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塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带轻质油/凝析油地球化学特征与成藏过程

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地球化学 2024年第5期53卷 668-680页

作者：邓晗宇张海祖莫涛程斌陈乃东王云鹏廖泽文中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带浅层–深层储层中广泛产出轻质油/凝析油气藏,其油气相态变化大,母质来源多样,油气充注与成藏过程复杂。本研究对克拉苏构造带上58个轻质油开展有机地球化学分析,探讨其母质来源、热成熟度及油气成藏过... 详细信息

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带浅层–深层储层中广泛产出轻质油/凝析油气藏,其油气相态变化大,母质来源多样,油气充注与成藏过程复杂。本研究对克拉苏构造带上58个轻质油开展有机地球化学分析,探讨其母质来源、热成熟度及油气成藏过程。结果显示,克拉苏构造带轻质油中正构烷烃以中、低碳数为主,烷基苯相对含量较高,全油稳定C同位素值主要分布在-29‰~-26‰之间。姥植比(Pr/Ph)、甲基环己烷指数(I_(MCH))、甲基菲比值等地球化学参数显示,克拉苏构造带轻质油主要来自湖相腐殖型、沉积于偏氧化环境烃源岩的贡献,经历了多期次油气充注成藏。其中,克深1-2段轻质油热成熟度普遍高于大北段,主要来自三叠系黄山街组烃源岩的贡献,经历了“早油晚气”2期烃类充注;大北段轻质油热成熟度偏低,主要来自侏罗系恰克马克组和三叠系黄山街组烃源岩的贡献,主要经历了3期油气充注与成藏。

关键词：轻质油/凝析油成藏过程克拉苏构造带塔里木盆地

干酪根与芳烃化合物固—液有机质相互作用机理研究

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石油实验地质 2024年第3期46卷 614-620页

作者：林晓慧梁天邹艳荣陶成王远中国石化油气成藏重点实验室江苏无锡214126 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126 中国科学院广州地球化学研究所广州510640

地质条件下,烃源岩中最初生成的油气,达到饱和后,才能排出运移,而干酪根对烃类的吸附作用,是影响含油饱和度的重要因素。热解作用产生的烃类物质会与干酪根大分子发生相互作用,研究固体干酪根有机质对液态烃的溶解和吸附能力,可以明确... 详细信息

地质条件下,烃源岩中最初生成的油气,达到饱和后,才能排出运移,而干酪根对烃类的吸附作用,是影响含油饱和度的重要因素。热解作用产生的烃类物质会与干酪根大分子发生相互作用,研究固体干酪根有机质对液态烃的溶解和吸附能力,可以明确烃源岩对烃类化合物的选择性滞留及生排烃特征。芳烃是石油烃类化合物的重要组成部分,在干酪根三维模型的基础上,利用Autodock软件将不同类型的芳烃化合物分子(包括苯、稠环芳烃和稠环芳烃衍生物)与不同成熟度的干酪根分子进行半柔性对接结算,计算两者结合所需的吉布斯自由能,研究芳烃化合物与干酪根结合的特征,从分子层面上研究干酪根吸附芳烃化合物的机理,揭示固—液有机质相互作用的本质。当与相同成熟度的干酪根结合时,稠环芳烃的分子质量越大、化合物中的甲基数量越多、分子缩合度越高,与干酪根分子结合所需的吉布斯自由能越低;芳烃化合物与干酪根分子之间相互作用受到芳烃的分子质量、分子缩合程度以及体系内甲基数量3个因素的影响。处于生烃高峰后,芳碳甲基含量较高的干酪根对芳烃的吸附能力较强;分子质量大、缩合度高的稠环芳烃及其衍生物与干酪根的结合能力较强;常规连接的小分子芳烃化合物在干酪根中的滞留能力较弱,更易发生排烃作用,运移富集成藏。

关键词：干酪根芳烃化合物分子对接吸附作用吉布斯自由能生排烃作用

基于常规X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)技术的透明柔性导电膜薄膜厚度表征

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中国无机分析化学 2024年

作者：张少鸿莫家媚苏秋成中国科学院广州能源研究所

X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术，典型的分析深度约为10 nm，主要用于表征材料表面元素及其化学状态，并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研... 详细信息

