C同位素分析已应用于钻探现场,可以实时连续监测随钻泥浆气及岩屑罐顶气C同位素值的变化情况,分析页岩气富集规律与勘探潜力.黔北正安地区 3 个平台(Ay1、Ay2、Ay4)随钻泥浆气与岩屑罐顶气的C同位素结果显示,泥浆气纵向上从石牛栏组至五峰组的 C 同位素总体由重变轻,C 同位素倒转主要出现在龙马溪组,C同位素从S1l4→S1l2→O3w先变重后变轻,S1l2 的C同位素倒转程度明显.根据岩屑罐顶气C同位素分馏特征将五峰组-新滩组划分为 5段,第 2、3段C同位素分馏程度均匀且较高(2.51‰～4.59‰,平均 3.60‰),放气量及气测值具有相应的响应特征;第 2 段(S1l1～S1l2)中上部响应特征更明显,具备良好的孔隙度及含气性.龙马溪组δ13C1 主要分布在-36‰～-32‰之间,平均-33.47‰,δ13C2 主要分布在-38‰～-34‰之间,平均-35.58‰,δ13C1 和δ13C2 的倒转主要开始于S1l3,龙马溪组页岩气主要由原油裂解气贡献.各平台间湿度存在差异(Ay1 平台>Ay2 平台>Ay4 平台),反映了不同构造位置热演化程度的差异,五峰组-龙马溪组的热演化程度高于威远地区,低于焦石坝及长宁地区,与富顺-永川、南川地区相近.通过C同位素分馏特征、放气量及孔隙压力指数结合储层评价相关参数,对Ay1-X井五峰组-龙马溪组纵向上甜点划分3类,进一步确定了龙马溪组最优甜点段为龙马溪组底部 3.2 m,具有岩屑罐顶气C同位素重、分馏程度高、生烃能力强、总含气量高、可压裂性好、有机孔发育、空隙压力指数大等特点,为黔北正安地区五峰组-龙马溪组箱体选择提供了理论依据.
蠡县斜坡是饶阳凹陷重要的油气探区,其油气来源问题一直是勘探关注的重点,特别是斜坡南部的油源问题一直存在争议.本研究通过开展任西-肃宁洼槽烃源岩评价及地球化学特征分析、蠡县斜坡原油油源分析和运移路径示踪,证实了肃宁洼槽对斜坡南部的供烃潜力,并明确了蠡县斜坡不同区域油源.蠡县斜坡原油可分为 3 类,其中:A类原油由淀北洼槽Es4-Ek烃源岩供烃,主要分布在蠡县斜坡北部;B类原油由任西洼槽Es下1 烃源岩供烃,主要分布在斜坡北中部;C类原油位于蠡县斜坡中南部,油源分析及芳烃运移示踪参数指示其由肃宁洼槽 Es下1 烃源岩供烃.蠡县斜坡中南部油藏油源的明确,从源的角度证实了肃宁洼槽对蠡县斜坡中南部的供烃能力,为蠡县斜坡南部的勘探提供了有力的证据,对斜坡南部勘探具有重要指导意义.
郯庐断裂带是中国东部规模最大、构造运动强烈以及地震频发的活动断裂带,其深部结构与现今活动状态引人注目.对郯庐断裂带郯城段和庐江段温泉与深井地下水逸出和溶解气体进行He同位素组成和气体组分分析结果显示,郯庐断裂带流体 3He/4He测试值为大气参考值(记作 1 Ra)的 0.15～1.15 倍.郯城段样品的 3He/4He和 4He/20Ne值分别为 0.96～1.15 Ra和 0.24～0.30,显示有大气和地下水氚衰变对He来源的贡献.庐江段样品的 3He/4He空气校正值和 4He/20Ne值分别为 0.15～0.79 Ra和0.28～272,扣除大气贡献后He主要来源于地壳放射性元素衰变(90.4%～98.4%),局部受到地幔脱气作用的显著影响(幔源He占比最高为 9.6%).在空间上,庐江段幔源He占比呈现出随采样点远离断裂带而逐渐减小的趋势,反映了幔源流体运移过程中经历的稀释效应.幔源He空间分布与地震 P波速度图像对比结果表明,庐江段深源流体可能受到地幔部分熔融作用的影响.全球典型走滑断裂带的流体 3He/4He值和走滑速率之间呈正相关关系(R2=0.8),表明断裂带活动性及其应力状态对幔源流体释放具有一定的控制作用.
