内蒙古磴口河湖相沉积物正构烷烃分布特征及其环境意义

为了探讨季风边缘区气候变化特征,对内蒙古磴口一个深15m 的钻孔沉积物中的正构烷烃进行了分析.结果显示,正 构烷烃总体呈现出以高碳数为主的分布特征,表明其主要来源于陆生高等植物,多数样品以nC27、nC29为主峰,奇碳优势明 显,局部样品以nC25为主峰,显示了流域植被类型为木本植物和少量水生植物.但在钻孔上部短链正构烷烃相对丰度较高,主 要以nC18为主峰,无明显的奇偶优势,反映了低等藻类生物增加.正构烷烃的分布特征在沉积钻孔中表现出的多阶段变化,与 岩性、有机碳同位素等变化相吻合,反映出研究区寒暖交替的气候条件.      

察尔汗盐湖正构烷烃和单体碳同位素分布特征及其古植被意义

对察尔汗盐湖ISL1A钻孔沉积物样品进行了有机分子地球化学分析, 检测出了丰富的类脂物, 包括正构烷烃、一元正脂肪酸、一元正脂肪醇等, 本文主要讨论正构烷烃类脂物的分布特征。正构烷烃的分布型式表明其来源于低等菌藻类生物和陆生高等植物, 正构烷烃的高碳数部分均有显著的奇偶优势, 高碳数正构烷烃全部以C31 为主峰碳。正构烷烃分布特征表明在110.1~50.1 ka B.P.期间, 察尔汗盐湖地区为草原植被景观。对C27、C29、C31 长链正构烷烃进行了单体碳同位素测定, 利用二元模式估算了C3 和 C4 植物的相对输入贡献, 结果表明, 以C3 植物为主。     

末次盛冰期以来泸沽湖沉积记录的正构烷烃分布特征和单体碳同位素组成及其古植被意义

泸沽湖是云贵高原上典型西南季风区的一半封闭湖泊,本文通过研究水深69.3m处长度为18.3m岩芯中15个样品的陆源高等植物正构烷烃分布特征及碳同位素组成,揭示了湖区木本/草本植被和C3/C4植被的变化历史,并试图探讨C3/C4植被变化的可能影响机制.在末次盛冰期至全新世早期,正构烷烃含量及(C27+C29)/2C31比值逐渐增加,正构烷烃(碳数＞C25)的平均碳链长度(ACL)值逐渐减少,指示木本植物比例相比草本植物较多且呈逐渐增加态势,表明气候逐渐向暖湿方向发展;而同一时期,陆源高等植物正构烷烃(C27、C29和C31)δ13C值均逐渐偏正,无法用气候变化来解释,应该反映了C3/C4植被变化,由此,通过二元模式计算得出的C4植物比例从19.6％逐渐增加至31.9％,上述结果表明该时期温度升高对C4植物增多起了主要作用.到全新世中期,正构烷烃分布特征表明木本植物比例依然较高,表明此时气候温暖湿润,而δ13C值则呈偏负的趋势,我们认为这是降雨增加和C4植物减少协同导致的.在全新世晚期,正构烷烃分布特征指出草本植物比例相对增加,而该时期的δ13C值则稍微偏正,这可能是因为气候变干所导致的.陆源高等植物正构烷烃分布特征所揭示的植被变化可以与研究区域孢粉记录进行较好对比.研究进一步明确了温度是C4植物出现的主控因素,而在温度满足要求时降雨的增多会降低C4对C3植物的竞争优势.     

Distribution Characteristics of n-Alkanes in Surface Sediments on Lake Bottom in Koh Xil Area, Qinghai-Xizang(Tibet) Plateau

湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征对有机质母源、沉积环境等有较好的指示作用.本文通过对青藏高原高寒地区可可西里不同盐度的现代湖泊表层沉积物样中有机质正构烷烃的分析,表明正构烷烃分布主要受陆生植被、水生植物和水体盐度的控制.结果表明,有机质以眼子菜为主的沉水植物来源的正构烷烃有较高的C23正构烷烃峰和高丰度中等链长正构烷烃,以及高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰;而没有C23正构烷烃峰,仅有高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰,代表了陆生草本植物来源的特征.咸水、微咸水还原环境有明显高Ph丰度.C17的高丰度代表了藻类植物来源特征.不同的中等碳数正构烷烃、高盐度沉积物中未见偶碳数正构烷烃特征表明有机母质的差异是沉积物中正构烷烃组成和分布差异的主要原因.同时,C27、C29的存在不一定就是陆生木本植物来源有机质,水生植物也具有相似的特征.     

