海洋沉积物中现存微生物化学标志物完整极性膜脂研究进展

完整极性膜脂作为活的微生物细胞的化学标志物,能够反映海洋沉积物中现存微生物群落结构和生物量等信息.与生物学方法相比,完整极性膜脂分析技术具有无需培养、快速和普适性等特点.综述了海洋沉积物中细菌和古菌的细胞膜完整极性膜脂的组成特点及其在生物地球化学和微生物生态学等研究中的应用,重点评述了在生物地球化学循环中有特殊作用的微生物,如厌氧氨氧化细菌、甲烷氧化古菌、氨氧化古菌、具有四醚膜脂结构的海洋泉古菌等,或者是一些特殊生态系统,如冷泉、海底深部生物圈等研究中完整极性膜脂应用的进展.还简要介绍了完整极性膜脂的分析方法,并对其应用前景进行了展望.     

运用生物标志物重建古盐度的研究进展

在古海洋、古环境研究领域,水体盐度重建是长期以来亟待解决的难题。在无机地球化学作为古盐度计应用日趋成熟的同时,有机地球化学指标为解决该问题提供了不同的思路和观点。经过数十年来的大量生物培养实验和环境研究,基于C_37:4烯酮的质量分数、古菌膜脂的ACE（archaeol and caldarchaeol ecometric）指数、长链二醇的醇指数指标（diolindex,DI）和脂类氢同位素组成等都被证明与水体盐度有相当密切的联系,可以将它们作为指示区域水体古盐度变化的参考证据。需要指出的是,由于对这些生物标志物的生物来源和合成过程了解的局限性以及其他环境因素的影响,本研究也讨论了在具体应用时需要考虑的适用范围及区域校正问题。     

中国边缘海海洋沉积生态环境反演中的生物标志物

中国边缘海是海—陆—气圈进行物质和能量交换最活跃的海域之一,重建中国边缘海海洋生态环境演变对深入探析人类活动和气候变化的耦合作用意义重大,海洋沉积物生物标志物为定性/定量揭示海洋生态环境演变提供有效手段,可为预测人类活动影响下的海洋生态环境演变趋势提供科学支撑。本文总结归纳目前海洋沉积物中常用的古菌、细菌和真核来源生物标志物在海陆来源、化学结构、分布规律与功能等方面的特征,分析了不同生物标志物类型在重建海洋温度、酸碱度、氧化还原环境和浮游植物演变过程中的应用状况,剖析了多参数生物标志物在重建中国边缘海生态环境演变中存在的问题。总体而言,利用生物标志物重建中国边缘海生态环境演变的研究大多还停留在定性描述水平;由于对生物标志物母源生物及其适应机制认识不足会导致对生物标志物指标的解译存在偏差,进而影响海洋环境重建结果的准确性;此外,多种重要海洋环境演变参数并未建立起有效的生物标志物指标。未来的海洋生态环境重建研究应从结合新技术新方法厘清生物来源,整合大数据分析方法构建有更精确对应关系的校正公式以实现定量反演和准确预测,同时结合功能微生物群落筛选出更具独特性的新型生物标志物等方面开展研究。     

中国边缘海海洋沉积生态环境反演中的生物标志物

中国边缘海是海—陆—气圈进行物质和能量交换最活跃的海域之一,重建中国边缘海海洋生态环境演变对深入探析人类活动和气候变化的耦合作用意义重大,海洋沉积物生物标志物为定性/定量揭示海洋生态环境演变提供有效手段,可为预测人类活动影响下的海洋生态环境演变趋势提供科学支撑。本文总结归纳目前海洋沉积物中常用的古菌、细菌和真核来源生物标志物在海陆来源、化学结构、分布规律与功能等方面的特征,分析了不同生物标志物类型在重建海洋温度、酸碱度、氧化还原环境和浮游植物演变过程中的应用状况,剖析了多参数生物标志物在重建中国边缘海生态环境演变中存在的问题。总体而言,利用生物标志物重建中国边缘海生态环境演变的研究大多还停留在定性描述水平;由于对生物标志物母源生物及其适应机制认识不足会导致对生物标志物指标的解译存在偏差,进而影响海洋环境重建结果的准确性;此外,多种重要海洋环境演变参数并未建立起有效的生物标志物指标。未来的海洋生态环境重建研究应从结合新技术新方法厘清生物来源,整合大数据分析方法构建有更精确对应关系的校正公式以实现定量反演和准确预测,同时结合功能微生物群落筛选出更具独特性的新型生物标志物等方面开展研究。     