广西南丹大厂石炭系黄龙组碳酸盐岩对探讨右江盆地石炭系古沉积环境和古海水氧化还原特征具有重要的意义.本文对研究区碳酸盐岩样品进行全岩地球化学分析,结果显示:碳酸盐岩的 Mn/Sr 值均小于3,表明样品能够反映原始海相化学性质;SiO2、Al2O3 和TiO2 等陆源元素的平均含量低,Zr、Th的含量较低且与∑REE 相关性不明显、Y/Ho值变化大但 Nd 含量相对稳定,说明样品受到陆源碎屑影响有限;碳酸盐岩的Ce异常,揭示了样品形成于次氧化环境,δEu接近于现代海水值,反映样品基本不受热液活动影响.根据古水深、古气候、古盐度等特征元素指标综合判别,研究区黄龙组下段沉积期为离岸距离相对较近的浅水沉积环境,总共经历了 2 次相对较大的海侵和海退旋回,但海水总体呈下降趋势,整体上属温暖潮湿的气候.这也进一步反映了石炭纪右江盆地为海相沉积环境.
海相沉积物的化学特征是分析古环境变化的重要指标.本研究以连云港滨海地区浅部海相沉积物为研究对象,开展易溶盐、粒度、AMS 14C年龄及微体古生物测试,分析海相沉积物的化学特征及沉积环境.结果表明,连云港滨海地区浅部海相沉积物Cl-含量最高,Na+含量次之;5 m以浅土体含盐量变化较大,绝大数土体含盐量为 0.3%～3.0%;至埋深 20 m时,土体含盐量稳定在 1.0%.沉积物中Cl-含量与含盐量相关性最高,以直线型和多项式型拟合效果最佳;与 Ca2+、Mg2+、K+、SO42-含量拟合效果好,以多项式型拟合效果最佳;与Na+含量以幂型拟合效果最佳.沉积物含盐量与pH值呈负相关关系,说明碱性环境不利于土体盐分的增加.沉积物交换性钠(ESR)值高,说明研究土体含盐特征保留了海水特征.推测连云港滨海地区海相沉积物受到了海平面变化、东亚冬季风及黄河夺淮事件的影响.以ZK1 孔为例,中全新世以来海相沉积物经历了滨海-浅海陆架环境、滨海陆架环境、近岸滨海环境、滨海潮间带环境 4 个阶段.阶段Ⅰ(6.3～4.2 ka):土体平均含盐量为 1.2%,呈碱性,平均海水混合比为 55.2%,未出现窄盐性浮游孔虫,说明土体沉积时有淡水与海水混合,水体盐度变化明显,土体颗粒组成以粉粒和黏粒为主,底栖有孔虫以玻璃质属种为主,最高占比达 70%,基本未见到胶结类有孔虫,Ammonia beccari平均含量为 11.80%,Ammonia compressiuscula平均含量为 28.70%,为滨海-浅海陆架环境.阶段Ⅱ(4.2～0.6 ka):土体平均含盐量为 1.3%,含盐量增加,海水混合比增加,土体颗粒组成与阶段Ⅰ相似,底栖有孔虫以Ammonia beccarii为主,平均含量为48.40%,Ammonia compressiuscula含量减少,为滨海陆架环境.阶段Ⅲ(0.6～0.3 ka):海平面与现今海面位置相当,受黄河夺淮后物源补给影响,沉积速率显著增加,达 1.22 cm/a,与阶段Ⅱ相比,本阶段含盐量升高,pH值稍有下降,土体颗粒稍有变细,底栖有孔虫丰度显著增加,海水混合比进一步提高,Ammonia beccarii平均含量为 44.30%,为近岸滨海环境.阶段Ⅳ(0.3 ka以来):土体含盐量显著增加,pH值下降,土体颗粒组成、底栖有孔虫丰度及沉积速率与阶段Ⅲ基本持平,海水混合比最高达 163.3%,主要与现代积盐过程有关,Ammonia beccarii 含量为47.20%,为滨海潮间带环境.
