生物标志化合物碳同位素地球化学研究的几个相关问题

生物标志化合物稳定碳同位素地球化学是８０年代末期新兴的研究领域。单个生物标志化合物碳同位素组成的成因解释是该领域至关重要的问题。本文综合讨论了与此有关的生物合成过程中脂类化合物碳同位素变化、细菌生物合成过程中碳同位素分馏及其脂类化合物碳同位素组成特征，从而为我国的生物标志化合物碳同位素地球化学研究提供了新的理论依据     

八面河低成熟油生物标志化合物碳同位素分析和研究

利用化学预处理与气相色谱－同位素质谱相结合的分析手段，在 内首次完成了原油中甾萜生物标志化合物的碳同位素鉴定。选择我国济阳坳隐八面河油田典型低成熟油作为样品，对其甾萜生物标志化合物的碳同位素的特征进行了初步探讨。     

黔北早寒武世缺氧事件：生物标志化合物及有机碳同位素特征

本文首次报道了黔北早寒武世黑色岩系的生物标志化合物，并结合有机碳同位素组成特征，探讨该时期所发生的重大地质事件。所有样品均检出了丰富的正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物以及甾类化舍物。在GC谱图上，正构烷烃显示明显的单峰型分布特征，碳数分布范围为nC14-nC31主峰碳为nC18、nC19或nC20，nC17／nC31为1．15～50．17，显示轻烃组分占绝对优势，OEP值为0．84～1．11，CPI值为0．92～1．16，接近平衡值1．0，无明显的奇偶碳数优势分布。Pr／Ph值为0．24～0．79，具有明显的植烷优势。萜烷化合物以C30藿烷占优势，其相对丰度三环萜烷〉五环三萜烷〉四环萜烷，并且检出少量的γ-蜡烷。规则甾烷C27-C28-C29呈“V”字型分布，∑（C27＋C28）〉∑C29，其比值为1．25～1．99，∑C27／∑C29为0．78～1．22，重排甾烷C27／规则甾烷C27值为0．21～0．47。4-甲基甾烷普遍存在，但丰度相对较低。在地层剖面上，有机碳含量（TOC（％））从0．05～7．91％，平均为2．52％；有机碳同位素组成（δ^13Corg）从-29．49‰～-34．41‰（PDB），发生负偏移，偏移量达到4．3‰，代表该期海平面处于上升阶段，底层水处于严重缺氧状态，底栖生物缺乏。本文根据生物标志化合物特征参数，结合有机碳同位素组成变化，详细分析了黔北早寒武世这套黑色岩系的有机质来源、成熟度、沉积环境以及古海洋意义，将为我国南方早寒武纪古地理重建、地质事件记录提供可靠依据。     

蓟县剖面中—新元古代沉积物的稳定碳同位素生物地球化学研究

本文报道了蓟县剖面约1Ga的中一新元古代沉积物中干酪根，可溶单体烃类等沉积有机质与共生碳酸盐的稳定碳同位素特征，并结合剖面古环境和古生物资料对这些同位素数据进行了初步讨论。干酪根和共生碳酸盐碳同位素数据表明，约1.55Ga以前地表环境中CO2浓度曾迅速下降，而之后趋于稳定。沉积碳酸盐和共生干酪根之间的碳同位素差值（△c）记录了燕山盆地元古宙演化中海侵和海退的交替以及随之具有不同适应性生物群落的更迭。剖面1.4Ga以前的干酪根和正构烷烃，类异戊二烯烷烃的稳定碳同位素特征符合正构烷烃和类异戊二烯烷烃主要起源于喜盐古细菌类脂的假设，而之后，三者之间的碳同位素特征表明正构烷烃主要起源于原始落藻类有机质，而类异戊二烯烃则保持着喜盐古细菌类脂的输入。正构烷烃生物起源的转变表明，1.4Ga以后，古燕山盆地水体中原始类脂物质的异养降解程度明显降低。这一降低可能与在此阶段形成的稳定浅水陆表海环境有关。蓟县剖面干酪根与可溶单体烃类的稳定碳同位素关系显示了具有局限海特征的元古宙燕山海盆独特的生物地球化学过程。     

