周琴李秋立胡森杨蔚中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院国家天文台北京100101 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

嫦娥五号任务实现使人类时隔44年再次采回新的月球样品,也是中国首次地外天体采样.近期,中国地质科学院地质研究所、中国科学院国家天文台和中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队先后报道了嫦娥五号样品的首批研究成果.嫦娥五号月... 详细信息

嫦娥五号任务实现使人类时隔44年再次采回新的月球样品,也是中国首次地外天体采样.近期,中国地质科学院地质研究所、中国科学院国家天文台和中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队先后报道了嫦娥五号样品的首批研究成果.嫦娥五号月壤的基础物性参数均与Apollo和Luna月壤样品的变化范围一致,但嫦娥五号月壤的粒度更细,分选更好,真密度略微低于月海玄武岩.对嫦娥五号月壤中玄武岩岩屑的富U矿物定年结果显示,其形成于20亿年前,较此前获得的最年轻月球样品(28亿年)还要年轻8亿年,确证了月球火山活动至少可以持续至20亿年前.原位Sr-Nd同位素分析表明,嫦娥五号玄武岩源自亏损的月幔,克里普组分的贡献不超过5%,从而排除了源区富含放射性生热元素提供额外热源使得月幔熔融的假说.同时,嫦娥五号玄武岩磷灰石和熔体包裹体的水含量和氢同位素分析表明,其源区也不富含水,因而不能降低熔点导致月幔熔融.因此,月球火山活动持续如此之久的原因仍然不清楚,这也为未来月球探测和研究提供了新的方向.

关键词：嫦娥五号月壤玄武岩 Pb-Pb定年 Sr-Nd同位素水 h同位素

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月球贫水:来自月球陨石的证据

月球贫水:来自月球陨石的证据