济南泉域岩溶水是济南市工农业生产和城乡生活的重要供水水源.随着经济社会发展和城市化进程加速,济南泉域水环境发生了较大变化,水质逐年变差,查明其水质演化特征和影响因素,对泉域岩溶水资源开发利用和保护具有十分重要的意义.本研究在分析泉域地下水和地表水主要离子化学特征和时空变化的基础上,综合采用相关分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等水化学方法和 15N(NO3-)、18O(NO3-)双同位素方法,识别水体中主要离子成因.结果表明,研究区内主要阴、阳离子浓度从大到小依次为HCO3->SO42->Cl->NO3-N(硝酸盐含量以N计)、Ca2+>Na+>Mg2+>K+.受碳酸盐岩控制,丰水期和枯水期水化学类型具有高度一致性,均以 HCO3·SO4-Ca为主,占比达 60%.除 Ca2+、Mg2+、HCO3-外,其他离子的变异系数在丰水期和枯水期均大于 0.5.地下水主要受NO3-和SO42-污染,并且均出现严重污染样点.地下水化学组分主要受水岩作用控制,Ca2+和HCO3-主要来源于碳酸盐岩溶解,K+、Na+、SO42-、NO3-和 Cl-部分来源于大气降水,Na+和Cl-部分来源于居民生活,NO3-主要来源于粪便和污水.
黔东柏松铅锌矿床位于扬子板块东南缘的湘西-黔东成矿带.与该成矿带内其他铅锌矿床相比,柏松铅锌矿床地质地球化学研究程度较低,矿床成因类型以及Cd、Ge、Ga等关键金属元素在闪锌矿中的赋存状态尚不清楚.本文通过LA-ICP-MS对该矿床闪锌矿微量元素组成进行分析,结果显示:柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Cd、Fe、Ge、Pb,亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi等元素.结合闪锌矿微量元素含量和Zn/Cd、Zn/Fe值特征,认为该矿床形成温度较低,根据Fe、Ga、Ge、Mn和In估算其成矿温度在 75～135℃之间.闪锌矿中 Fe 与 Cd 具有较明显的负相关性,表明它们主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,替代机制为:Zn2+↔Fe2+、Zn2+↔Cd2+,而 Ge 主要的替代机制为 2Zn2+↔Ge4++□(□为晶体空位),Ga 与 Cu 替代机制为2Zn2+↔Ga3++Cu+,In与Cu可能存在(Cu++In3+)↔2Zn2+的替代机制,In与Ga可能存在 3Zn2+↔In3++Ga3+的替代机制,In与Sn可能存在 3Zn2+↔In3++Sn2++□、3Zn2+↔In3++Sn2++(Cu,Ag)+或 3Zn2+↔In3++Sn2++Sn4++(Cu,Ag)++□的替代机制.综合其宏观地质特征及微量元素特征认为该矿床与美国密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床相似.
网纹红土是南方红土中最具标志性的地层之一.本文以中亚热带地区典型网纹红土样品为研究对象,针对网纹红土原样及其分离出的红基质和白网纹 3 类样品的全样、<2 μm、2～4 μm、4～10 μm、10～32 μm、32～63 μm和>63 μm等不同粒级组分样品的稀土元素(REE)进行分析,研究中国南方网纹红土中红基质、白网纹和分粒级组分的REE分馏特征.结果显示:①白网纹的∑REE和各稀土元素含量均明显高于红基质,主要原因是白网纹中含有较多的锆石及高岭石等黏土矿物,也可能是稀土元素在两者之间的迁移导致了相对含量的变化.红基质 Ce 异常均大于白网纹的现象,指示了网纹的形成可能与氧化还原环境的差异有关;②网纹红土中REE含量存在明显的粒级效应,>2 μm的粒级组分中,REE含量随着粒级增大而降低.网纹红土中<2 μm组分的REE总量较低,可能与该粒级副矿物类型有关,相对酸性的环境对其影响有限;③不同样品间球粒陨石标准化稀土元素配分模式基本一致.在<32 μm组分中,红基质和白网纹的LREE/HREE、Eu/Eu*等特征参数均十分接近,并与全样一致,而在>32 μm组分中存在明显差异.>32 μm组分中红基质和白网纹La/Nd、Eu/Sm等稳定元素比值十分接近,表明红基质和白网纹物源相同;④网纹红土各粒级组分地球化学特征更接近长江漫滩沉积物,揭示网纹红土的潜在物源主要为长江漫滩沉积.