X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术，典型的分析深度约为10 nm，主要用于表征材料表面元素及其化学状态，并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD主要利用晶体对X射线的衍射测定材料的晶体结构；同时可利用材料表面、界面对X射线的反射，研究材料的物性，包括密度、厚度、粗糙度等。利用实验室常规的XPS和XRD联合表征多层薄膜厚度；结合两者各自的优势，通过简单、便捷的方法实现多层薄膜的结构表征。通过XRD测试多层薄膜的反射干涉条纹，运用快速傅里叶变换（FFT）方法得到其厚度信息；通过XPS深度剖析得到膜层组分及其纵向分布的信息，从而完整表征了多层薄膜的结构。所表征的样品为组成和结构未知的透明柔性导电膜。结合XPS和XRD分析得到结果：薄膜为三层复合膜结构，首层由SnO2、In2O3、TiO2和ZnO组成，厚度为42.6 nm；中间为19.2 nm Ag纳米线；靠近基底层由ZnO、In2O3和TiO2组成，厚度为59.0 nm。建立的方法完全避免了建模的繁杂过程和不确定性，非常方便、快速地得到薄膜结构组成，包括：每层薄膜厚度、组成成分、层间堆叠顺序等。方法在薄膜研究、生产过程质量控制等方面应用都有十分重要意义。

关键词： X射线光电子能谱(XPS) X射线衍射(XRD) 薄膜厚度深度剖析 X射线反射率(XRR) 快速傅里叶变换(FFT)

基于HPLC和MC-ICP-MS的植物叶绿素镁同位素测试方法

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岩矿测试 2024年第3期43卷 476-486页

作者：安子涵张宏宇殷佳欣张攀姚敏黄康俊西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640

叶绿素a和叶绿素b是植物光合作用时吸收光能的主要色素,其中叶绿素b能帮助叶绿素a扩展吸收光谱促使其吸收更多光能,叶绿素a和叶绿素b比例的改变有助于植物适应光照变化。准确测定叶绿素a和叶绿素b的镁同位素值对研究叶绿素形成过程中镁... 详细信息

叶绿素a和叶绿素b是植物光合作用时吸收光能的主要色素,其中叶绿素b能帮助叶绿素a扩展吸收光谱促使其吸收更多光能,叶绿素a和叶绿素b比例的改变有助于植物适应光照变化。准确测定叶绿素a和叶绿素b的镁同位素值对研究叶绿素形成过程中镁的生物合成路径等问题具有重要意义,其中将叶绿素a和叶绿素b分离并收集是使用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)准确测定两者镁同位素值的关键。高效液相色谱(HPLC)是分离叶绿素的常用仪器,但目前HPLC分离叶绿素的方法主要聚焦于细菌和藻类叶绿素分离。因此,需开发一套能将植物叶绿素a和叶绿素b分离的方法,且该方法分离的样品适用于MC-ICP-MS的镁同位素测定。本文基于665nm检测波长和C18色谱柱(7.6mm×250mm,5μm),以三因素三水平正交设计优化HPLC条件,分析影响样品运行因素间的关系,得出符合要求的参数条件。经过优化的HPLC方法柱温为25℃,流速为1mL/min,流动相为甲醇-丙酮(80∶20,V/V)。结果表明:通过外标法定量分析叶绿素a和叶绿素b所得标准曲线在5~50mg/L浓度范围内的相关系数均大于0.9996,检测限为0.40~1.09mg/L,定量限为1.22~3.31mg/L,相对标准偏差(RSD)小于8.10%,样品加标回收率介于91.92%~111.11%。采用该方法对样品进行分离后,再利用MC-ICP-MS对前处理后的样品进行镁同位素测定,标准-样品间插法测定的数据表明镁同位素测试结果可靠,证明本文建立的方法为植物叶绿素a和叶绿素b的分离提供了技术支撑,且分离样品可用于镁同位素测定。

关键词：镁同位素标准-样品间插法高效液相色谱法流动相叶绿素a 叶绿素b

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沉积过程对被动大陆边缘构造热演化影响研究

海洋地质前沿 2024年第7期40卷 1-10页

作者：信延芳闫义罗阳中国科学院广州地球化学研究所边缘海与大洋地质重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 中国科学院大学北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 中国科学院南海生态环境工程创新研究院广州510301 中石化胜利油田发展规划部东营257001

在被动大陆边缘形成过程中,沉积过程会促进岩石圈挠曲均衡调整和产生沉积热披覆效应,影响大陆边缘结构和热演化过程,是被动大陆边缘伸展破裂机制研究和油气盆地烃源岩演化的重要控制因素。本文总结了被动大陆边缘构造热演化研究进展,分... 详细信息

