长链烷基二醇在海洋环境重建中的研究进展

长链烷基二醇类化合物(Long-chain alkyl diols)是指在碳链的1号位置和链中位置连接有羟基基团的类脂化合物,普遍存在于海洋、河流和湖泊环境中。由于这类化合物分布广泛、性质稳定不易降解、且检测手段较为简单,因此具有作为生物标志物的潜力,在生物地球化学领域引起了广泛的研究和关注。关于其生物来源尚未有定论,但是研究发现1,13-diols和1,15-diols可能主要来自真眼点藻,而14-diols主要来自硅藻Proboscia。目前根据长链烷基二醇建立的指标包括:硅藻生产力、上升流强度、盐度、温度、河流输入和表层海水营养盐浓度等,对古环境气候的重建有着重要的意义。归纳总结了目前长链烷基二醇指标的研究和应用进展,这有助于未来我国边缘海长链烷基二醇来源以及二醇指标的深入研究。     

南海沉积物中C30-C32烷基二醇的检出及可能的古环境信息

从南海17962钻孔沉积物中检出了C30－C32长链烷基二醇类化合物。C30长链烷基二醇的碳同位素值在－30．17‰－－38．98‰之间,反映出其先质母体为水生生物,认为是海洋微藻－黄绿藻Eustigmatophytes。这类化合含量能够反映以黄绿藻为代表的海洋古生产力的变化：冰期时C30二醇的高沉积通量显示出南海南部末次冰期黄绿藻Eustigmatophytes初级生产力增高。计算C30和C32二醇的相对比值获得二醇参数（diols indices）,发现本柱状样二醇参数的变化指示了南海3万余年来的古海洋及古气候变化：南海经历了从半封闭到开放的演化,其气候经历了三次Heinrich冷事件,在Heinrich事件之间出现了一系列百年到千年尺度的气候事件,即D／O循环;全新世的Younger Dryas事件也有明显反映,说明南海与高纬度地区3万余年来的气候变化存在遥相关。     

湛江湖光岩玛珥湖中长链烷基二醇类化合物的检出及可能的环境意义

通过对湛江湖光岩玛珥湖现代环境介质(水体和表层沉积物)中的长链烷基二醇类化合物的定性和定量分析,检测出了一系列的长链烷基二醇化合物,包括1,13-C28、1,13-C30、1,14-C30、1,15-C30和1,15-C32.表层水体中1,14-C30相对含量最高,中层水体中1,15-C30相对含量最高,而底层水体中1,13-C30相对含量最高.推测1,14-C30主要来源于硅藻,但也不排除异鞭藻来源.1,13-C28可能同时具有黄绿藻和硅藻来源.1,13-C30、1,15-C30和1,15-C32长链化合物主要来源于黄绿藻(Eustigmatophytes),但也存在其他藻类来源.表层沉积物中长链烷基二醇化合物的分布与中层水体颗粒物各二醇类化合物的分布相似,表明湖光岩玛珥湖沉积物中长链烷基二醇类化合物主要来源于浮游藻类.湖泊水体颗粒物中二醇指数(DIX)同实测的湖泊水体温度具有很强的线性相关性,而表层沉积物中DIX一致,表明湖光岩玛珥湖中二醇指数能够用来作为水体温度的替代性指标.此研究结果为长链烷基二醇类化合物在湖泊古环境重建应用中提供了现代过程证据.     