氧化流动反应器(OFR)可以模拟真实大气环境,且能在数分钟内达到高度氧化 OFR 的实验条件,因此被广泛应用于二次有机气溶胶(SOA)生成的研究中.羟基自由基暴露量(OHexp)是量化中氧化过程的关键参数,但受到·OH较高反应活性的限制,难以被直接测定.为了快速且准确地对复杂外场条件下OFR中的OHexp定量,本研究基于实验室标定实验和动力学模型的模拟结果,发展了一套可基于直接测量反应条件和参数(如停留时间、水汽浓度、臭氧浓度和反应物的·OH反应活性)来估算OHexp的方程参数.结果表明,当OFR中相对湿度(RH)大于20%时,通过估算方程计算的OHexp与基于实验室挥发性有机物及外场观测中苯的消耗计算的OHexp一致,表明该估算方程可以实现对使用最广泛的OFR中的OHexp快速且准确地定量,为其他研究提供参考.
近年来,准噶尔盆地下组合油气勘探不断获得新发现.2020 年 12 月 16 日,位于呼西背斜的呼探 1 井清水河组获得高产油气流,实现了下组合油气勘探的重大突破,预示了下组合巨大的勘探潜力,但目前呼探 1 井的油气主要来源于哪套烃源岩以及是否存在混源等问题尚未明确.本研究通过对准噶尔盆地南缘中段下组合主要烃源岩的评价,结合生物标志物参数、油气 C同位素、全烃气相色谱以及热模拟实验结果,明确了主力烃源岩生油气能力,认为呼探 1井清水河组原油为侏罗系和二叠系烃源岩生成的混源油,其中重烃部分主要来自二叠系烃源岩,轻烃部分来自侏罗系烃源岩,天然气主要来自侏罗系烃源岩.同时,建立了侏罗系煤系烃源岩生气图版,结合图版分析认为呼探 1井清水河组天然气与侏罗系煤岩关系最为密切,Ro大致分布在 1.66%～1.85%.
采用热重分析(TGA)和热解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)联用技术对 6个不同成熟度煤的热解过程及热解产物进行表征.TGA 结果表明,不同成熟度煤的失重(TG)曲线具有相似性且在失重速率(DTG)曲线中有3 个明显的失重速率峰;随着成熟度的增加,煤在最高热解温度时的总失重率(wt)减小,最大失重速率(-(dw/dt)max)降低,但最大失重速率峰温度(Tmax)升高,说明低成熟度煤中热不稳定结构的含量较高.Py-GC/MS结果表明,不同成熟度煤的热解产物均以芳香类化合物为主(47.4%～94.7%),且芳香类热解产物的含量随成熟度的增加逐渐升高,说明高成熟度煤热解过程中产生的芳香类化合物较多,而热解产物中酚类、呋喃类和脂肪烃类化合物的占比随煤样成熟度的增加逐渐降低,表明低成熟度煤在热解过程中释放出高含量的极性含氧化合物.研究结果对进一步了解煤炭资源的规模化开发和合理利用具有重要意义.
