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干酪根中不同结构和官能团具有不同的碳同位素组成,这种差异可以用有机质碳同位素热力学同位素因子（β因子）进行预测。煤岩模拟实验产物中,δ13CCO2相对烃类气体而言明显偏重,这与干酪根中羧基的β13C较大有关。含水实验产物的δ13CCO2轻于无水实验产物的δ13CCO2是由于含水实验中所增加CO2的碳同位素组成相对较轻造成的,含水实验增加的CO2产率是由β13C相对较小的部分亚甲基碳通过断裂、氢转移、以及与水反应转变而来。模拟实验低温阶段（≤300℃）,甲氧基中的甲基断裂可能的甲烷形成的主要方式。而甲氧基的β13C大于甲基,所以低温阶段出现了甲烷碳同位素组成先较重后变轻的现象。 相似文献
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浙江煤山P/T之交碳同位素对有机碳埋藏的指示意义 总被引：5，自引：1，他引：4
根据碳酸盐碳同位素和有机(干酪根) 碳同位素记录, 结合碳循环模式, 计算得到了浙江煤山全球二叠系-三叠系界线层型剖面第23-40层的有机碳埋藏分数forg.在第23-24层和第27-29层下部出现forg的两个高峰值, 与绿硫细菌反映的两个缺氧环境条件相对应.在第25-26层和第32-34层出现两个forg低谷值, 与2-甲基藿烷指示的两次蓝细菌繁盛(第26层和第29层上部到第34层) 基本吻合.这些结果反映了forg与埋藏时的氧化还原条件密切相关.forg与总有机碳含量TOC的关系比较复杂, 一些TOC较高的层位(如第26层) forg却较低, 而一些TOC较低的层位(如第27层) forg却较高, 反映了原始生产力对TOC的重要贡献.根据原始生产力和forg得到的原始有机埋藏量, 可以校正现今测得的残余TOC.本次研究结果说明, 同步有机-无机碳同位素分析, 在建立一定碳循环模型的基础上, 计算有机碳埋藏分数, 可有效指示有机质埋藏状态, 进而为建立生物-环境-有机碳埋藏的耦合关系模型提供基础. 相似文献
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珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡干酪根热演化模拟与生烃 总被引：1，自引：0，他引：1
通过密封金管-高压釜体系对珠江口盆地番禺低隆起-白云凹陷北坡恩平组炭质泥岩的干酪根(PY),在24.1 MPa压力、20℃/hr(373.5~526℃)和2℃/h(343~489.2℃)两个升温速率条件下进行热模拟生烃实验,分析气态烃(C1 5)和液态烃(C6 14和C14+)的产率,以及沥青质和残余有机质碳同位素组成。同时与Green River页岩(GR)和Woodford泥岩(WF)的干酪根,分别代表典型的I型和II型干酪根进行对比研究。结果显示PY热演化产物中总油气量明显低于GR和WF干酪根,且气态烃(C1 5)最高产率是液态烃的1.5倍,揭示恩平组炭质泥岩主要以形成气态烃为主。在热演化过程中,有机质成熟度和母质类型是控制油气比的主要因素,气态烃和轻烃的产率比值主要受热演化成熟度的影响。干酪根残余有机质碳同位素和沥青质碳同位素在热演化过程中受有机质成熟度的影响较小,δ13C残余和δ13C沥青质可以间接反映原始母质的特征,为高演化烃源岩油气生成提供依据。 相似文献
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选择新疆伊犁河谷塔克尔莫乎尔沙漠古风成沙-古土壤沉积剖面为研究对象,通过73块样品的磁化率及其与TOC、CaCO3、Fe2O3和粒度组成的相关分析,并以OSL测年为时间标尺,讨论剖面沉积的磁化率变化机制及其古气候意义。结果表明:剖面低频磁化率（χlf）与16～250 μm百分含量为正相关,即低频磁化率χlf变化主要受粗组分含量变化的影响。其中,古风成沙χlf值多高于古土壤,这与我国季风区沙漠沉积的磁化率变化特征相反。根据剖面磁化率及各种环境指标综合分析,研究区3.7 kaBP以来的气候变化可划分为5个阶段:3.71～3.06 kaBP凉湿、3.06～2.78 kaBP冷干、2.78～2.10 kaBP凉湿、2.10～0.50 kaBP冷湿、0.50～0.00 kaBP温干。晚全新世气候变化与周边地区古气候记录有较好的一致性,并与同期北大西洋表层海温变化事件呈现很好的遥相关,总体上表现为相对暖干、凉湿的典型西风气候变化模式。 相似文献
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对南海表层沉积物与沉降颗粒物有机碳的δ13C进行了对比研究,从古环境再造方面探讨了陆源和海源对南海表层沉积物的贡献。南海表层沉积物有机碳的δ13C比沉降颗粒物中有机碳的δ13C偏重表明,Suess效应对南海现代过程的影响不可忽视,两者的δ13C差值反映了Suess效应对南海现代过程的影响程度。利用两者的δ13C差值,对现代陆源和海源有机碳的δ13C进行修正后,计算得到,在南海陆架周围表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为48%,海源的比例为52%;在远离陆架的表层沉积物的有机碳中,陆源的比例为14%,海源的比例为86%。 相似文献
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通过比对四川广元上寺剖面二叠系栖霞组碳同位素变化,探讨了该区烃源岩发育的古生态环境。
由于二叠纪高CO2 浓度背景使得古海洋海水中相对富集13C ,因此二叠纪海相沉积的四川广元上寺剖面栖霞组碳
酸盐岩碳同位素均为正值。广元上寺剖面栖霞组底部向上碳酸盐岩碳同位素逐渐正偏,显示从栖霞组底部沉积
时期开始海平面逐渐上升,向相对缺氧沉积环境过渡。栖霞组中部古海洋生产力增高,使得总有机碳同位素正
偏。受总有机碳同位素波动的影响,碳同位素分馏值( ∈TOC)在整个栖霞组波动频繁。根据平衡状态下碳循环