珠江口盆地Site4B柱状沉积物中长链烷基二醇和酮醇类化合物的检出及意义

珠江口盆地Site4B沉积物中（65~300 cm）检出了1,15-C30（ω16）和1,15-C32（ω18）烷基二醇和酮醇,总的长链烷基二醇和酮醇含量分别为0.026～4.373 μg/g干沉积物和0.005～1.549 μg/g干沉积物。沉积物剖面上检测到的1,15-C30烷基二醇（-26.6‰±0.9‰）相对于来自陆源高等植物的C30直链烷基醇（-32.8‰±1.5‰）较正的碳同位素特征反映了这类化合物可能不是来自陆源高等植物;同时沉积物中未检出在黄绿藻中相对长链烷基二醇和酮醇更丰富的甾醇,且沉积物浅表层中（0~65 cm）未检出长链烷基二醇和酮醇类化合物,表明现今沉积物中几乎没有黄绿藻的贡献,和沉积物所处的寡营养盐（不适宜藻类生长发育）的陆坡位置相吻合。沉积物中1,15-C30烷基二醇（-24.6‰～-28.4‰）和海洋细菌来源的短链脂肪酸 (-25.5‰～-28.6‰)具有相似的碳同位素组成,表明了海洋细菌是其可靠来源。Site4B沉积物中1,15-C30和1,15-C32烷基酮醇和二醇具有非常好的相关性,表明了它们可能来自相同的生物来源或者来自相关性较好的不同生源,而不是通过对应的二醇氧化生成,因为在65~95 cm的氧化环境中酮醇比例没有明显增高。Site4B沉积物中二醇参数和酮醇参数的变化非常相似,结合含量分布特征反映了古海水温度以及淡水入侵的双重影响,即较高的二醇参数及较高的二醇含量和较低的二醇参数及较低的二醇含量都可能反映了古海水温度是主要影响因素;而较低的二醇参数及较高的二醇含量则可能反映了淡水的侵入是主要影响因素。     

浅析长侧链正烷基二氢化茚、烷基噻吩类化合物的地质意义

从颗石藻、球等辫金藻３００℃热模拟产物中检测出长侧链正烷基二氢化茚、烷基噻吩类化合物。二氢化茚类化合物碳数分布范围为Ｃ１３￣Ｃ２５,ｎＣ１４烷基二氢化茚的相对含量最高,没检测到茚类化合物,说明二氢化茚和茚可以源自不同的先质,生活于咸水环境的低等生物是二氢化茚类化合物的母质之一。在３００℃热解产物中检测出以ｍ／ｚ１１１和１２５为基峰的两个系列的长侧链烷基噻吩,表明在中－高盐度环境下,藻类将无机硫转化     

冲绳海槽长链二醇生物标志物对中晚全新世黑潮变化的指示意义

长链二醇（LCDs）是一类微藻生物标志物,在海洋沉积物中除了能够指示其生物来源,近年来的工作还表明它们能够很好地用于示踪表层海水温度（SST）和营养盐。本文对冲绳海槽北部OTK-6站位的1根中晚全新世柱状沉积物（长度468cm）进行了长链二醇的提取分析,重建了7 ka B.P.以来的表层海水温度和营养盐变化历史,并与前人的黑潮指标变化进行对比。结果显示,在本研究区基于长链二醇的SST指标可能反映的是年均但略偏暖季的温度,其变化曲线与营养盐指标的变化曲线呈反向变化。而且上述温度和营养盐变化历史与前人给出的黑潮强弱变化历史对应较好,表现出黑潮增强时,SST温度升高,营养盐含量降低,与黑潮水的高温寡营养的特点一致。本文结果显示,在6.0~5.2 ka B.P.、4.2~3.5 ka B.P.、2.5~2.1 ka B.P.、1.8~1.4 ka B.P.以及1.1~0.8 ka B.P.前后黑潮对研究区域的影响加强。因此,认为基于长链二醇的温度和营养盐指标有潜力成为重建古黑潮演变的新型代用指标。

     

粤东地区上白垩统盐湖沉积及其在南海北部中生界油气勘探中的意义

粤东地区广泛出露上白垩统叶塘组,根据其露头剖面岩性、岩相和古生物地层学特征判断其为盐湖相沉积。沉积组合与在潮汕坳陷海域钻井LF35-1-1揭示的上白垩统沉积可以进行对比,它们都属于干旱炎热环境下形成的含膏盐沉积岩系,主体岩性均为泥岩、粉砂岩及砂岩,泥岩与粉砂岩夹薄层膏盐岩或砂岩中发育石膏联晶。潮汕坳陷为中国海域中生代盆地油气勘探的有利区域,坳陷具有良好的石油地质条件。粤东中生界盐湖沉积具有与潮汕坳陷相似的沉积背景,岩性、岩相的相似为海域与陆上露头区沉积对比奠定了基础,对比研究有利于初步解决海域油气勘探过程中钻井揭示的有限性,其研究成果对南海北部海域含膏盐岩地层的油气勘探具有重要的意义。     

