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。     

湖北清江岩溶洞穴现代土壤有机碳同位素与生物标志物指标变化规律

为进一步理解中国南方岩溶区现代土壤生物有机地球化学演化规律,对采自湖北清江流域典型岩溶洞穴上覆土壤开展了系统的分析。分别采用稳定同位素质谱仪(MAT-251)与气相色谱质谱仪(GC-MS)测试了样品中的有机碳同位素与生物标志物指标。其中有机碳同位素值(δ13Corg)在-28.3‰~-27.4‰之间变化,并随深度的增大呈逐渐正偏的趋势,指示了当地的植被类型自土壤层形成以来主要为C3植物。而可抽提有机质的总量、正构烷烃高碳数奇偶优势(CPIh值)、高碳数与低碳数含量比值(Rh/l值)、平均链长(ACL值)以及脂肪酸C16:1/C16:0等指标随土壤剖面深度的增大呈现逐渐降低的趋势,与土壤有机碳同位素的变化趋势基本一致,说明岩溶地区表层土壤中有机碳同位素和生物标志物均与土壤层内微生物活动的强弱密切相关。另一方面,也暗示了有机碳源是制约岩溶地区土壤微生物活动的重要因素之一。为进一步深入理解湖北清江和尚洞洞穴石笋记录提供了新的思路。     

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。     

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。     

叶蜡单体氢同位素古高程计研究进展

高等植物类脂物广泛分布于土壤、河流和湖泊沉积物中,正构烷烃是植物类脂物的重要组成部分。高等陆生植物叶蜡正构烷烃具有较长的链长(nC_(27)-nC_(33))以及明显的奇偶优势(CPI5),其氢同位素组成在一定程度上反映了大气降水的同位素特征,对古高程重建具有重要的指示意义。不同地区的现代土壤正构烷烃氢同位素随高程的递减率有所不同,说明地区性的校正是必要的。蒸散富集作用和生物合成作用过程也会影响正构烷烃氢同位素值。在利用长链正构烷烃重建古高程时,需结合古气候、古纬度、古植被等多方面资料综合分析。     

烟草叶中异构和反异构烷烃的成因及其光合作用C同位素分馏效应

烟草叶是目前惟一可以通过生物合成得到大量异构和反异构烷烃的植物,然而许多文献对化合物中甲基碳位和奇偶碳数的变化成因未提及.对其成因进行了文献追踪,并对温室不同生长条件(温度、CO2和光照)下培育的烟草叶中的长链正构烷烃、异构和反异构烷烃的单体稳定C同位素组成进行了分析,以期对烟草叶中特殊脂类化合物的生物化学合成同位素分馏效应进行探索研究.与正构烷烃和异构烷烃相比,反异构烷烃的δ13C值平均相对偏重2‰,证明反异构烷烃确实具有不同的合成前身物(2-甲基丁酰辅酶A).比起甲基基团,脱羧反应很可能使得乙酰辅酶A的羧基基团δ13C值偏轻.本研究中异构烷烃和正构烷烃δ13C值的相似性,说明乙酰辅酶A和前身物2-甲基丙酰辅酶A(C4-CoA)之间的C同位素组成很可能是相似的.用水量越多,烟草叶中异构、反异构烷烃和正构烷烃稳定C同位素组成越偏轻.与强光条件比,弱光条件下培育的烟草叶中正构烷烃的稳定C同位素组成偏轻约2.2‰,异构和反异构烷烃稳定C同位素组成也分别偏轻1.8‰和1.9‰.温度对烟草叶正构烷烃、异构烷烃和反异构烷烃的稳定C同位素组成影响甚小,与Farquhar(1980)有关植物体C同位素组成的报道相吻合.     

岩溶地区现代土壤与洞穴石笋中单甲基支链烷烃与烷基环己烷对比研究

利用GC-MS（气相色谱—质谱仪）,对采自湖北清江流域和尚洞洞顶的土壤样品与洞内石笋样品进行分析,发现土壤中存在的七个系列单甲基支链烷烃在所有的石笋样品中均可以找到,呈现相似的分布模式,石笋中七个系列支链烷烃有可能来自洞穴滴水携带的土壤中的支链烷烃,但是也不能排除石笋原地生长的微生物的贡献。烷基环己烷的分布在土壤与石笋中呈现了相似的分布模式,但是主峰碳数有所变化,高碳数部分与低碳数部分的相对含量也发生了变化。主要原因可能是微生物选择性降解的结果,也有可能是土壤与石笋中微生物种类分布差异所造成的。本次研究初步显示了相对封闭稳定的洞穴沉积物与上覆土壤层中生物标志化合物的异同。      