有机碳埋藏分数模型,计算了整个栖霞组有机碳埋藏分数,结果显示有机碳埋藏分数 (forg)在整个栖霞组都较
高,符合二叠纪的碳埋藏在整个显生宙处于最高阶段的地质背景。栖霞组中部高 TOC含量层位对应 forg逐渐增
高,反映forg 与有机碳沉积的保存环境密切相关,说明利用古海洋生产力和 forg 的变化,可在一定程度上指示原始
碳埋藏量的变化。 相似文献
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碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用 总被引：19，自引：0，他引：19
碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(13C)和放射性同位素(14C)在生态系统长期动态过程的重建(如C3/C4植被的历史格局)、土壤有机碳周转周期等方面的应用,探讨了同位素示踪技术在土壤有机碳来源、周转周期、土壤CO2通量的变化和组分区分、同位素富集等研究领域的应用,归纳了土壤碳循环研究中的基本问题,提出了未来土壤碳循环同位素示踪的主要研究方向。 相似文献
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南海东北陆坡烟囱状冷泉碳酸盐岩生长剖面的碳、氧同位素特征与生长模式 总被引：1，自引：0，他引：1
对SO177航次采集自南海东沙东北古冷泉活动区的烟囱状碳酸盐岩样品（TVG14 C1 1）进行解剖研究,探讨烟囱样品的形成机理。我们首先对烟囱样品的横截面进行高分辨率精细取样并进行碳氧同位素分析,在充分了解其矿物组成特征的前提下,利用碳酸盐岩-水体系氧同位素分馏方程计算古冷泉流体的氧同位素组成并定量分析流体的端元成分和相对贡献,然后根据它们在烟囱生长剖面上的变化特征,为碳酸盐质烟囱建立生长模式。分析表明,该样品横截面的δ13C值在-50.136‰～-43.923‰之间变化,δ18O值在2.762‰～4.848‰之间变化,由中心向外,碳氧同位素呈反向协同变化趋势,δ13C 逐渐升高而δ18O逐步降低。结合该样品的年龄和古海水的氧同位素组成,计算得到形成该样品的冷泉流体的δ18O在1.2‰~2.3‰ V SMOW之间变化,较冰期海水的更富18O。认为在形成烟囱的不同阶段,水合物分解产生的富18O流体与同期海水发生了不同程度的混合,烟囱中心部位水合物分解水的相对贡献高达53.6％,而烟囱外层,水合物分解水的贡献低至6.1‰。通过综合研究,提出了烟囱样品的生长模式。 相似文献
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煤层气碳同位素阶段演化的模拟实验研究及其应用 总被引：1，自引：0，他引：1
煤层气聚集存在着“累积聚气”和“阶段聚气”两种形式。通过热模拟实验,研究了“阶段聚气”的煤层气甲烷碳同位素的的影响因素和不同成熟度区间煤层气甲烷碳同位素组成特征。结果表明,“阶段聚气”的煤层气碳同位素组成与该演化阶段的起始Ro值和末尾Ro值密切相关,起始和末尾Ro值越高,煤层气碳同位素组成越重;相同成熟度区间,高升温速率下形成的煤层气碳同位素组成比较轻;煤岩母质性质影响煤层气碳同位素组成;在相同成熟度区间,泥炭形成的甲烷碳同位素组成最轻。确定了成煤有机质从Ro为1.2％、1.6％、2.0％、2.4％、2.8％分别演化至Ro为3.0％和4.0％(3.7％)之间生成的煤层气甲烷碳同位素组成,这为研究不同成熟度区间生成的煤层气成因提供了科学数据。并且,将这些研究结果应用到沁水盆地南部煤层气研究,认为该地区煤层气是在中侏罗世末以后（Ro＞1.6％）聚集而成,具有“阶段聚气”的特征。 相似文献
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土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接影响 总被引：31，自引：0，他引：31
中国土壤有机碳储量及其在全球变暖背景下的变化趋势是影响全球碳循环的一个重要因素。土地利用变化对土壤有机碳储量既有直接影响，也有间接影响。一方面，土地利用变化直接改变了生态系统的类型，从而改变了生态系统的净初级生产力（NPP）及相应的土壤有机碳的输入。另一方面，土地利用变化潜在地改变了土壤的理化属性，从而改变了土壤呼吸对温度变化的敏感性系数（常用Q10表示）。在全球变暖背景下，Q10值的改变显著影响着土壤有机碳释放的强度。利用生态系统碳循环过程模型（CASA模型）反演了不同土地利用类型下的Q10值，并评价了土地利用类型的改变对土壤有机碳储量变化的间接影响。研究结果表明，林地与草地转换成耕地后将增大土壤呼吸的Q10值，此外，人类通过灌溉、氮肥的施用也能增大土壤呼吸的Q10值，从而使得全球变暖背景下土壤呼吸的碳通量有所增强。 相似文献
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Carbon and oxygen isotope records for Shangsi Section in Northwest Sichuan Basin, South China can help investigating depositional environments and processes, including the burial rate and possible contribution of hydrothermal events. Samples from the lower Chihsian Formation show δ13CPDB and δ18OPDB values close to those of typical marine limestone. However, the overlying Permian middle-upper Chihsian, Wujiaping, and Maokou Formation samples reveal negative δ18OSMOW values and strong positive