南海北部4MaB.P.以来古海洋变迁的长链烯酮记录

通过对ODP184航次1147/1148站位约4MaB.P.以来沉积物中来源于定鞭金藻的生物标志化合物的研究,对南海北部晚上新世以来的古海洋生产力、表层海水温度及CO2分压的变化情况进行了探讨.定鞭金藻生产力与硅藻生产力一样在0.9MaB.P.以前比较稳定地保持在较低水平,而0.9MaB.P.后定鞭金藻生产力较高,且呈现冰期低间冰期高的波动,硅藻生产力则呈现持续升高的趋势.由C37烯酮不饱和度指标获得的南海北部4MaB.P.以来表层海水的UK′37温度与浮游有孔虫壳体δ18O具有较好的相关性,且能显示出0.9MaB.P.来的19个氧同位素期,表明将U37K′37温标应用到晚第四纪以前基本上是可行的.由δ13C37:2计算的表层海水pCO2显示,晚上新世的pCO2要高于300μL/L,而第四纪的pCO2尽管存在波动,却基本上在300μL/L以下.计算出的晚第四纪的pCO2十分稳定,与同期的大气pCO2历史变化不一致.这可能与计算中简单地假定某些参数(如生长速率)为常数有关,这些参数在第四纪冰期间冰期旋回中可能有较大变化.     

南海北部陆坡聚集流体活动系统及其对天然气水合物成藏的指示意义

利用台西南盆地三维高精度地震资料,对南海北部陆坡聚集流体活动系统进行了分析和研究.在研究区识别出了断层、气烟囱、泥火山、泥底辟等聚集流体活动系统.研究区聚集流体活动系统主要特征包括:①断层与气烟囱相伴生;②气烟囱发育的区域与似海底反射(BSR)分布区域基本吻合,在气烟囱上方可以识别出一定长度的BSR;③泥底辟/泥火山导...     

内蒙古乌兰浩特地区二长花岗岩年代学、岩石成因及其构造环境

内蒙古乌兰浩特地区太平山嘎查岩体主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。所测得的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为127.4 Ma和125.6 Ma,属于早白垩世。太平山嘎查岩体的地球化学特征表明岩体属于弱过铝质、高钾钙碱性系列的高分异I型花岗岩。样品(P9-48-1)的锆石Hf同位素组成显示黑云母二长花岗岩的ε_(Hf)(t)=+8.60±0.57,两阶段亏损地幔模式年龄为511~748 Ma,说明其岩浆源区主要为新元古代—显生宙期间从亏损地幔新增生地壳的部分熔融。太平山嘎查岩体应形成于伸展构造体制,该伸展构造体制的产生可能与古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲有关。     

南海北部夏季沿岸上升流近百年的强度变化

用全谱直读ICP-AES技术测定了海南岛东部（琼东）沿岸上升流区域滨珊瑚1906—1996年的Sr／Ca比值。结果显示珊瑚Sr／Ca比值重建的琼东海域的夏季海表温度偏低,强烈地受到东亚夏季风引起沿岸冷上升流的影响。结合西沙海域的滨珊瑚海表温度记录,首次重建了1906～1993年琼东沿岸风生上升流的强度指数变化序列。结果表明琼东上升流于1906～1993期间整体呈加强趋势,并具显著的年代际波动特征,同全球趋暖密切相关。此外,重建的上升流强度指数序列还揭示了大尺度环流——厄尔尼诺一南方涛动对琼东上升流强度变化的制约。     

南海长链烯酮化合物的检测及U37^k值的应用

首次系统地在南海大面积站位中检测出长链烯酮化合物。通过长链烯酮指标Ｕ３７ｋ与实测表层海水温度（ＳＳＴ）的对比研究,发现海洋沉积物样品在室温下长期（１７ａ）密封保存,长链烯酮指标Ｕ３７ｋ值无明显变化。Ｕ３７ｋ值在南海海区指示的表层海水温度与季节有关,主要反映秋、冬两季,即１０月至次年３月间的ＳＳＴ。     

现代浮游有孔虫对南海西南部上升流的响应

现代夏季风系统导致了南海西南部（越南岸外）上升流的发育,但浮游有孔虫对夏季上升流的响应如何尚缺乏实测资料,这不利于准确地利用有孔虫来重建古上升流的活动进而反演过去夏季风的强度变化。本研究利用2014年4月14日至11月1日布放于南海西南部夏季上升流区的时间序列沉积物捕获器材料,详细鉴定并定量统计了其所含浮游有孔虫类型。通过分析样品中浮游有孔虫各属种的通量和百分含量变化,结合区域气候环境资料,探讨南海西南部夏季上升流区浮游有孔虫对夏季风的响应,为古上升流与夏季风研究提供现代依据。研究结果表明初级生产力是控制上升流区浮游有孔虫通量变化的首要因素,喜营养种在上升流发育期增多而寡营养种含量下降。因此高表层生产力指示种,如Neogloboquadrina dutertrei可能是追溯南海西南部夏季上升流变化最可靠的指标。