青藏高原可可西里地区湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征

湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征对有机质母源、沉积环境等有较好的指示作用。本文通过对青藏高原高寒地区可可西里不同盐度的现代湖泊表层沉积物样中有机质正构烷烃的分析,表明正构烷烃分布主要受陆生植被、水生植物和水体盐度的控制。结果表明,有机质以眼子菜为主的沉水植物来源的正构烷烃有较高的C23正构烷烃峰和高丰度中等链长正构烷烃,以及高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰;而没有C23正构烷烃峰,仅有高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰,代表了陆生草本植物来源的特征。咸水、微咸水还原环境有明显高Ph丰度。C17的高丰度代表了藻类植物来源特征。不同的中等碳数正构烷烃、高盐度沉积物中未见偶碳数正构烷烃特征表明有机母质的差异是沉积物中正构烷烃组成和分布差异的主要原因。同时,C27、C29的存在不一定就是陆生木本植物来源有机质,水生植物也具有相似的特征。     

黄土高原中部7～2Ma期间古植被变化的分子化石证据——以赵家川剖面为例

植物叶蜡正构烷烃组分能够在地质体中长久保存,并记录历史时期植被变化的信息。本研究通过对黄土高原中部董志塬西峰地区赵家川剖面古土壤中正构烷烃组分的分析,讨论7～2Ma期间黄土高原植被变化的植物叶蜡组分变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:从7.0Ma至3.4Ma,正构烷烃C31/C27和C31/C29比值处于相对低值的波动范围,范围分别为0.5～1.9和0.6～1.3,表明该时期以木本植物占优势的生态格局;在3.4Ma前后,古土壤中保存的古植被叶蜡正构烷烃组分的C31/C27和C31/C29比值有一个明显的增加,分别从0.8变化到2.9,从0.7变化至1.6,即古生态系统中草本植物的相对比例突然增加;从3.4Ma至2.0Ma,正构烷烃C31/C27和C31/C29比值处于相对高值的波动范围,范围分别为1.7～3.3和1.1～1.6,指示该时期木本植物减少,草本植物增加的生态格局。我们推测这个生态系统的变化可能响应晚新生代3.5Ma左右的中国内陆干旱化,并形成了自此以后黄土高原塬面以草原或森林草原为主的自然生态格局。     

低纬度淡水湖沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其有机质源和环境指示意义

为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。     

江西九江红土生物标志化合物的分布特征及其古气候环境意义

为了探求江西九江红土地层中所记录的古气候环境信息,论文在对江西九江红土剖面的野外地貌、岩性和相关沉积环境调查分析基础上,利用气相色谱-质谱联用仪对正构烷烃、一元正脂肪酸等生物标志化合物进行了研究,着重分析了正构烷烃和一元正脂肪酸的来源及其碳数分布特征。结果显示:江西九江红土剖面上部均质红土中正构烷烃的CPI、∑C_(21)~–/∑C_(22)~+及一元正脂肪酸的CPI_L值均大于其下部的网纹红土,且波动较为明显,表明网纹红土的形成气候比其上的均质红土形成时期气候暖湿,反映了中更新世中期(600～300kaBP)的极端暖湿期;正构烷烃的∑C_(21)~–/∑C_(22)~+、(C_(15)+C_(17)+C_(19))/(C_(27)+C_(29)+C_(31))、(C_(16)+C_(17)+C_(18))/(C_(29)+C_(31)+C_(33))、C_(17)/C_(31)在剖面上表现出一致的旋回性变化,反应了江西九江中更新世以来气候的冷暖旋回变化。结果表明红土地层中的生物标志化合物具有很好的古气候环境意义。     