在被动大陆边缘形成过程中,沉积过程会促进岩石圈挠曲均衡调整和产生沉积热披覆效应,影响大陆边缘结构和热演化过程,是被动大陆边缘伸展破裂机制研究和油气盆地烃源岩演化的重要控制因素。本文总结了被动大陆边缘构造热演化研究进展,分析了沉积过程对其构造热演化的影响。多种地质证据表明,沉积-剥蚀过程会通过调整裂谷体系中的负载分布和地壳后续变形等,对裂谷断层发育、大陆边缘形态及对称性、裂后异常构造沉降和岩浆作用等有重要影响。然而,目前被动大陆边缘形成过程数值模拟研究仍较少考虑二维(2D)或三维(3D)剥蚀-沉积过程,不能较好地恢复沉积盆地热史和生烃史。通过耦合2D或3D沉积过程的岩石圈构造演化模型,可以对被动大陆边缘构造热演化带来新的、全面的认识。

关键词：被动大陆边缘裂谷盆地沉积过程数值模拟

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稀土元素的生物毒害性研究进展

地球化学 2024年第1期53卷 3-16页

作者：王园园傅浩洋朱建喜何宏平梁晓亮中国科学院广州地球化学研究所矿物与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

稀土由于具有独特的物理化学性质,被广泛地应用于电子、冶金、机械、石油化工等多个领域。随着其应用范围的不断扩大,稀土元素不可避免地进入环境,并可能通过食物链、呼吸、皮肤接触等多种途径对人类健康产生威胁。因此,研究稀土元素的... 详细信息

稀土由于具有独特的物理化学性质,被广泛地应用于电子、冶金、机械、石油化工等多个领域。随着其应用范围的不断扩大,稀土元素不可避免地进入环境,并可能通过食物链、呼吸、皮肤接触等多种途径对人类健康产生威胁。因此,研究稀土元素的生物毒害性有利于增强对稀土元素的全面认识,对评估稀土环境风险具有重要意义。本文综述了近年来稀土元素的生物毒害性研究进展,主要包括:稀土元素对植物、动物和人体的生物毒害效应及其机制;稀土元素的不同暴露方式及其健康影响;稀土元素的安全临界剂量研究进展。当前由于人们对稀土元素的生物毒害效应认识不足,因此,未来应加强对稀土不同暴露方式下的人体健康效应的关注。尤其需要注意在离子吸附型稀土矿大面积出露的华南地区,自然区的暴露作用不容忽视,特别要警惕人群的摄食量和与稀土元素可能有关的病症;基于现有对稀土暴露方式的认识,优化作业流程并加强管理,减少甚至切断相关稀土暴露源;加快建立并推行稀土安全临界剂量标准,为稀土污染评价和环境治理提供参考。

关键词：稀土元素生物毒害性暴露作用安全临界剂量

华南早侏罗世辉长岩的矿物学特征及其成岩与成矿意义

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大地构造与成矿学 2024年

作者：晏波李武显岑涛陶继华中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室中国科学院大学东华理工大学地球科学学院

南岭地区发育一条近EW向早侏罗世火山–侵入岩带,在赣南–粤北地区该期次出露程龙、车步和霞岚辉长岩体,其中霞岚辉长岩体发育中国东南部唯一的钒钛磁铁矿床,探索该区辉长岩体深部成矿潜能具有重要的找矿意义。系统的岩石学和矿物学研... 详细信息

南岭地区发育一条近EW向早侏罗世火山–侵入岩带,在赣南–粤北地区该期次出露程龙、车步和霞岚辉长岩体,其中霞岚辉长岩体发育中国东南部唯一的钒钛磁铁矿床,探索该区辉长岩体深部成矿潜能具有重要的找矿意义。系统的岩石学和矿物学研究表明,霞岚岩体岩石组合为橄榄辉长岩、辉长岩和角闪辉长岩;车步岩体为辉长岩和角闪辉长岩,程龙岩体仅含角闪辉长岩。橄榄石仅出现在霞岚辉长岩中（Fo=65.4%～61.6%）;单斜辉石出现在霞岚岩体（Mg#=85.8%～66.4%）和车步岩体（Mg#=77.4%～66.5%）;斜长石在上述岩体中都出现（霞岚:An=83.6%～46.8%;车步:An=71.7%～32.4%;程龙:An=55.6%～7.9%）。程龙、车步和霞岚岩体的形成温度分别为930℃,907～1167℃和950～1144℃;压力分别为4.2 kbar,4.7 kbar和6.4 kbar;氧逸度（logf O2）分别为-12.23～-10.1,-11.75～-11.11和-11.93～-9.55。对比典型层状Bushveld岩体,建立了华南早侏罗世岩浆房岩石组合概念模型,认为剥露水平的不同造成了各岩体在岩石组合和矿物成分上的差异,霞岚–车步–程龙岩体剥蚀程度依次减弱。利用单斜辉石和铁钛氧化物的Cr2O3含量以及斜长石全铁（Fe OT）含量变化,以及Rhyolite-MELTS模拟结果和区域航磁资料探讨了上述岩体深部成矿潜能。