生物标志物稳定氢同位素研究进展及在海洋古环境重建中的应用

生物标志物稳定氢同位素是一种比较新的古环境指标,越来越多的研究者利用生物标志物稳定氢同位素重建了陆地和海洋中古水循环的变化。在陆地上,生物标志物δD值可以用来重建降雨δD值、古海拔以及蒸散作用大小或者湖泊水的输入输出平衡。在海洋中,生物标志物δD值的变化能更好地反映与其相关的生物和环境信息。培养实验以及现场数据显示生物标志物δD值能很好地反映表层海水δD值以及表层海水盐度的变化。许多研究者也利用海洋中生物标志物δD值重建了长时间尺度降雨量以及表层海水盐度的变化。对近年来生物标志物稳定氢同位素的研究进展,尤其是在海洋古环境重建中的应用进行了总结。     

湖泊沉积物中生物分子标志物稳定氢同位素在古气候变化研究中的应用

湖泊沉积物中包含有丰富的气候变化信息,其中生物分子标志物稳定氢同位素作为优良的气候变化代用指标已经得到广泛应用。由于湿润地区和干旱地区湖泊的蒸发作用和水文条件不同,用来重建所得的降水稳定同位素变化所指示的气候意义也不相同。文章介绍作者过去几年内在湿润地区和干旱地区所进行的探索,并探讨这些生物分子标志物同位素变化所代表的气候指示意义。在湿润地区,主要由水生植物产生的C22脂肪酸可以很好地记录湖水同位素变化和降水同位素变化,而后者又与采样地点的地表气温变化一致,因此C22脂肪酸的稳定氢同位素在湿润地区可以作为温度代用指标。在干旱地区,湖水受强烈的蒸发作用影响,由水生生物产生的生物分子标志物氢同位素不能反映降水同位素变化,而在湖泊沉积物保存的、由陆生植物产生的叶蜡化合物可以很好地记录降水同位素变化。最后介绍了在湿润地区的湖泊中应用C22脂肪酸稳定氢同位素成功重建北美洲东北部地区晚更新世到早全新世气候变化,并讨论其变化机制。     

海洋藻类生物标志物单体氢同位素与表层海水盐度关系研究进展与启示

生物标志物稳定氢同位素组成包含了重要的环境信息,以长链烯酮、甲藻甾醇和中链脂肪酸为代表的生物标志物氢同位素δD值以及氢同位素分馏被越来越多地应用到古海洋盐度重建的工作中。近20年的研究表明,海洋藻类生物标志物δD值受到诸多因素控制,如盐度、种属、温度和光照等。重点介绍表层海水盐度对海洋藻类脂质δD值的影响,通过汇总培养实验以及实地研究中的藻类生标δD值与盐度的关系,以及已有的藻类生标δD值重建古盐度的应用,提出使用该方法重建古表层海水盐度时存在的问题和需要关注的重点。希望通过研究可以更好地理解藻类生标δD值的应用潜力,为生标单体氢同位素研究提供更准确详尽的信息。     

生物标志物重建浮游植物生产力及群落结构研究进展

海洋浮游植物生产力和群落结构在地质年代中的变化对深入理解碳循环的演变规律和机理有着重要的意义.生物标志物方法作为一种较新的研究手段,其含量与比值的变化被广泛用于浮游植物生产力与群落结构变化的重建.讨论了生物标志物方法在各大洋及我国边缘海的应用现状,提出了生物标志物的细胞产生量及其在环境中的保存效率的2种主要不确定因素,使目前多参数生物标志物方法只能够半定量地重建古生产力与群落结构的变化.针对我国边缘海,提出有必要通过现场调查和实验室培养建立生物标志物含量(比值)与浮游植物生产力(群落结构)的定量关系式,以达到能够定量重建生产力和群落结构变化的目的.     