δ13CPDB values. These indicate high biological productivity and rapid burial of organic carbon. Samples from the Dalong Formation present both negative δ13CPDB and negative δ18OPDB values, which are quite different from the underlying Permian strata. These abnormal carbon and oxygen isotope characteristics in the Dalong Formation may suggest that hydrothermal processes contributed to deposition. 相似文献
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Paired organic and carbonate carbon isotope compositions of Late Permian Wujiaping (吴家坪) and Dalong (大隆) formations at Shangsi (上寺), Northeast Sichuan (四川) were analyzed by MAT 251. An abrupt negative excursion in the two isotope records was observed in the middle part of Dalong Formation, in association with a drop in the carbon isotope difference of the two records and an increase of total organic carbon (TOC) content. The negative drop of the paired carbon isotope records issuggestive of the input of 12C-enriched CO2. The molecular ratios of pristane to phytane and dibenzothiophene to phenanthrene indicate the anoxic condition in this interval. The enhanced TOC content is indicative of the elevated preservation of organic matter due to the anoxic condition. These isotopic and organic geochemical data probably infer the occurrence of the upwelUng in this interval. The additional contribution of volcanism activity observed in South China cannot be excluded to the input of 12C-enriched CO2 and the negative shifts in carbon isotope composition of bulk organic matter and carbonate. 相似文献
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二叠纪末期发生了显生宙以来规模最大的生物灭绝事件,利用江西修水东岭剖面二叠-三叠系界线的碳同位素、主量元素及微量元素分别研究全球碳循环的变化及其相对应的物源的变化进而分析环境变化与生物灭绝的关系。研究结果表明,东岭剖面二叠-三叠系界线存在阶梯式碳同位素负偏,第一阶段阶梯式负偏幅度为2‰,第二阶段阶梯式负偏幅度为2.5‰,总的负偏幅度高达4.5‰。在阶段阶梯式碳同位素负偏过程,碳酸盐岩中的硅酸盐组分物源由基性火成岩转变为岛弧性质的酸性火成岩。后者可能与我国华南周围岛弧火山喷发有关。这些碳同位素负偏在时间上与物源的转变及火山灰层基本一致,推测其与我国华南岛弧火山及西伯利亚大火成岩省喷发有关。大规模火山作用喷出或诱发出的二氧化碳及甲烷温室气体有可能是造成二叠-三叠系阶梯式碳同位素负偏的主要原因。火山喷发造成的环境恶化如全球变暖、海洋缺氧、海洋酸化、植被破坏形成的大量沉积物输入海洋致使生物生存压力增大,从而造成二叠末期生物的大灭绝。 相似文献
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Organic Carbon Isotope Geochemistry of the Neoproterozoic Doushantuo Formation, South China 总被引：1，自引：3，他引：1
GUO Qingjun LIU Congqiang Harald STRAUSS Tatiana GOLDBERG ZHU Maoyan PI Daohui WANG Jian 《《地质学报》英文版》2006,80(5):670-683