关键词：辉长岩矿物成分 T-P-fo V-Ti磁铁矿早侏罗世华南

高寒草甸有机碳结构和成分组成及Rock-eval热解的研究

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地球化学 2024年

作者：张永利冉勇中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室粤港澳大湾区环境污染研究与控制联合实验室广东省环境资源利用与保护重点实验室中国科学院深地科学卓越创新中心中国科学院大学

近年来对高寒草甸有机碳结构和成分的研究开始增多，但将先进13C固态核磁共振（SS-NMR）技术和Rock-eval热解技术同时应用于高寒草甸有机碳的表征的研究未见。本文采用化学分离法将高寒草甸样品连续分为原始级分（OS）、去碳酸盐级分... 详细信息

近年来对高寒草甸有机碳结构和成分的研究开始增多，但将先进13C固态核磁共振（SS-NMR）技术和Rock-eval热解技术同时应用于高寒草甸有机碳的表征的研究未见。本文采用化学分离法将高寒草甸样品连续分为原始级分（OS）、去碳酸盐级分（DC）、去矿级分（DM）、去类脂级分（DF）和酸不可水解级分（NHC）。元素分析的结果显示， OS、DC、DM、DF和NHC级分有机碳的含量分别为7.7%、8.8%、41.6%、38.4%和54.2%，稳定碳同位素(δ13C)值分别为-23.7‰、-25.0‰、-25.4‰、-25.1‰、-26.5‰。稳定碳氮同位素和贝叶斯混合模型的分析结果表明，高寒草甸有机碳的C3植物源和微生物源分别为46.5%和53.5%。13C SS-NMR分析的结果表明高寒草甸有机碳的结构组成中，脂肪碳和芳香碳分别占总有机碳的55.4%和 34.5%。其中脂肪碳的主要组成结构包括O-alkyl C （23.8%）、Alkyl C（19.0%）和OCH3/NCH（12.6%）; 芳香碳的主要结构组成为Arom C-H（15.6%）和Arom C-C（13.1%）。生物大分子成分组成分析的结果表明不稳定的碳水化合物和蛋白质是高寒草甸主要的成分，具有非质子化结构的木炭和具有烷基碳结构的孢粉素是稳定有机碳的重要组成成分。Rock-eval热解高寒草甸有机碳的分析表明氧指数（OI）与高寒草甸极性碳含量、碳水化合物+蛋白质+木质素成分、Alkyl/O-alkyl显著相关(R2>0.96， P0.96， P研究的发展，对有机碳的保存机制提供参考依据。

关键词：脂肪碳芳香碳同位素固态核磁共振(SS-NMR) Rock-eval

川南地区深层页岩孔隙水对纳米孔隙结构的影响及其地质意义

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地球化学 2024年

作者：高海涛程鹏吴伟罗超李腾飞田辉中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院深地科学卓越创新中心中国科学院大学中国石油西南油气田分公司页岩气研究院

川南泸州区块深层五峰组–龙马溪组页岩是我国页岩气勘探的重要目标，但对于该套页岩的含水性特征还缺乏深入的认识。通过对该区域钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥条件下的孔隙结构分析，系... 详细信息

川南泸州区块深层五峰组–龙马溪组页岩是我国页岩气勘探的重要目标，但对于该套页岩的含水性特征还缺乏深入的认识。通过对该区域钻井现场采集的一套新鲜页岩样品开展地球化学、含水性以及实取(含水)和干燥条件下的孔隙结构分析，系统研究了该套深层页岩的含水性特征及其对纳米孔隙结构的影响。结果表明: 该套页岩的孔隙水含量较低，介于5.53～9.33 mg/g，平均为7.44 mg/g; 页岩孔隙水的含量与黏土矿物含量呈显著的正相关关系，表明孔隙水主要储集在页岩无机孔中; 孔隙水在不同孔径纳米孔中的分布不同，主要赋存在孔径小于10 nm的孔隙之中，并且可能完全堵塞孔径小于0.5 nm的微孔。泸州地区深层五峰组-龙马溪组页岩中孔隙水对不同孔径孔隙的影响程度存在显著的差别。相对于干燥条件下页岩的孔隙发育特征，实取条件下页岩有效孔比表面积平均占比77.90%，其中微孔和非微孔提供的有效比表面积基本相似，两者的占比分别为37.13%和40.77%; 页岩有效孔体积占比74.74%，非微孔的贡献显著大于微孔，两者的占比分别为66.20%和8.54%，因此，地质条件下页岩微孔和非微孔中吸附气的含量接近，而游离气可能主要储集在页岩非微孔中。

关键词：孔隙水深层页岩孔隙结构含水性模型五峰组–龙马溪组