The Effect of Organic Carbon-Iron Oxide Association on the Preservation of Sedimentary Organic Carbon in Marine Environments

Understanding the mechanisms responsible for long-term storage of organic carbon (OC) in marine environment is important for studying the marine carbon cycling and predicting how the global carbon cycle will respond to climate change. It is estimated that more than 20% of the OC in marine sediments is associated with iron oxides and thus these complexes are one of the most important factors in the long-term storage of OC. The OC-iron oxide (OC-Fe) association can be formed through either adsorption or co-precipitation, but the dominant mechanism of OC-Fe association in marine environments is co-precipitation. The combination of OC from different sources with iron oxides is selective. Iron oxides preferentially combine with marine OC in most marine environments, but in estuarine delta regions they prefer terrestrial OC. Due to large inputs of terrestrial materials, high primary production and frequent re-suspension, estuarine and marginal seas are suitable sites for OC-Fe association studies, which should be emphasized in the future.     

山西侏罗纪地层与沉积相分析研究与进展

侏罗纪地层为中国内陆沉积盆地油气富集的主要时期地层。通过在前人的研究基础上大量收集露头资料以野外剖面实测为重点,对山西不同地区侏罗纪地层不同组进行岩性、岩相、沉积特点及环境等分析,描述出不同地区各个组的沉积特点。划定山西侏罗纪地层划分为早侏罗永定庄组,中侏罗大同组、云岗组、天池河组,缺失晚侏罗地层;对沉积相进行系统分析,确定山西侏罗纪地层与鄂尔多斯盆地侏罗纪地层具有等时性,且空间上为鄂尔多斯盆地侏罗纪地层的边缘沉积,油气勘探前景不乐观。     

海底生物扰动作用及其对沉积过程和记录的影响

海底生物扰动作用主要由底栖生物的摄食、掘穴和栖所建造等活动造成,它可以充分改变沉积物的物理、化学特性,扭曲或模糊地层学信号,影响早期成岩过程和沉积记录以及沉积物的稳定性。海底生物扰动作用的研究,对于全面、精确地掌握海洋中各种物质的生物地球化学循环过程,正确回溯古气候、古海洋和古生态记录,合理调节和控制海底生态系统的多样性具有十分重要的意义。简要回顾了海洋生物扰动作用的研究进展,并着重对海洋沉积物中生物扰动作用的观测和定量研究方法、主要影响因素及其对沉积过程和记录的影响进行了评述。     

秦祁昆接合部二叠纪沉积建造时空分布

研究区位于秦祁昆结合部及邻区.二叠纪时, 研究区以南祁连构造地层带为界, 呈现北陆南海对峙格局: 北部的中祁连、北祁连和阿拉善主要为一套砾岩、砂岩和泥岩为主的河湖相沉积; 南祁连为海陆交互相碎屑岩、灰岩沉积; 南部西秦岭和东昆仑主要是以半深海-深海浊积岩、玄武岩和海山碳酸岩盐为主的多岛洋沉积.本次1∶25万临夏市幅和定西市幅地质填图中, 笔者在西秦岭与南祁连结合部位的甘肃夏河县甘加一带, 发现一套早-中二叠世小洋盆玄武岩和碳酸盐岩海山建造, 与秦昆结合部布青山-花石峡-兴海一带的早-中二叠世多岛洋沉积建造可以对比.晚二叠世, 北部的秦祁结合部仍为半深海-深海浊积岩沉积, 而南部秦昆结合部则转换为前陆-磨拉石沉积建造.      

