渤海石油污染:来自表层沉积物中生物标志物的证据

通过对渤海表层沉积物中饱和烃的分布、来源和分子组成特征的系统分析,探讨了沉积物中生物标志物对石油污染的指示意义。研究表明,沉积物中色谱不可分辨的混合物(UCM)和正构烷烃的分布及组成特征显示出沉积物不同程度地受到了石油烃输入和细菌微生物作用的影响,其中以渤海湾沿岸区域最为明显。渤海湾近岸区和黄河口附近沉积物中正构烷烃平均碳链长度(ACL)低于其他地区,姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)也普遍低于1.0,表明可能受到来自于石油平台开采活动、船舶航行、河流输入的石油烃的影响。C₂₇-18α(H)-三降藿烷(Ts)与C₂₇-17α(H)-三降藿烷(Tm)的比值(Ts/Tm)、C₃₁升藿烷22S/(22S+22R)和αααC₂₉甾烷20S/(20S+20R)的比值表明该区域沉积物中有机质成熟度较高,可能受到外来石油烃输入及其衍生物的影响。通过与周边环境中生物标志物分子组成特征的对比发现,沉积物中甾烷和萜类化合物主要来源于石油及其衍生物。将饱和烃各参数进行归一化处理,得到了石油污染的综合替代性指标,并初步圈定了石油污染相对较重的区域。     

长江口柱状沉积物中甾醇的组成特征及其地球化学意义

通过对长江口两个柱状沉积物中有机质的GC-MS分析,检出C₂₇-C₂₉甾烷醇、C₂₇Δ5,C₂₈Δ7和C₂₉Δ22甾烯醇以及C₃₀Δ22烯醇(4α,23,24-三甲基-5α-胆甾-22-烯醇)7种主要甾醇生物标志化合物.8站位沉积物中以陆源输入为主的C29甾醇的相对丰度最高,在17站位深层沉积物中也以C₂₉甾醇为主,而其表层沉积物中则是以海洋浮游动物输入为主的C₂₇甾醇的相对丰度最高.在所有的样品中甾醇都经历了较强的加氢还原作用,相同碳数的甾烷醇的相对丰度远远高于其相对应的甾烯醇的相对丰度.随着沉积深度的增加,甾烯醇的加氢还原作用越强,且由于两个站位不同的沉积环境,8站位甾烯醇的加氢还原作用更强.     

长江、黄河河口沉积物中生物标志化合物组成的初步研究

该文对长江口、黄河口以及废黄河口现代沉积物中生物标志化合物组成进行分析。结果表明 :长江与黄河沉积物中的生物标志化合物组成有较大的差别 ,长江沉积物中具明显奇偶优势的高碳数正构烷烃以及 C2 9甾烷的相对含量较高 ,Pr/Ph值较大 ,受陆生高等植物的影响明显 ;黄河低碳数正构烷烃和 C2 7甾烷的相对含量较高 ,Pr/Ph值较小 ,受陆生高等植物的影响较弱。甾烷、萜烷的成熟度指数显示长江高于黄河、现代黄河高于废黄河。这些差异主要受流域环境背景和流域内人文过程两大不同因素的影响     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

南黄海北部海底沉积物饱和烃地球化学特征及物源判识

对南黄海北部48个海底表层沉积物样品进行了常规的有机地球化学分析测试,对沉积有机质中的饱和烃组分进行了色谱定量、色谱—质谱分析。测试结果显示沉积有机质受微生物的降解作用在饱和烃色谱图中出现不同程度的UCM鼓包,峰型为双峰型,奇偶碳优势明显,且长链烃奇数碳优势更加显著;石油烃参数Pr/nC17和Ph/nC18比值较高;甾、萜烷成熟度生物标志物参数均显示了有机质进入生烃的热成熟阶段。综合分析认为,南黄海北部海底沉积物受双源控制,以陆源输入为主,有机质保存条件好,成熟度较高,推测可能有外源烃的污染。     

南大洋沉积物中莫烯、甾烯、蕨烯、藿烯、双烯脂肪酸分布

笔者由南大洋4个海洋沉积物样中,用有机试剂抽提有机质,经薄层色谱分离、气相色谱分析、色谱-质谱-数据处理系统联用仪鉴定,确定有17β(H)、21α(H)——双升莫烯,胆甾-5-烯,24-甲基胆甾烯,24-乙基胆甾烯,藿-17(21)-烯,新藿-13(18)-烯,蕨-8-烯,蕨-7-烯,17β(H)、21β(H)-藿-22(29)-烯,C_27-29甾烷,β,β-C_29-31藿烷,C_18:2Δ9,12双烯脂肪酸,C_18:1Δ9和C_18:1Δ11单烯脂肪酸等有机化合物.这些有机物的有机地球化学意义为:β,α-双升莫烯、β,β-C_29-31藿烷、β,β-藿烯等有机物标志着南大洋沉积物中有机质的成熟度低的特征;甾烯、甾烷的分布标志着南大洋沉积物中有机质在早期沉积作用中经受过热滤化特征;蕨烯和双烯脂肪酸等有机物可作为南大洋沉积物中的细菌的标志物,还可以作为南大洋沉积物中的还原环境标志物.     