干旱-半干旱区兰州兴隆山现代森林典型植被和土壤中类脂物分子特征及其意义

利用GC－MS对西北干旱区-半干旱区兰州兴隆山森林区典型植被与现代土壤样品中可抽提的类脂物进行了系统分析,检测出包括正构烷烃和α正构脂肪酮等一系列类脂物分子化石。在未进行族分离的情况下,检出兴隆山现代森林木本植物的正构烷烃以C₂₇或C₂₉为主峰,草本植物则以C₃₁为主峰;  土壤样品中均保留有很强的、几乎均势的C₂₇,C₂₉和C₃₁信号; α正构脂肪酮具有明显的奇碳优势,植物中以C₂₃,C₂₅或C₂₉为主峰,土壤样品以C₂₇或C₂₉为主峰;  其反映的信息是植被与微生物共同作用的结果。本研究为理解现代土壤和古土壤中类脂物所指示的植被信息、进一步探讨类脂物分子在植被(有机质)-微生物-土壤-湖泊沉积体系中存在与相互转换关系这一基础理论问题提供了科学资料。同时,为分子化石分析方法的改进和不同处理过程所得数据之间的对比和科学解释提供资料。     

鄂尔多斯盆地奥陶系烃源岩支链烷烃特征及其地质意义

通过对鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组6口井烃源岩岩芯样品饱和烃的GC /MS分析,系统论述了烃源岩中支链烷烃的鉴定方法和依据,检测到碳数分布范围为C₁₅~C₂₁的中等链长的支链烷烃,主要包括2-甲基（异构）、3-甲基（反异构）、高位取代单甲基支链烷烃、双甲基支链烷烃和无环类异戊二烯烷烃;其中异构烷烃和反异构烷烃碳数分布范围较广且短、中、长链都有分布。结合研究区的沉积特征及其他有机地球化学指标,认为鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组中等链长的单甲基支链烷烃来源于一些特殊细菌和藻类,其中蓝细菌为最可能直接输入母质;其次一些异养细菌对原始沉积物的改造也是中等链长支链烷烃富集的重要原因之一;长链的2-甲基异构和3-甲基反异构烷烃可能与热催化重排有很大的关系。     

安徽宣城更新世红土正构烷烃分布特征及其古植被意义

利用气相色谱一质谱联用仪(GC-MS)在安徽宣城更新世红土中检测出了微量的分子化石,包括正构烷烃、一元正脂肪酸、一元正脂肪醇以及α-正构脂肪酮等．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,其中高碳数正构烷烃主要以C29为主峰,显示流域中的植被类型以木本植物为主;(C27 C29)／(C31 C33)比值的变化反映出,在以木本植物占优势的背景下,流域中草本植物的相对比例也发生了多次变化．这一比值在本剖面上表现出多阶段的变化．而且这种变化与岩性、粒度变化密切相关,反映出这些参数可能还蕴涵着古气候信息．     

甘南郎木寺中全新世泥炭总有机碳和脂类分子化合物的组合特征

根据青藏高原东北部甘肃南部郎木寺泥炭总有机碳含量的时间序列,重建了该区7.3～4.0kaB.P.（中全新世）期间气候演变的历史,其中较为显著的变冷事件分别集中在6.8cal.kaB.P.,5.0cal.kaB.P.和4.3cal.kaB.P.。同时分析了3个不同深度的泥炭脂类分子化合物。结果表明,正构烷烃和直链烷基-2-酮都由长链组分所构成,具有明显的奇碳优势和很高的碳优势指数值（CPI>5）表明,这些长链组分来自草本高等植物。样品中还检出脂肪酸甲酯系列,也以长链组分为主,可能是沉积早期生物地球化学作用的产物。异构烯烃的存在及菲系列化合物低的甲基菲指数（MPI）和镜质体反射率（Rc）值,说明样品受成岩作用的影响很小而且几乎没有遭受现代的污染,即泥炭保存完好,各个指标可以真实反映泥炭的组成、性质及其形成时的环境条件。根据总有机碳含量的时间序列和不同阶段样品中的脂类分子化石的组合特征,探讨了各阶段气候和植被的演化特征。     