新疆克兹扬鲁克一带泥盆系沉积岩特征及其沉积环境

在西昆仑北带沉积区中，泥盆系沉积是该区古生代最早的沉积层，它超覆在中上元古代沉积层之上。在莫木克以南克兹扬鲁克一带，泥盆纪中上段地层发育较好，颇有代表性。这套沉积层根据岩石组合分为上下两段，下段是一套富含凝灰质的碎屑岩一碳酸盐岩建造。具有重力流的沉积特点。上段是一套陆屑砂砾岩－杂砂岩建造，属于滨海海滩相、滨海近岸三角洲相、河流相沉积。     

海相优质烃源岩发育的主要影响因素及沉积环境

对海洋生物、现代海洋沉积和古代海相地层中有机质含量分布特征和实验室模拟实验的结果表明,水体中高生物生产率是海相环境形成富有机质沉积的关键因素;沉积和早期成岩作用期间水体的相对还原环境是有机质富集保存的有利条件;海底深部流体的活动是造成富有机质沉积的不可忽视的因素;沉积速率是影响海相沉积有机质富集的主要因素。现有研究表明,在海相盆地中最有利形成优质烃源岩的沉积环境主要有欠补偿浅水—深水盆地、台缘斜坡、半闭塞—闭塞欠补偿海湾和蒸发潟湖。     

Research Advances in Sedimentary Records of Coastal Bottom-water Hypoxia

Sedimentary records are potential to provide long-term evidence for better understanding the development mechanism of coastal hypoxia, shedding some light on the forecast, prediction and controlling-measure development to mitigate hypoxia. Therefore, recent research advances in the formation mechanism and evolution history of coastal hypoxia were briefly reviewed, specially with focus on sedimentary records and proxy methods. First, marine environments with hypoxia were classified into semi-enclosed marginal sea/gulf and open shelf sea based on the degree of bottom-water circulation and ventilation, and main characteristics for the hypoxic development were discussed respectively. Secondly, the methodology was reviewed in the efficiency by using different proxies to reconstruct hypoxia development history from sediment cores, including redox indicators of sedimentology, biology, mineralogy and geochemistry. Ultimately, recent research advance in hypoxic development mechanism and evolution history off the Changjiang Estuary were summarized. It is worth noting that long-term evolution history has been less studied from long cores. It is therefore suggested that a synthetic methodology involving multi-core comparison with different-proxy interpretation should be employed to study the development history of seasonal hypoxia off the Changjiang Estuary.     

哈尔滨地区罗家窝棚组地层的沉积学、矿物学及地球化学特征:对沉积环境的指示

罗家窝棚组是哈尔滨地区的第四纪下限地层,其岩性是紫红色砂砾石,被认为是冰碛物堆积。早期的区测资料对其进行了岩性描述,对于其它地层属性,特别是地球化学属性的认识尚未涉及。为此,本文选择黑龙江五常拉林镇罗家窝棚村层型剖面作为研究对象,首次对其沉积学、矿物学、元素地球化学展开综合研究,以揭示其沉积过程和沉积环境。结果表明,这套砾石分选和磨圆较差,风化程度很高,无定向性排列,砾石成分以陆源碎屑岩(砂岩和粉砂岩,44.2%)和花岗岩(37.4%)为主,其次为凝灰岩(11.2%),石英质、闪长岩、流纹岩和玄武岩等少量出现。重矿物组成以赤/褐铁矿占绝对优势(87.5%),其次是白钛石(5.0%),其它重矿物含量较少。元素地球化学揭示,罗家窝棚组中的细颗粒碎屑以及泥质基质经历了很强的化学风化过程,是初次循环的结果。砾石岩性和地球化学组成共同揭示了这些碎屑主要来源于长英质母岩,但中性和铁镁质母岩也有少量贡献。综合沉积学、矿物学和地球化学地层属性,本文认为罗家窝棚组地层是在炎热气候条件下的洪积物堆积,而非寒冷气候条件下的冰碛物。这项研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世构造—地貌—气候—水系演化等地质事件的重建具有重要意义。     

大港油田奥陶系碳酸盐岩生物标志化合物地球化学特征

在本项研究中，根据Ｐｒ／Ｐｈ比值，β－胡萝卜烷类化合物丰度，甾／藿比值，单甲基高位取代支链烷烃，ＯＥＰ值，升藿烷Ｃ３１２２Ｓ／（２２Ｓ＋２２Ｓ）比值等参数，对大港油田奥陶系碳酸盐岩的地球化学特征作了详细的研究，该为该套地层只于弱氧化－弱还原条件下及经历了强烈的细菌改造。