近代盐湖沉积物中的生物标志化合物

    生物标志化合物是在沉积有机质地质演化过程中可保留其原碳骨架的生物分子，具记录沉积环境和沉积有机质热演化历史的功能。用有机地球化学方法（气相色谱、气相色谱/质谱、热解色谱和同位素质谱）对采自我国西部盐湖的近代沉积物进行了大量研究，而且对盐湖沉积环境地球化学特征、有机质组成与早期成岩作用的关系和各种生物标志化合物指标进行了更加深入细致的探索。研究结果表明干酪根碳同位素组成（δ¹³C PDB）和盐湖类型有关系，例如，硫酸盐型湖的干酪根δ¹³C 值较重，而碳酸盐型盐湖的δ¹³C值则较轻。姥鲛烷/植烷比（Pr/Ph）、总三环萜烷/总萜烷（%）、孕甾烷/甾烷比（%）、伽玛蜡烷/αβ—藿烷和三芴系列化合物组成三角图等生物标志化合物指标可以用来判识沉积环境的盐度。通常，在盐湖或咸水沉积环境中，除额吉卓尔盐湖样品因采自边缘，Pr/Ph比值较大而外，其余各盐湖样品的Pr/Ph比值一般≤1.0，而其余各比值均明显大于在淡水湖中的比值；三芴系列化合物三角图中，各盐湖样品均集中分布在硫芴含量高的区域。与我国各典型沉积环境中的原油及古代岩样的分析结果作了对比，发现同样表现出上述规律，故认为是良好的识别标志。正构烷烃分布、甾烷相对含量及某些特殊生物标志化合物的含量如三环二萜烷可以用来划分可溶有机质类型。察汉卓和查干诺尔盐湖可溶有机质中，正烷烃以低碳数占优势，显示其组成主要来源于低等水生生物；额吉卓尔盐湖则以高碳数为主，显然与边缘相陆生高等植物的输入有关；而小柴旦盐湖正烷烃高低碳数分布均衡，说明高等植物与低等水生生物同时输入。C₂₇～C₂₉正常甾烷及三环二萜烷的组成与分布也显示了相似特征。
    另外，还发现了多种非常规生物标志化合物，报导了其 m/z 217、m/z 231、m/z 245、m/z 259离子色谱特征。这些特征离子大多由三芳甾烷产生。三芳甾烷是由生物分子（甾体）在地质条件下演化而成的。盐湖沉积物中大量该类化合物的发现意味着含盐沉积环境及其继后的早期成岩作用在甾体的这种芳化过程中起着积极作用。     

茂名油页岩中生物输入的标志化合物

我国油气的绝大部分产自东部地区的白垩纪与第三纪合油气盆地，其沉积环境多为陆相，陆源高等植物输入较丰富，介质条件以淡水一半咸水为主。在这方面茂名油页岩具有典型的代表性，因而深入研究其生物标志物特征与有机输入模式，对建立适用于我国油气勘探的分子有机地化参数以及发展我国陆相生油理论具有重要的现实意义。     

植物化石角质层生物标志化合物分析

简要介绍了植物化石角质层生物标志化合物研究方法。采用索氏抽提和超声抽提等方法提取出吉林长白八道沟中新世硅藻土中的植物化石角质层和德国Schrotzburg中新世植物化石角质层的溶解有机质,并进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析等实验。结果表明:有机物中只含有少量的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物和甾类化合物;植物化石角质层生物标志化合物的采样和化学处理中应注意避免污染,同时应考虑岩相及岩性。     

应用生物标志化合物参数判识古沉积环境

本文应用分子有机地球化学方法研究了中国陆相沉积盆地22个代表性样品,试图确认陆相沉积物的古环境。样品包括白垩纪至第三纪的油页岩、页岩、泥岩和芒硝。根据地质和地球化学资料判断,所研究的样品均为湖相沉积物。按盐度可划分为淡水、半咸水或淡水和高盐度水或咸水三种环境的沉积物。对沉积样品抽提物的脂肪烃组分进行了色谱分析和色谱-质谱分析,并在质量色谱图上测得无环烷烃和环烷烃化合物的相对丰度及有关参数。     

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。     

用计算机进行生物标志化合物的地球化学研究

用计算机进行生物标志化合物的地球化学研究，既可以节省科研人员的时间，又可以提高研究成果的水平。文中介绍了这一研究的流程、可行性讨论及今后改进的方向。     

同位素水文地球化学

最近三十年来,由于同位素分析技术的发展,水的同位素分析已经成为水文地质学的现代研究方法之一。水文地质工作者不仅研究水的化学组成,即溶解于水中的盐类的化学组成(水文地球化学)而且进而研究水本身及某些溶解盐类的同位素组成,以获得传统方法不可能得到的一些重要水文地质信息。 同位素技术应用于水文地质学领域,已形成一门新的学科——同位素水文地质学(Isotope Hydrogeology),或称为同位素水文学(Isotope Hydrology)。同位素水文地质学包括用人工同位素示踪研究局部地区的水文地质条件,以及用环境同位素研究较广泛的水文地质学和地球化学问题两个完全不同的学科分支,后一个学科分支就是同位素水文地球化学。     