黄土高原西部地区现代植被及其表土正构烷烃分布模式研究

由于现代木本、草本植物正构烷烃主峰分布的研究结果存在一定的差异,从而导致黄土沉积中利用正构烷烃主峰分布进行古植被恢复时存在较大争议,尤其是松科植物主峰分布的不同。因此,采集黄土高原西部地区常见木本和草本植物及其表土,包括研究区常见松科植物,利用GC分析,开展现代植物及其表土正构烷烃主峰分布的研究。结果发现,黄土高原西部地区常见10种木本植物正构烷烃的主峰分布均以C27或C29为主峰,3种草本植物以C31为主峰,与分子有机地球化学研究结果一致,研究区3种常见松科植物均以C29为主峰,并无C31为主峰的分布; 研究区现代表土正构烷烃的结果显示,表土正构烷烃主峰分布与上覆植被输入量有直接关系,对于不同景观的采样点,由于其木本、草本植物输入量的差异而导致正构烷烃分布存在差异,对于有机质来源较为多元化的地区,分析要十分慎重。同一种植物腐叶与新鲜叶片正构烷烃主峰分布是一致的,说明植物叶片的腐烂过程对其正构烷烃主峰分布没有产生影响。对同一种植物不同地区的对比分析发现,木本植物正构烷烃主峰分布特征受生长环境影响较小,主峰分布不变,但是对于草本植物受生长环境影响较大,主峰分布会产生变化。因此,对于黄土沉积中利用正构烷烃主峰分布特征进行的古植被恢复在开展现代过程研究的基础上是较为可靠准确的。     

湛江湖光岩玛珥湖沿岸植物正构烷烃分布特征及其H同位素组成

从湛江湖光岩玛珥湖沿岸随机采集主要的草本和木本植物,分析其叶蜡正构烷烃分布特征及单体H同位素(δ²H)。结果表明,湖光岩玛珥湖沿岸植物叶蜡正构烷烃主要由长链烷烃(n-C₂₉～n-C₃₁)组成,具有明显的奇偶优势;平均碳链长度(ACL值)与碳优势指数(CPI值)呈负相关关系;不同种类植物之间的正构烷烃δ²H值差异明显,木本植物正构烷烃的δ²H值(-247‰～-107‰)比草本植物(-222‰～-94‰)低,可能与它们的内在特性和所利用的土壤水深度有关。通过对比不同生境下低、中、高纬度地区湖泊沿岸植物叶蜡正构烷烃δ²H值发现,低纬度热带、亚热带地区的植物叶蜡正构烷烃具有更长的链长和更高的δ²H值,但植物与降水之间的δ2H分馏值随纬度变化相对恒定(约-120‰),说明湖泊生境沉积叶蜡正构烷烃单体δ²H值是具有较大潜力的古水文代用指标。     

高原植物正构烷烃的奇偶优势及其环境指示意义

利用气相色谱技术对青藏高原东北部高寒草甸生态系统中高等植物火绒草和蒲公英的正构烷烃分布特征及其碳优势指数(CPI)、奇偶优势指数(OEP)进行分析,发现两种植物抽提物中正构烷烃主要为C₁₁~C₃₅,丰度最大的为C₂₉、C₂₇和C₃₁;正构烷烃具有非常明显的奇偶优势;蒲公英正构烷烃CPI和OEP存在随海拔升高而加强的变化趋势,火绒草正构烷烃奇偶优势随海拔升高虽有一定变化但规律性不强。     

四川剑门关侏罗—白垩系红层分子化石的古环境和古气候意义

利用气相色谱－质谱仪从四川剑门关侏罗－白垩系红层中检测出包括正构烷烃、类异戊二烯烃、长链三环萜、霍烷及甾烷等系列分子化石。分析了这些分子化石的分布特征及其来源，利用分子化石的多项参数（如w(C21^-)/w(C22^ ),w(Pr)/w(Ph),w(Pr)/w(nC17),w(Ph)/w(nC18)，伽马蜡烷指数、甾烷等）对沉积环境的盐度、氧化－还原条件、陆相标志等方面作了探讨。这些分子化石参数证实中侏罗世－早白垩世，剑门关－带的沉积环境应为低盐度淡水、弱氧化的陆相沉积环境，所研究的陆相样品高碳数正构烷烃均以本植物有关的C27，C29为主峰，未出现草本植物的C21主峰，反映了研究区总体格局是一种以木本植物占绝对优势、温暖湿润的气候环境，与红盆发育的气候条件吻合，充分体现了分子化石在恢复古环境、古植被和古气候方面有极大潜力。     

