高蜡原油及其生油岩中新生物标志物—α雪松烯和花侧柏烯

作者在我国典型的高蜡-特高蜡原油盆地大民屯凹陷下第三系上始新统一渐新统沙河街组的生油岩,及高蜡原油中检出了两个新型的、代表陆源高等植物输入的生物标志物——α雪松烯和花侧柏烯。这两个化合物是裸子植物门(Gymnospermae)松柏目(Coniferales)柏科(Cupressaceae),和两个杉科属(Taxodiaceae)针叶植物精油中的特征组分。在地质样品中,仅Grantham和Douglas(1980)报道从英国巴维(Bovey)盆地渐新统褐煤层中的一个化石树脂酸和一个褐煤蜡以及美国加利福尼亚艾奥尼(Ione)谷的上新统富硅高岭石中发现这两个化合物。近期,我们在原油及其生油岩中检出这两个化合物尚属首次报道。由于它们在大民屯生油岩抽提物中含量高且分布广,初步研究发现这类化合物在特高蜡原油中含量高于低含蜡原油,其检出为沉积盆地的古植物输入及特高蜡原油的形成机制提供了新的线索。化合物的确认是通过GC保留时间,GC-Ms谱图对比以及标样共注完成的。     

陆地植物有机分子化合物氢同位素组成及其古环境意义

近年来，随着高温裂解－色谱－同位素质谱技术的发展，使有机分子化合物氢同位素的生物地球化学研究成为可能，并已被应用到湖泊沉积物、泥炭等地质记录的古环境研究中。然而，由于目前对陆地植物有机分子化合物氢同位素组成变化与气候变化之间关系很好的认识，造成了地质纪录中的有机分子化合物氢同位素组成变化解释的不确定性。笔者利用 GC/TE/IRMS 方法初步测定了中国西北地区干旱－半干旱地区现代植物和黄土/古土壤序列中正构烷烃组分（主要来自植物叶蜡）的氢同位素组成。来自34个现代植物（包括21个C3 植物和 13个 C4 植物）的δD值变化为 C27 为－10‰～－200‰、C29 为－115‰～－205‰、C31为－113‰～－226‰。结果表明：与目前人们的认识不同，植物叶蜡的氢同位素组成与植物光和作用方式（C3 或 C4 植物）相关性较弱，而与植物的类型（木本和草本）相关；尽管降雨、温度、光合作用方式等因素可能影响植物氢同位素分馏效应，但植物氢同位素组成更大程度的受控于植物生长来源水中的氢同位素组成。黄土高原西峰黄土/古土壤剖面过云130 kyr正构烷烃组分的平均氢同位素组成变化为－140‰～－190‰。偏正δD峰值对应于相对干旱的黄土沉积阶段（海洋氧同位素阶段2和4），而偏负的 δD 峰值对应于相对湿润的古土壤发育阶段（海洋氧同位素阶段 1、3 和 5）。笔者认为黄土/古土壤序列的有机分子化合物的氢同位素组成记录了东亚季风气候控制下中国北方干旱、半干旱地区植被的演化及相应的气候干/湿变化。     

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。