胜利油田原油和生油岩中的生物标志化合物及其应用

一、前言 在地质体内,死亡生物的某些较稳定的成份,经过相当长时期的埋藏以后,逐渐衍变成某些特征结构的化合物,这些化合物在某种程度上仍然保持其原始生物化学成份的骨     

甘南沼泽沉积脂类生物标志化合物的组成特征

较为系统地分析了寒冷潮湿高原气候条件下形成的沼泽泥炭中脂类化合物，研究了它们的组成，来源和成岩过程，结果表明，正构烷烃，正构烯烃，正构脂肪酸，直链烷基酮和直链烷基醇都由长链组分所构成，这些长链组分来自草本植物，并且得到它们单体碳同位素证据的支持，丰富的奥利烯醇和羽扇烷醇均起源于陆源高等植物，存在很少报道过的一系列藿醇化合物，它们起源于细菌，甾酮和甾醇都以C29组分为主，C28和C29组分主要来自高等植物，而27组分则具有一个细菌源。无奇偶优势的短链正构烷烃，细菌起源的脂肪酸（C14，C15，异构和不饱和脂肪酸），直链烷基－2－酮，藿类和一些甾酮的存在，都说明在这种沉积环境中沉积有机质已经历了强烈改造作用。甾烯酮和甾烯醇分别向它们烷烃的化学和生物化学转化也十分明显。     

植硅体稳定同位素生物地球化学研究进展

植硅体形态鉴定与组合分析广泛应用于古环境重建和农作物起源分析等.鉴于植硅体的抗腐蚀、抗降解,易保存,锢囚的碳不易污染,且保存了植物的原始信息等特性,其有机地球化学研究日益被重视.植硅体稳定同位素分析表明植硅体是植物通过吸收单硅酸,以蒸腾作用为主要动力,在植物的不同部位发生同位素分馏淀积形成,其稳定同位素组成具有丰富的植物生理和环境信息.植物不同部位植硅体稳定同位素组成具有差异,其含量和硅、氧同位素值沿蒸腾流通常有增加的趋势.沉积物植硅体碳同位素分析不仅可以用于恢复草本的C3、C4植物生物量的比例,并且有可能重建古大气的碳同位素构成,是三者中最具有潜力的考古学、古环境研究的指标.植硅体有机化学组成分析,特别是类脂物分析,有利于认识植硅体碳同位素值相对于总有机碳偏负,C3、C4草本植硅体同位素差值范围缩小的原因.     

碳酸盐岩氧、碳稳定同位素地球化学研究目前面临的几个问题

碳酸盐岩氧,碳同位素的研究是地球化学重要的示踪手段之一。它可以为认识地质历史时期的地质过程,地球表面的气候过程和海洋环境过程等提供定量依据。４０多年的研究结果,尤其是进入８０年代方解石质的腕足化石壳体和早期成岩胶结物等特殊样品的应用,取得了若干重大研究进展,但同时也发现了一些新的问题。     

低成熟石油生成环境的生物标志化合物特征

低成熟石油的生成环境与其生物标志化合物有密切关系,由于低成熟石油生成沉积环境的差异,因而可能具有某些与沉积环境相关的特征生物标志化合物也可能有所不同,通过对生物标志化合物特征参数（Ｐｒ／Ｐｈ,γ蜡烷／Ｃ３０藿烷等）与成油环境之间的关系进行综合分析研究,详细讨论了不同沉积环境的生物标志化合物特征。     

类脂化合物单体碳稳定同位素在古气候环境研究中的意义

类脂化合物极大地扩展了全球变化研究的深度，尤其是单体碳稳定同位素技术在古气候、古环境重建上有着重要作用。基于近些年来国内外的最新研究成果，就类脂化合物单体碳同位素在古气候环境方面的应用研究进行了较为全面的评述。已有研究表明利用类脂化合物单体碳同位素组成可以追溯到海洋和湖泊环境中陆源有机质的物源，其母源区历史时期 C3、C4植被的变迁以及区域性的古气候、古环境重建。     

生物成矿和热水成矿中碳来源的同位素示踪

应用修改的Scotchmanδ^13C-δ^18O图解,可以区分沉积盆地中4种不同来源的碳。它们是：海洋碳酸盐岩中的碳、生物碳、热解非生物碳和热卤水流体中的碳（主要来自地壳深部）。以生物碳来源为主的碳酸盐岩是埋藏于低古地温条件下沉积－成岩阶段中有机物质分散的产物,多数以δ^13C＜－8‰和δ^18C值＞－6‰为特征。热水成矿作用形成的碳酸盐岩以δ^13C值－2‰－－8‰和δ^18C＜－7‰为特征,碳主要为地壳深部的非生物成因碳,且可能由沉积物变质释放出CO2沉积而成,也可能来自上地幔流体的去气作用。