鄂尔多斯盆地北部东胜铀矿区沉积有机质中脂肪酸甲酯的检出及意义

从鄂尔多斯盆地北部东胜铀矿区侏罗系沉积有机质中检出了丰富的脂肪酸甲酯系列化合物。脂肪酸甲酯系列化合物与相应样品中的正构烷烃化合物在分布特征上极为相似。在碳同位素组成方面,脂肪酸甲酯系列化合物与相应样品中正构烷烃系列也具有完全相同的变化范围。因此,脂肪酸甲酯系列化合物很可能就是正构烷烃系列化合物十分重要的母质来源。地质体中脂肪酸甲酯化合物的存在需要在相应的沉积体中维持一个比较严格的弱碱性—中性的环境。这种弱碱性—中性的成岩环境不仅对该地区有机质中脂肪酸甲酯化合物的形成和保存产生重要影响,而且有可能对该地区砂岩型铀矿床的形成产生了某些积极的作用。     

Partial resolution of sources of n-alkanes in the saline portion of the Parachute Creek Member, Green River Formation (Piceance Creek Basin, Colorado)

Systematic variations in the 13C contents of individual extractable n-alkanes (C16-C29) can be modelled quantitatively and interpreted as indicating contributions from at least five distinct sources. These appear to be cyanobacterial (C16-C18, delta 13C = -37% vs PDB), phytoplanktonic (C16-C23, delta = -32%), chemoautotrophic bacterial (C20-C29, delta = -38%), phytoplanktonic or heterotrophic bacterial (C20-C29, delta = -30%), and vascular plants (C23-C29, delta = -29%). Hydrous pyrolysis of related kerogens yields large quantities of additional n-alkanes with different and much more uniform delta values. The latter materials are apparently derived from the thermolysis of aliphatic biopolymers whose presence in the Green River Oil Shale has been recognized visually.     

银川盆地35ka以来古植被演化的类脂分子记录

为了更好地了解干旱-半干旱区的植被类型及其演化规律,利用气相色谱仪对银川盆地冰沟剖面河湖相沉积物中的正构烷烃进行了检测,结果显示其正构烷烃碳数分布范围为C15~C34,奇碳优势明显,以C29或C31为主峰的单峰型为主,但少量样品也出现双峰型分布模式。通过对冰沟剖面正构烷烃分布特征、碳优势指数CPI和L/H（ΣC21-/ΣC22+）指标的详细分析得知其有机质来源以陆生高等植物占主导优势。结合年代数据、有机碳同位素、长链正构烷烃平均链长ACL和C33/(C33+C27)值重建出35.0ka以来银川盆地植被类型以 C3植物为主,并且C3和C4植物的相对比例变化主导受温度制约,而木本和草本植被的演化主要受控于水分条件。     

Aliphatic hydrocarbons in coastal sediments of the Northern Cyprus (Eastern Mediterranean)

The sources and spatial distributions of aliphatic hydrocarbon concentrations were investigated in surficial sediments of the Northern Cyprus (Gemi Konagi, Girne and Gazi Magusa Areas). Aliphatic hydrocarbon levels were determined with a gas chromatography–mass spectrometer. Total aliphatic hydrocarbon (n-alkanes, Σ25; isoprenoids, Σ2) concentrations in the sediments were found in the range of 1107–6360 ng/g. Results indicated that the sediments were mainly dominated by odd numbered n-alkanes (n-C10–n-C34), maximizing at n-C17, n-C29 and n-C31. Statistical analyses and diagnostic ratios have been used to determine the possible sources and origins of aliphatic hydrocarbons. Aliphatic hydrocarbons were showed biogenic character at all sampling areas and were found mainly originated from terrestrial, marine and both terrestrial-marine plants at Gemi Konagi, Gazi Magusa and Girne, respectively.