Cu和Sn在中酸性岩浆作用过程中地球化学行为明显不同,少见2种类型矿床与同一岩浆作用共生.滇东南个旧Sn-Cu多金属矿田矿床和燕山期岩浆岩联系紧密,Sn-Cu共生,都达超大规模,国内外罕见.目前对个旧矿田Sn-Cu共生控制因素探讨不多.本研究通过矿区二长岩、似斑状花岗岩及其中暗色包体和等粒状花岗岩黑云母电子探针分析,探讨区内岩浆氧逸度及挥发相组成特征,分析其与区内形成Sn-Cu组合矿床的关系.二长岩和似斑状花岗岩及其暗色包体中的黑云母为铁质黑云母,等粒状花岗岩中黑云母属于铁叶云母.似斑状花岗岩和二长岩岩浆氧逸度较高,位于HM缓冲线附近,具较高Cl/F值;等粒状花岗岩浆氧逸度低,分布在NNO缓冲线附近,具较低Cl/F值,表明个旧矿田既发育高氧化及高Cl/F值岩浆,也发育还原及低Cl/F值岩浆.高氧化、高Cl/F值岩浆演化及出溶流体有利于形成Cu矿床,而还原、富F岩浆岩的形成与演化则更有利于形成Sn矿床.因此,个旧矿田Sn-Cu共生可能与区内发育2套性质不同的岩浆系统有关.
沉积有机质热演化的本质是伴随H转移的歧化反应.有机S含量较高的干酪根具有更低生烃活化能,往往被认为是体系中丰富的含S自由基加速了C–C键断裂的结果.后生作用阶段,二苯并噻吩类化合物(DBTs)是有机S热演化的一类关键产物.因此,研究联苯类化合物(BPs)和单质S化合生成DBTs的反应过程,有助于理解在S自由基作用下,以H转移为基础的有机质生烃机理本质.本研究通过Gaussian 09程序和3,3′-二甲基联苯(3,3′-DMBP)与单质S的热模拟实验,探索BPs和单质S反应生成DBTs的潜在反应路径.结果表明,S1自由基与BPs发生化合反应是优势反应路径,该过程进攻C–H键,形成DBTs和高活性的H自由基;除了部分H自由基参与生成H2S外,其余H自由基可以促进有机质裂解生烃.该优势反应路径表明,H转移更可能是后生作用阶段含S自由基促进沉积有机质裂解生烃的关键步骤.
细颗粒物(PM2.5)是决定环境空气质量的关键污染物.随着近年来环保措施的实施,PM2.5的来源特征也随之发生变化,探究PM2.5的主要来源及其贡献值对制定有效的PM2.5治理方案具有重要的现实意义.本研究使用CMAQ-ISAM模型,考察2018年冬季不同来源区域和来源种类对合肥市区PM2.5及其关键组分的贡献.结果表明,合肥市区冬季PM2.5的主要区域来源为长三角外的远距离传输(52.6％),其次为合肥市的本地排放(26.3％)和安徽省其他城市的传输(12.3％).远距离传输对硫酸盐、硝酸盐和有机C的贡献最大(57.9％、68.2％和69.5％),而铵盐和元素C主要来自本地排放(37.1％和52.9％).合肥市本地及周边区域的6类排放源中,工业源对PM2.5的贡献最大(21.3％),其次为农业源(11.6％),其中工业源的贡献主要来自本地排放,而周边区域农业源的贡献大于本地农业源.硫酸盐、硝酸盐和元素C的主要来源种类为工业源(33.9％、13.8％和38.6％),铵盐和有机C则分别为农业源(64.2％)和民用源(17.7％),其中工业源和民用源的贡献主要来自本地排放,农业源则为周边区域传输.
对塔里木盆地台盆区未遭受生物降解的138个原油样品进行甾、萜烷定量分析,展示原油甾、萜烷浓度随成熟度变化特征.C23三环萜烷/(C23三环萜烷+C30藿烷)值与甾、萜烷浓度图版显示各类甾、萜烷具有不同的热稳定性.依据热稳定性的差异将甾、萜烷分为3类:第1类包括Tm、C29藿烷和C30藿烷等五环三萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较快,具有相对较低的热稳定性;第2类既包括Ts、C29Ts和C30重排藿烷等五环三萜烷,也包括C27和C29规则甾烷各异构体,随成熟度增高,这类化合物浓度降低较慢,具有中等热稳定性;第3类包括C27重排甾烷、C21甾烷和C23三环萜烷,随成熟度增高,这类化合物浓度先增高、后降低,降低速率低于前2类化合物,表明其热稳定性相对较高.在常用的甾、萜烷成熟度指标中,Ts/(Ts+Tm)、C29Ts/(C29Ts+C29藿烷)和C30重排藿烷/(C30重排藿烷+C30藿烷)是基于第1类和第2类化合物之间的热稳定性差异;C27重排甾烷/(C27重排甾烷+C27规则甾烷)和C21/(C21+∑C29)甾烷是基于第2类与第3类化合物之间的热稳定性差异;C23三环萜烷/(C23三环萜烷+C30藿烷)则是基于第1类与第3类化合物之间的热稳定性差异,具有更好的应用效果.