     

南海北部—东海南部中生代盆地演化与油气资源潜力

目前的勘探成果表明,南海北部到东海南部的广阔海域普遍发育中生代地层,但是除了在台西南盆地发现工业油气藏之外,其他地区的中生界尚未有大的勘探突破。本次研究将中生代南海北部—东海南部作为一个整体,开展大地构造背景分析,厘清各构造时期盆地的性质及其形成演化机制,探讨油气资源潜力。结果表明:南海北部—东海南部从晚三叠世到白垩纪整体为一个大型盆地,盆地的演化受其周围板块相互运动所控制;晚三叠世(T₃)主要受特提斯构造域控制,发育被动陆缘边缘海沉积盆地;从早侏罗世(J₁)到早白垩世均受古太平洋板块(伊泽奈崎板块)向欧亚板块俯冲机制的控制,其中早—中侏罗世(J_1-2)发育弧前坳陷盆地,晚侏罗—早白垩世(J₃—K₁)盆地性质为弧后断陷盆地;晚白垩世(K₂)受太平洋板块、欧亚板块和印度板块的联合控制,性质依然为弧后断陷盆地,与前期相比,裂陷强度加大;海水由东南方向侵入,地层垂向上由海相向陆相逐渐过渡,由东南向西北和东北方向,水体逐渐变浅,亦由海相向陆相逐渐演变;中生界在南海北部潮汕坳陷等地区发育深海相和海湾相泥岩,在东海南部基隆坳陷也发育良好的海湾相泥岩,生烃潜力大,具有形成大型油气藏的物质基础和地质条件,勘探潜力巨大。本次研究结果可以为南海北部—东海南部中生界的油气资源勘探提供依据。     

南海北部阳江‒一统暗沙断裂带与新近纪岩浆活动

阳江?一统暗沙断裂带是南海北部珠江口盆地极其重要的中?新生代构造带和转换带.基于钻井资料和大范围、高密度的二维、三维地震资料,本文初步揭示阳江?一统暗沙断裂带走向为NW-NWW向、宽约30 km,沿着断裂走向从陆架至洋陆边界断裂带可分为北?中?南三段,断裂在新生代选择性活化,具有多重走滑断裂叠合和基底岩浆底辟强烈等特点...     

南海北部陆坡分类及成因分析

陆坡形态隐含了丰富的地质信息,其差异性是大陆边缘沉积、侵蚀过程长期交互作用的结果。利用横跨南海北部的二维地震测线,采取曲线拟合的研究手段,在南海北部识别出了下凹型、平直型、"S"型等三种类型的陆坡。下凹型陆坡发育在莺歌海-琼东南西部、珠江口中部两个陆坡区,但其成因不同,前者主要受控于快速的沉积物供给,而后者受到陆架边缘三角洲进积和海底峡谷侵蚀的联合作用;平直型陆坡仅见于琼东南东部地区,其主控因素为弱的沉积物供给和较快的构造沉降;"S"型陆坡发育在珠江口地区的两翼,其形成明显受到海流和内波等外作用的改造。不同类型的陆坡具有特定的地层叠置样式、陆架坡折迁移轨迹类型和沉积体系分布特征。对陆坡类型的研究有助于建立沉积过程和产物的预测模式,从而指导古代陆坡的深水油气勘探。     

南海北部边缘东部海域中生界及油气勘探意义

华南大陆南缘和台湾地区发育的中生代海相地层揭示,该区晚三叠世—白垩纪时曾遭受2次海侵。从海水入侵方向分析,南海北缘东部的海区也相应地发育2套中生代海相沉积岩系。地震资料和钻井资料证实,本区珠江口盆地潮汕坳陷和台西南盆地发育巨厚的中生界,上三叠统—下侏罗统以暗色页岩为主,代表水体宽阔、环境稳定的深海相沉积;下白垩统岩性以砂页岩为主,代表环境变化较大的浅海相和海陆过渡相沉积。上三叠统—下侏罗统与下白垩统之间为角度不整合接触。该区中生代地层具有优越的生、储、盖组合和构造圈闭条件以及油气生成、聚集和保存条件,油气资源前景良好。     