The Neoproterozoic Doushantuo Formation on the Yangtze Platform, South China, documents a sedimentary succession with different sedimentary facies from carbonate platform to slope and to deep sea basin, and hosts one of the world-class phosphorite deposits. In these strata, exquisitely preserved fossils have been discovered： the Weng＇an biota. This study presents carbon isotope geochemistry which is associated paired carbonate and organic matter from the Weng＇an section of a carbonate platform （shelf of the Yangtze Platform, Guizhou Province） from the Songtao section and Nanming section of a transition belt （slope of the Yangtze Platform, Guizhou Province） and from the Yanwutan section （basin area of the Yangtze Platform, Hunan Province）. Environmental variations and bio-events on the Yangtze Platform during the Late Neoproterozoic and their causal relationship are discussed. Negative carbon isotope values for carbonate and organic carbon （mean δ^13Corg = -35.0‰） from the uppermost Nantuo Formation are followed by an overall increase in δ^13C up-section. Carbon isotope values vary between -9.9‰ and 3.6‰ for carbonate and between -35.6‰ and -21.5‰ for organic carbon, respectively. Heavier δ^13Ccarb values suggest an increase in organic carbon burial, possibly related to increasing productivity （such as the Weng＇an biota）. The δ^13C values of the sediments from the Doushantuo Formation decreased from the platform via the slope to basin, reflecting a reduced environment with minor dissolved inorganic carbon possibly due to a lower primary productivity. It is deduced that the classical upwelling process, the stratification structure and the hydrothermal eruption are principally important mechanisms to interpret the carbon isotopic compositions of the sediments from the Doushantuo Formation. 相似文献
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Metazoan fossils in the Gaojiashan Biota are famous for being well preserved and may provide new insights into the early evolution and skeletonization of Metazoans. We are studying the isotopic compositions of organic and carbonate carbon from a sequence of sedimentary rocks at the Gaojiashan section, northern Yangtze Platform, Shaanxi Province of China. Organic carbon isotope values display a range between –30.8‰ and –24.7‰ with clear stratigraphic variations. Carbonate carbon isotope data vary between 0.1‰ and +6‰. Positive δ13C values from sediments with Gaojiashan biota reflect temporal variations in carbon turnover, i.e. an increasing in photosynthetic carbon fixation followed by an increasing subsequent fractional organic carbon burial, and that related to bio-radiation such as increasing algae, bacteria, and original creatures productivity in biomass. These secular variations are interpreted to reflect perturbations of the regional carbon cycle, specifically changes in the fractional burial of organic carbon, and discuss the relationship between Gaojiashan biota and paleoenvrionmental variation. 相似文献