新元古代是冰川作用发育的重要时期,其中有2个重要的全球性冰期,即Sturtian和Marinoan冰期,对全球古环境、古气候、古海洋演化具有重要意义.中国宜昌地区分布的莲沱组和南沱组分别代表了在扬子板块发育的与Sturtian冰期前和Marinoan冰期相对应的沉积地层.随着地球化学分析方法的进步,新的地球化学手段,包括新的地球化学指标和Fe同位素等,可以为进一步探讨莲沱组与南沱组的沉积环境提供新的思路和证据.本研究对宜昌九龙湾剖面南沱组冰碛岩进行系统采样,并和莲沱组以砂岩为主的碎屑沉积岩进行对比分析,利用化学蚀变指数(CIA)、氧化还原敏感元素Mo、V、U和Fe同位素对比探讨二者古气候与氧化还原环境的演化.CIA的变化(53～78)表明,莲沱组沉积主体处于温暖的古气候下(CIA平均值约为78),直到Sturtian冰期前,莲沱组顶部出现气候转冷特征(CIA平均值为53);随着Marinoan冰期到来,南沱组沉积持续处于寒冷的古气候环境(CIA平均值为58).莲沱组与南沱组样品均具有较低的Mo/Al、V/Al和U/Al值,表明二者沉积均处于氧化环境,但莲沱组主体比南沱组和莲沱组顶部样品具有更低的Mo/Mo*、V/V*以及更高的Fe同位素值,反映了莲沱组主体的沉积环境更为氧化.
水是地球深部重要的挥发分,准确获得硅酸盐熔体中水的含量及分布有助于深入理解挥发分的循环以及岩浆的分异和演化.相对于红外光谱、二次离子质谱和电子探针,拉曼光谱对水含量的测量具有精度高、范围广、空间分辨率高、样品准备简单等优点,可成为快速测量玻璃或熔体包裹体水含量的一种常规便捷方法.本研究在合成制备不同成分和水含量的花岗质玻璃样品基础上,使用电子探针、傅里叶红外光谱和高分辨共聚焦显微激光拉曼等技术手段对该批样品进行了成分及水含量测试和标定,并探索了激光拉曼分析花岗质玻璃水含量的最佳条件.红外光谱采用4500和5200 cm?1的吸收峰计算样品中的水含量,结果表明合成花岗质玻璃样品的含水量为0.01％～7.68％;拉曼光谱采用2800～4000 cm?1的峰进行水含量的分析,结果显示532 nm激光条件下,激光功率30 mW、积分时间40 s所获得的峰面积与红外光谱的水含量结果呈现良好的线性相关关系.线性拟合结果表明,激光拉曼分析方法适用于含水量>1％的花岗质玻璃样品,相对误差小于10％.因此,激光拉曼分析可以作为一种玻璃样品水含量测试的快速便捷方法.
