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泥岩埋藏成岩过程中绿泥石的演化途径及意义 被引量：8
1
作者 杜佳宗 蔡进功 +1 位作者 谢忠怀 王学军 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期371-379,共9页
粘土矿物是泥质沉积岩重要的组成部分。在温度、压力、阳离子及水/岩比值等多种因素的共同作用下,埋藏成岩过程常常伴随着不同粘土矿物间的相互转化:蒙脱石、伊利石、高岭石和磁绿泥石等矿物均可发生绿泥石化。但各种矿物发生绿泥石化... 粘土矿物是泥质沉积岩重要的组成部分。在温度、压力、阳离子及水/岩比值等多种因素的共同作用下,埋藏成岩过程常常伴随着不同粘土矿物间的相互转化:蒙脱石、伊利石、高岭石和磁绿泥石等矿物均可发生绿泥石化。但各种矿物发生绿泥石化条件及反应机制不同,形成的绿泥石在化学成分及构型方面也有很大差异,通过X-射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等测试手段可识别出不同类型的绿泥石,区分不同转化序列并分析其转化机制。不同转化序列形成的绿泥石,不仅受温度的控制,还受阳离子类型和浓度的控制,在利用绿泥石作为地温计时需慎重;不同转化序列绿泥石化过程中都有水的参与,并伴有氢离子释放或消耗,这将会对有机质生烃产生影响。因此,关注泥岩埋藏成岩过程中绿泥石演化途径的差异,对拓宽绿泥石化的地质应用领域,特别是粘土矿物—有机质的协同作用具有重要的意义。 展开更多
关键词 绿泥石化 转化序列 转化机制 绿泥石地温计 有机质生烃
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泥岩成岩矿物演化特征与成岩体系划分:以东营凹陷古近系为例 被引量：5
2
作者 刘菲 杜佳宗 +3 位作者 蔡进功 谢忠怀 刘宁 张守鹏 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期583-597,共15页
成岩过程中泥岩的成岩矿物会随成岩体系的改变而发生变化,因此有效地识别成岩矿物组合与划分成岩体系,对深刻理解有机质生烃的差异性具有重要的意义。文章选取东营凹陷古近系不同层段埋深在1200~4500m的泥岩,通过岩石薄片、扫描电镜和X... 成岩过程中泥岩的成岩矿物会随成岩体系的改变而发生变化,因此有效地识别成岩矿物组合与划分成岩体系,对深刻理解有机质生烃的差异性具有重要的意义。文章选取东营凹陷古近系不同层段埋深在1200~4500m的泥岩,通过岩石薄片、扫描电镜和X射线衍射等检测,有效地区分了外源输入的矿物(如石英)与成岩矿物(亮晶方解石和白云石)等显微特征的差异,据此建立了定量估算泥岩中成岩转化的黏土矿物含量的方法:C陆源=(C/Q)沙一×Q样品和C成岩=CXRD-C陆源,其中C为黏土矿物含量,Q为石英含量,更好地反映了泥岩成岩过程中黏土矿物的演化特征。在埋藏演化过程中泥岩中的成岩矿物和组合呈现出两段性,3000m以上黏土矿物和白云石的成岩转化较慢,形成了以伊蒙间层+高岭石的成岩矿物组合,推断其经历了酸性成岩环境和开放成岩体系;3000 m以下黏土矿物和白云石的成岩转化过程加快,形成了以伊利石+绿泥石+白云石的成岩矿物组合,推断其经历了碱性成岩环境和封闭成岩体系,充分展现了泥岩在深浅层成岩环境和体系的差异性。与前人研究东营凹陷泥岩中由有机质生烃产生异常压力造成的开放/封闭体系界限基本吻合,表明泥岩中矿物埋藏演化经历的成岩体系与有机质生烃形成的压力体系具有较好的响应关系,这对认识不同成岩体系下有机质的生烃过程和生烃机理的差异性具有重要的意义。 展开更多
关键词 成岩体系 成岩矿物 演化特征 泥岩 东营凹陷
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铁对海洋沉积有机碳保存的影响及其碳汇意义 被引量：4
3
作者 胡利民 季钰涵 +4 位作者 赵彬 刘喜停 杜佳宗 梁彦韬 姚鹏 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2023年第9期1967-1981,共15页
海洋沉积物是地球表层系统中最大的有机碳库.铁(Fe)作为海洋地球化学循环的重要元素,深刻影响海洋生态及碳循环.深入分析铁对海洋沉积有机碳保存的影响,对碳的生物地球化学过程和气候变化研究具有重要的意义.本文在总结铁结合有机碳含... 海洋沉积物是地球表层系统中最大的有机碳库.铁(Fe)作为海洋地球化学循环的重要元素,深刻影响海洋生态及碳循环.深入分析铁对海洋沉积有机碳保存的影响,对碳的生物地球化学过程和气候变化研究具有重要的意义.本文在总结铁结合有机碳含量与结构表征方法的基础上,从活性铁矿物(铁氧化物和铁硫化物)对有机碳的选择性保存和铁的氧化还原过程两方面论述了铁对海洋沉积有机碳保存的影响机制,发现沉积有机碳的选择性保存受不同活性铁矿物和有机碳类型及官能团的影响,而铁的氧化还原过程对有机碳的保存和降解具有双重作用.在此基础上,基于不同海洋环境中铁结合态有机碳的沉积记录,阐述了铁对沉积有机碳的长期保存作用和碳汇意义.未来在寻求更有效的活性铁提取方法的基础上,应持续关注不同官能团和海洋沉积环境对有机碳选择性保存的影响,并重视微生物的介导作用,揭示铁对有机碳长期埋藏保存的影响机理,发掘其在碳增汇中的应用潜力,以更好地发挥海洋碳汇在碳中和目标实现中的巨大作用. 展开更多
关键词 海洋沉积有机碳 活性铁矿物 铁结合态有机碳 选择性保存 碳汇
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渤海有机碳埋藏对近百年沉积汞的约束
4
作者 贾梦娇 白亚之 +3 位作者 杜佳宗 张钰莹 林福东 胡利民 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期129-139,共11页