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研究了广西柳桥地区东攀剖面有机碳同位素的组成,并和浙江煤山剖面进行了对比。结果表明东攀剖面在1δ3Corg变化趋势上,既具有全球PTB剖面普遍存在的共性,又具有其独特性。在东攀剖面一个显著的1δ3Corg负漂移出现在事件界线(EB)之上和二叠系/三叠系界线(PTB)之下,这与煤山剖面具有相似性。显著的1δ3Corg负漂移指示了P/T之交生物绝灭后海水表层水原始生产率的降低以及大气和海水中CO2含量的增加,并得到放射虫绝灭事件、火山事件和海退事件的响应。煤山剖面1δ3Corg负漂移从第27层就开始向13C富集的方向恢复,而东攀剖面1δ3Corg在下Induan阶仍持续亏损,表明东攀剖面早三叠世的生物复苏明显滞后于煤山剖面的。 相似文献
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By combining the carbon cycle model with the records of carbonate and organic (kerogen) carbon isotope, this paper presents
the calculation of the fraction of organic carbon burial (f
org) of beds 23–40 at the global boundary stratotype section and point (GSSP) of the Permian-Triassic boundary at Meishan, Zhejiang
Province. The resulting calculation produces two episodes of f
org maxima observed to occur at beds 23–24 and 27–29, which respectively corresponds to the two episodic anoxic events indicated
by the flourish of green sulfur bacteria. Two episodic f
org minima occurred at beds 25–26 and 32–34, generally coincident with the flourish of cyanobacteria (bed 26 and upper part of
beds 29 to 34) as shown by the high value of 2-melthyhopnoanes. It appears that the f
org is related to the redox conditions, with greater f
org values observed under the reductive condition. The relationship between f
org and the total organic carbon (TOC) content was complex. The f
org value was low at some beds with a high TOC content (such as bed 26), while high observed at some beds with a low TOC content
(e.g. bed 27). This association infers the important contribution of primary productivity to the TOC content. The original
organic burial could be thus calculated through the configuration of the function of the primary productivity and f
org, which can be used to correct the residual TOC measured today. This investigation indicates that compiling the organic-inorganic
carbon isotopes with the carbon cycle model favors to understand the fraction of organic carbon burial, providing information
for the reconstruction of the coupling among biota, environments and organic burial.
Journal of China University of Geosciences, 2007, 32(6): 767–773 [译自: 地球科学—中国地质大学学报] 相似文献
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与海相盆地相比,陆相湖盆沉积物TOC和沉积速率关系的研究尚处于探索阶段,尤其是在沉积作用对TOC的控制机理研究方面还有待深入。首先运用旋回地层学方法,识别了松科1井南孔上白垩统天文周期,并利用滑动窗口频谱分析方法计算了各窗口的沉积速率及对应的TOC值。以姥鲛烷和植烷(Pr/Ph)比值作为氧化还原条件的指标,以介形虫壳体的δ13C作为古生产力大小的指标,对不同环境和不同古生产力条件下TOC和沉积速率的关系进行了探讨。研究表明: 在还原环境下,TOC主要取决于古生产力高低,而沉积速率的影响相对较小,当古生产力较高时,TOC值一般大于1%;反之,TOC值小于1%。但在氧化环境、低古生产力条件下,TOC随着沉积速率先增大后减小,其临界值为11,cm/ka。 相似文献