地幔部分熔融过程中亲S元素Ag的分配行为能够限定地幔中Ag含量,同时可以追踪地幔中S含量和去向.在地幔部分熔融过程中,Ag的分配行为与其在地幔硅酸盐矿物–玄武质熔体间的分配系数密切相关.因此准确地测定Ag在除硫化物之外地幔硅酸盐矿物和共存熔体之间的分配系数是预测Ag分配行为的必要条件之一.目前缺乏Ag在地幔矿物(橄榄石、辉石等)和玄武质熔体之间分配系数的报道,阻碍了对Ag在地幔部分熔融过程中分配行为的研究.本研究通过高温高压实验获得了在洋中脊玄武岩(MORB)产生的温度和压力条件下,Ag在橄榄石(ol)、斜方辉石(opx)、单斜辉石(cpx)与玄武质熔体(melt)之间的分配系数,分别为Do Alg/melt=0.0005±0.0002、Do Apgx/melt=0.007±0.003和Dc Apgx/melt=0.046±0.009.根据实验获得的分配系数进行模拟的计算结果表明,太古代科马提岩和洋中脊苦橄岩源区的地幔Ag含量为(8±2)×10?9.如果这个值能代表MORB源区地幔的Ag含量,那么当MORB地幔中的S含量为170×10?6～240×10?6时,其低于15％部分熔融产生熔体中Ag含量与原始MORB中Ag含量吻合.因此MORB源区地幔中的S含量为(205±35)×10?6.另外,原始MORB熔体产生时,其源区普遍有硫化物残留.
随着全球气候变暖,生命元素C在地球各个系统的循环受到了越来越多的关注,俯冲带是地表C和深源C循环的重要场所,发育于俯冲带的蛇纹岩伴生碳酸盐岩和渗漏流体对生命的起源及全球C循环研究具有重要意义.台湾东部(简称台东)海岸山脉新生代利吉混杂岩中发育具有沉积特征的蛇纹岩碎屑角砾岩及具有较轻C同位素组成的伴生碳酸盐岩,其成因可能与马里亚纳弧前海底蛇纹岩泥火山和自生碳酸盐岩相似.本研究对台东3个蛇纹岩出露点发育的碳酸盐岩脉进行岩石学、矿物学及地球化学分析,探讨蛇纹岩伴生碳酸盐岩脉的成因.台东利吉蛇纹岩角砾碎屑岩伴生的碳酸盐岩,发育泥微晶团粒、凝块以及放射纤维状方解石和草莓状黄铁矿,总有机碳含量较高(0.11％～0.25％),可能与微生物介导的CH4厌氧氧化作用有关.利吉桥头剖面蛇纹岩巨砾中的方解石脉δ13C为?17.8‰～0.7‰,十三领碳酸盐岩δ13C为?12.8‰～?10.7‰,指示碳源很可能包括无机成因CH4的氧化与海水源碳的混合.虎头山蛇纹岩角砾中方解石脉 δ13C为?3.4‰～2.9‰,指示碳源主要来自海水.这2类方解石脉大多具有平坦型REE配分模式和Eu异常特征,指示方解石脉可能形成于蛇纹岩泥火山海底蛇纹岩化流体渗漏环境.方解石脉显示Ce负异常与无异常特征,表明了复杂多变的氧化还原环境.因此,台东碎屑蛇纹岩中伴生碳酸盐岩脉可能是蛇纹岩化渗漏流体在海底附近与海水混合所致,部分可能存在无机成因CH4的微生物厌氧氧化作用的参与.
对来自琼东南盆地W03和W09站位的天然气水合物分解气及其赋存沉积物的地球化学特征进行对比研究.结果表明,W03和W09站位的天然气水合物分解气分别对应以生物气为主和以热成因气为主的混合成因气,2个站位水合物赋存的深层沉积物的地球化学特征具有显著差异.以生物成因气为主的W03站位沉积物表现出较高的总有机碳(TOC)、较低的硫酸盐含量以及较高的孔隙度,这些是产甲烷菌活跃的有利条件;同时天然气水合物富集层沉积物的饱和烃中显示出强度很高的低碳数未分离复杂化合物(UCM)鼓包(C12～C19),推测该站位沉积物中产甲烷菌活跃.以热成因气为主的W09站位沉积物中轻重烷烃指数(L/H)、姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)和n-C17/Pr等多种生物标志物特征表明,该站位在天然气水合物富集层有明显的油源烃浸染的痕迹,推测来自深部油气藏的天然气将油源烃携带到天然气水合物层位,同时该站位部分样品色谱图中显示出与油源烃微生物降解活动相关的UCM鼓包(C17～C21),表明油源烃在沉积物中也受到了微生物降解活动的影响.