全球变暖背景下,近海陆架有机碳埋藏及其环境效应不仅是海洋碳循环的关键环节,而且对全面认识人类活动对近海生态系统的影响也具有重要意义。本研究基于2013年在渤海中部泥质区由箱式取样器采集的53 cm长的沉积岩芯,综合分析了近百年来... 全球变暖背景下,近海陆架有机碳埋藏及其环境效应不仅是海洋碳循环的关键环节,而且对全面认识人类活动对近海生态系统的影响也具有重要意义。本研究基于2013年在渤海中部泥质区由箱式取样器采集的53 cm长的沉积岩芯,综合分析了近百年来总有机碳(TOC)及其稳定碳同位素(δ^(13)C)、生物标志物和沉积汞等指标的高分辨率沉积记录,探讨了不同来源有机碳的演变特征及其对沉积汞埋藏的约束作用。通过对有机碳δ^(13)C进行Suess效应校正,并利用双端元混合模型,估算得到海源有机碳贡献率约为59%~90%,且自1970年以来显著增加。海源有机碳与菜籽甾醇和甲藻甾醇的演化趋势基本一致,指示自1970年以来海洋初级生产力显著增加,可能与营养物质输入和气候变暖有关。沉积汞的埋藏记录与上述生产力参数的变化趋势总体一致,并与1970年后的海源有机碳等指标呈显著的正相关,表明近几十年浮游植物生产力的增加可能对沉积汞的累积具有重要作用,因此生物作用可能对近海汞的沉积和归宿具有不可忽视的影响。进一步对比了近期人为大气汞的排放量和沉积汞埋藏量的相对变化,发现大约2000s以后,沉积汞埋藏的比率明显下降(相对于排放量),这可能与同期营养盐和浮游植物群落结构改变(如甲藻显著增加)导致的生物对汞的清除作用效率降低有关。 展开更多
关键词 有机碳 沉积记录 生物泵 沉积汞 渤海
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西北太平洋深海有机碳埋藏演化及其气候环境意义
5
作者 方皓 张钰莹 +3 位作者 胡利民 杜佳宗 季钰涵 石学法 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期728-740,共13页
西北太平洋发育差异显著的亚极涡和亚热涡海洋环流体系,具有不同的沉积源汇过程,可能影响海盆尺度有机碳的埋藏演化。本文通过系统整理亚极涡和亚热涡内深海沉积记录资料,建立了30 ka以来西北太平洋不同纬度深海有机碳(TOC)的埋藏演化记... 西北太平洋发育差异显著的亚极涡和亚热涡海洋环流体系,具有不同的沉积源汇过程,可能影响海盆尺度有机碳的埋藏演化。本文通过系统整理亚极涡和亚热涡内深海沉积记录资料,建立了30 ka以来西北太平洋不同纬度深海有机碳(TOC)的埋藏演化记录,并探讨其控制因素。结果表明,受生产力、水体氧化还原条件和矿物保护等因素的影响,TOC埋藏通量(Mass Accumulation Rate, MARTOC)呈北高南低分布态势。末次冰消期亚极涡区MARTOC高值可能与水体层化减弱、垂向混合增强而导致的生产力较高有关,而末次冰期亚热涡区MARTOC高值则可能与风尘输入增强和底层水体相对还原有关,更利于有机碳的沉积和保存。此外,有机碳在深海的沉积埋藏过程和机制与矿物作用等密切相关,例如矿物压舱作用或更有利于亚极地高纬度深海有机碳的沉积埋藏。本研究有助于系统认识不同纬度深海有机碳埋藏保存的控制机制及其气候环境意义。 展开更多
关键词 有机碳埋藏 生产力 水体环境 矿物保护 碳循环 西北太平洋
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烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法
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作者 杜佳宗 何蓓 +3 位作者 蔡进功 雷天柱 刘庆 谢忠怀 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期540-548,共9页
烃源岩中的有机酸来源于有机质,但有机质具有不同的赋存形式,有机酸具有不同性质,这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系,进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上,提出烃源岩中的有机酸并... 烃源岩中的有机酸来源于有机质,但有机质具有不同的赋存形式,有机酸具有不同性质,这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系,进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上,提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在,具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型,游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸,而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法,且根据有机酸的性质选取合适的检测方法,即水溶性有机酸利用离子色谱检测,索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测,通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测,全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律,深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。 展开更多
关键词 烃源岩 有机质赋存态 有机酸性质 分步分离检测
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