南海北部典型区块岩石圈有效弹性厚度分析

有效弹性厚度(Te)是刻画岩石圈弹性性质的重要参数,通过分析有效弹性厚度值,可以获得与区域构造相关的信息,为后续解释工作提供一些依据。基于均衡响应函数法,选取南海北部区域4个典型区块的数据,计算均衡响应函数值,并根据公式推算得到各区块的Te值,通过分析Te值对研究区地质构造有所了解。     

近2000年南海北部沉积有机碳的来源及埋藏记录

在气候变化和人类活动日益增强的背景下, 河口近海碳源汇途径的变化对区域乃至全球碳循环有着深刻的影响。本研究对南海北部河口-近岸-陆架海区3根沉积物柱状样顶部沉积记录约2000年的样品进行了有机碳(TOC)和总氮(TN)含量与稳定同位素组成等地球化学指标的分析。结果显示, 南海北部沉积物TOC含量在过去2000年表现出稳步增加的趋势。根据稳定碳同位素(δ¹³C)和TOC/TN比值构建的蒙特卡洛模拟估算, 发现不同海区沉积有机碳的来源存在差异, 其中陆源有机碳在近岸区贡献最高, 河口区次之, 南海北部陆坡贡献最小。在时间尺度上, 陆坡区TOC来源在过去2000年维持稳定, 而河口近岸区中海源有机碳比例不断增加, 特别是河口区海源有机碳在过去1000年快速增加, 同时与TN的变化存在显著的正相关关系, 反映了人类活动持续输入的陆源营养盐促进了海洋初级生产力的升高; 另一方面, 河口区陆源有机碳的减少主要归因于华南地区减弱的东亚夏季风和人类活动与沿海地区大规模的围垦活动等。不同于河口近岸海区, 南海北部陆坡沉积物有机碳埋藏的增加主要与东亚冬季风增强对营养盐供应和初级生产力的调控密切关联。整体而言, 人类活动和气候变化共同控制着近2000年南海北部沉积物有机碳埋藏的演变过程。

     

南海中北部表层沉积硅藻的高分辨空间分布及其与现代环境因子的关系

本文通过对南海中北部1 266个站位19种硅藻的生物地理分布格局及其对环境因子偏好的研究,查清了南海中北部沉积硅藻高分辨的空间展布特征,并探讨了硅藻分布与海洋环境因子的关系。南海北部陆架和西部陆架表层沉积硅藻以广温的半咸水潮间带种或沿岸种和咸水-半咸水浅海种为主,珠江口以东的粤东北部陆架Paralia sulcata呈集中分布,粤西北部陆架多样性最佳,Cyclotella stylorum相对富集,西部陆架则以Cyclotella striata占显著优势。北部陆坡和西部陆坡以热带浮游远洋种为主,其中Azpeitia nodulifera和Nitzschia marina分别在琼东南陆坡、西部陆坡和东北部陆坡占优势地位,Chaetoceros messanensis、Fragilariopsis doliolus集中分布于北部陆坡。深海盆以热带浮游远洋种为主,A.nodulifera最具优势,其次为N.marina,Thalassionema nitzschioides和Thalassiosira eccentrica在吕宋海峡入口、深海盆东部和东南部礼乐岛坡集中分布。硅藻种和环境因子的Pearson相关性分析和冗余分析表明,热带远洋种与表层海水温度显著正相关,广温广布种与温度和盐度呈一定正相关,多数沿岸种和浅海种与盐度显著负相关。硅藻组合与海洋流系控制下的环境因子关系密切。可分为6个硅藻组合,其中陆架区3个组合主要受到盐度和营养盐(NO₃,PO₄,SiO₄)浓度的影响,陆坡区2个组合主要受表层海水温度、盐度和营养盐(PO₄)浓度的影响,而深海盆硅藻组合主要受温度的影响。对比前人研究,本文提高了对南海沉积硅藻空间分布认识的分辨率,充实了研究相对薄弱的西部陆架和深海盆的最新资料,佐证并修正了前人基于少量数据而得出的硅藻组合分区认识,消弭了前人观点的分歧。生物因素和沉积过程会使沉积硅藻对环境因子变化的响应关系更为复杂。