长城湾及其附近沉积物中甾烷和萜烷化合物

本文采用气相色谱和质谱联用技术,分析了长城湾及其附近沉积物中甾烷和萜烷化合物。C_(27)、C_(28)和C_(29)规则甾烷的丰度分布,以C_(29)甾烷的量最高,达47～52％。重排甾烷的存在表明,在成岩作用早期,在微生物的作用下,部分规则甾烷转变成重排甾烷。C_(29)降莫烷/C_(30)藿烷,C_(31)升莫烷/C_(30)藿烷,C_(31)22S/(22S+22R)和Tm/Ts等比值指出,沉积有机质处于中等成熟度,而且G9站较其他站沉积物含量高些。上述诸结果说明,生源母质来源于陆源高等植物,并混有一定量的生物物质。     

南黄海海底沉积物饱和烃类地球化学特征及其指示意义

南黄海海底沉积物正构烷烃分布具有3种类型：第1类以低碳数占优势，主要来源于以浮游生物和细菌为主的有机质；第2类以高碳数占优势，主要来源于以陆源高等植物蜡供应为主的有机质；第3类显示双峰特征，陆源高等植物蜡与浮游生物和细菌均具有一定的贡献。Pr／Ph比值的范围为0．174～0．753之间，显示植烷优势，代表还原环境，其中，一些Pr／Ph比值相对较高的站位也一定程度上反映了存在陆生高等植物的贡献。藿烷和甾烷组成指示，有机质主要来源于陆地植物，沉积物来源区所处的环境为大陆、港湾及河湾及其过渡环境。一些站位样品的藿烷和甾烷等相关参数显示，南黄海海底沉积物具有较高的成熟度，明显偏离现代生物所应有的藿烷和甾烷等相关参数范围，表明有石油源有机质混入的迹象，混入的石油源烃可能来自人类活动和海底油气渗漏。     

海面溢油不同油品特征比值的一致性研究

以实际溢油案例中出现的4种油品为对象,利用GC/MS分析手段研究了不同油品之间的正构烷烃、多环芳烃和甾烷萜烷的分布特征和特征比值的一致性。结果表明:(1)不同油品指纹的正构烷烃特征比值CPI,萜烷类特征比值C31αβ(S/(S+R))、C32αβ(S/(S+R))、C33αβ(S/(S+R))、C34αβ(S/(S+R))和甾烷类特征比值C29甾ααα(S/(S+R))差异性不明显,可能会出现一致性;(2)不同油品指纹的多环芳烃特征比值存在明显差异,基本不存在一致性问题;(3)在油指纹鉴别过程中,要考虑到特征比值参数的稳定性,同时考虑不同油品指纹特征比值可能出现的一致性问题。     

西太平洋WP02-1柱状样品有机地球化学特征及其与Fe、Mn成岩成矿作用

在较系统地定量分析了西太平洋WP02-1柱状样品中的有机碳、可溶有机质(氯仿沥青“A”)及其族组成(总烃、饱和烃、芳烃、非烃、沥青质)、正构烷烃分子组合指数(nC^-₂₃/nC⁺₂₄、CPI)、类异戊二烯烃(Pr/Ph、Pr/nC₁₇、Ph/nC₁₈)的基础上,研究了它们的组成来源、正构烷烃生物标志化合物的地球化学特征,同时结合成矿元素Fe、Mn含量进行相关性分析。研究发现,有机烃类组分与成岩成矿元素有密切的成因联系,这一区域在Fe、Mn成岩成矿过程中,有机质起到重要作用。     

Aliphatic biomarker signatures of early Oligocene-early Miocene source rocks in the central Qiongdongnan Basin: Source analyses of organic matter

The geochemical signatures of fifty-four rock samples and three supplementary drill stem test(DST) oils from the Yacheng-Sanya formations in the central Qiongdongnan Basin(CQB) were analysed. Reconstruction of the early Oligocene-early Miocene(36–16 Ma) palaeovegetation and source analyses of organic matter(OM) were conducted using aliphatic biomarkers in ancient sediments and DST oils. Both the interpreted aquatic and terrigenous OM contributed to the CQB source rocks(SRs) but had varying relat...     

The influence of organic sources and environments on source rock deposition during the periods of Cretaceous–Eocene and Oligocene–Miocene,northern Kalimantan

The sedimentary system of Kalimantan has undergone significant development since the Oligocene. Previous research have largely ignored the capacity of the Cretaceous–Eocene sediments to produce hydrocarbons,focusing instead primarily on the Oligocene–Miocene coal as the principal source rocks. Shales and coals from the outcrops in the northern margin of Kalimantan were analyzed with palynological and geochemical methods to characterize the palaeoenvironmental and palaeoecological differences bet...     

长链烯酮及U37k值在北极海洋古温度的应用研究

在北极楚科奇海和白令海表层沉积物中检出长链烯酮化合物,研究结果表明楚科奇海和白令海沉积物中长链烯酮以C_37:3甲基酮占优势,C₃₇～C₃₉不饱和烯酮丰度变化顺序为C₃₇>C₃₈>C₃₉.根据∑C₃₇/∑C₃₈比值,所检出的长链烯酮母质生物主要是颗石藻(Emiliania huxleyi).应用U₃₇k和U₃₇k'标准校正关系式估算了表层海水古温度,其中U₃₇k'估算值为4.147～5.706℃(平均为5.092℃).     

长江口表层沉积物中正构烷烃的高分辨分布特征及有机碳来源解析

于2014年3月对长江口及邻近海域的表层沉积物进行了高分辨率采样，分析了沉积物粒级组成、比表面积、总有机碳含量及其稳定碳同位素组成(δ13C)、正构烷烃及其相关分子指标，讨论了此区域沉积有机碳和正构烷烃的高分辨分布特征，并结合基于主成分分析?蒙特卡洛模拟的三端元混合模型，对沉积有机碳的来源进行了定量解析。结果表明，长江口及其邻近海域表层沉积物中总有机碳含量为0.45%±0.16%，近岸泥质区总有机碳含量较高，外海砂质区含量较低。总正构烷烃(C₁₄?C₃₅)的绝对含量和相对于总有机碳的含量分别为(1.42±0.73) μg/g和(0.34±0.21) mg/g。泥质区以长链正构烷烃占优势，具有较强的奇碳优势；砂质区以短链正构烷烃占优势，且具有一定的偶碳优势。长江输入、老黄河口输入、闽浙沿岸小型河流输入和水动力分选等因素制约了正构烷烃的输运和分布特征。模型结果显示此区域沉积有机碳来自海源、土壤和高等植物的混合输入，其中以海源为主，其贡献为42.70%±18.18%，由陆地向外海贡献逐渐升高，其次是土壤和高等植物，其贡献分别为28.99%±15.37%和28.31%±17.12%。在水动力分选作用的影响下，两种陆源有机碳在入海之后的输运过程中存在明显的分异，土壤有机碳主要与细颗粒物结合，并沿闽浙沿岸向南输运，而高等植物来源有机碳则在长江口存在东北方向的输运。     

北极沉积物中正构烷烃的组合特征及古沉积环境的研究

报道了北极楚科奇海和白令海沉积物中正构烷烃的含量和分布类型,并通过因子分析方法对正构烷烃的来源和古沉积环境加以初步探讨.研究结果表明,正构烷烃碳数分布范围多数在nC₁₅～nC₃₃之间,分布类型有两种,第1种高分子碳范围,MH为nC₂₅～nC₂₇,CPI大于1,奇偶优势显著.第2种低分子碳范围,MH为nC₁₇～nC₂₀,奇偶优势不明显.以上特征指示了正构烷烃来源于陆源高等植物和海洋内生两个部分,并且以陆源贡献最大.楚科奇海和白令海大部分测站的Pr/Ph小于1,指示了缺氧还原沉积环境.因子分析结果与样品中正构烷烃不同分子组成特征相互对应.     

渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C₃维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C₃维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。     

末次盛冰期以来南海北部神狐海域沉积有机质的组成特征及其古气候/环境意义

通过对两根沉积柱GHE27L和GHE24L的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、C/N比值及稳定碳同位素（δ13C_org）的分析,本文探讨了21.1 ka BP以来南海北部陆坡神狐海域沉积有机质的组成特征及可能的古气候/环境信息。沉积柱GHE27L的TOC含量、TN含量、C/N比值及δ13C_org值分别为0.53%~1.81%,0.07%~0.18%,8.2~16.0和-23.6‰~-20.3‰。沉积柱GHE24L各参数则分布为0.45%~1.65%,0.09%~0.24%,5.3~12.2和-22.6‰~-20.4‰。沉积柱总体有机质的剖面变化显示,末次盛冰期以来南海北部沉积有机质具有海洋和陆地混合来源,但以海洋有机质来源为主。冰期陆源有机质对总有机质的相对贡献比全新世高。末次盛冰期南海北部气候相对干旱,C₄植被发育。全新世夏季风增强、降雨增多。自2.0 ka BP以来,人类活动对南海北部海洋初级生产力产生一定的影响。