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。     

云南金顶铅锌矿床的生物标志物特征及意义

采用GC-MS分析方法对金顶铅锌矿床进行研究,结果表明:该矿床正构烷烃呈前高后低的单峰型分布,nC16或nC22为主峰碳,轻烃组分占有绝对优势,OEP值0.837～0.976,接近平衡值1.00,Pr/Ph为0.1～0.88,显示植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷>三环萜烷>四环萜烷;规则甾烷呈不对称的“V”字形分布,表现为C29>C27>C28的分布特征。这些特征显示,金顶铅锌矿床有机质(生物)来源物质以菌藻类生物为主,可能有部分高等植物的贡献;矿床形成于缺氧的高盐度环境。结合金顶铅锌矿床下含矿层(原地沉积岩系)沉积于水深较浅的蒸发盐湖环境(即氧化环境),可以推断该矿床成矿流体中丰富的有机质形成的还原条件以及外来推覆岩系形成的封闭条件是金顶铅锌矿床形成的必要条件,矿床属于后期充填作用为主的矿床。     

Contrasting lipid biomarkers in mountain rivers in the Nepal Himalayas:Organic matter characteristics and contribution to the fluvial carbon pool

The Nepal Himalayas is the source of many glacial and spring-fed river systems crisscrossing the moun-tainous terrain.There is an increasing recognition of small mountain rivers(SMRs)to have a significant combined export of dissolved and particulate organic carbon to the global carbon flux.We analyzed flu-vial sediments from two SMRs and compared the results with two large mountain rivers(LMRs)in Nepal.We investigated the organic matter(OM),its compositional variability,and seasonal export using a suite of lipid biomarkers,namely n-alkanes,n-alkanoic acids,n-alkanols,and sterols.The SMRs indicated a similarity in lipid distribution and were affected by a strong seasonal variability.The LMRs showed a dis-tinct contrast in the distribution of lipids in suspended sediments.Bedload sediments in SMRs were derived from diverse sources with weak terrigenous dominance all-year-round compared to the sus-pended load.Functional lipids(n-alkanoic acids and n-alkanols)were the major constituents in SMR sed-iments,indicating better preservation.In contrast,n-alkane concentration dominated over other fractions in suspended sediments retrieved from LMRs.The biomarker trends differentiate SMRs from LMRs with lower transformed/degraded OM in SMRs.A common observation was the strong presence of even carbon compounds in short-chain n-alkanes in SMR bedload sediments and their predominance in suspended sediments in LMRs.Such an unusual trend is attributed to specific biomarker sources from the catchment and ongoing processes in fluvial systems.Topsoil colonized by fungal species under moist acidic condi-tions and autochthonous bacteria contributes to the organic matter pool in shallow SMRs.In LMRs,the contribution from thermally mature sedimentary hydrocarbons and the diagenetic reduction of n-alkanoic acids to n-alkanes are additional contributors to the allochthonous carbon pool.The differences in lipid concentrations,their distribution,seasonality,and the size of rivers suggest differential preserva-tion/degradation of the organic matter pool and their importance in contributing to the carbon budget.     

云南星云湖沉积物正构烷烃记录的近代环境变化

为探讨气候变化与人类活动对湖泊环境影响在湖泊沉积中的记录,在云南星云湖水深8.2m处采集1支85cm长的柱状沉积岩芯,利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对沉积岩芯中的类脂物分子进行分析,揭示了近160年以来星云湖地区环境演变过程。分析结果表明沉积岩芯中的正构烷烃碳数分布C15～C35呈有规律变化:85～60cm深度表现为低碳数相对优势,60～32cm逐步变为以高碳数为优势,32～10cm高碳数较前阶段降低,10～0cm深度低碳数显现明显优势。同时,平均碳链长度（ACL）、高碳数同系物与低碳数同系物比值（H/L）以及C27/C31等结果还揭示出:近160年来湖泊沉积中有机物输入经历了内源低碳（1920s前）、外源高碳（1920s～1980s初）和内源低碳（1980s初～2004年）为优势的演变过程;在人类活动干扰较小状况下,H/L变化与气候的冷暖变化具有显著的对应关系,即H/L低值段明显对应于气候的相对寒冷期,H/L高值段明显对应于气候的温暖期。在1990年代以后,尽管气候持续变暖,但由于人类活动影响加剧,湖泊富营养化快速发展,H/L值却随之急剧降低,反映出沉积岩芯中的类脂物可敏感记录人类活动对湖泊环境变化的影响。     

松粉热解脂肪酸生物标志物的特征及其地球化学意义

现代松粉的温－压热模拟实验中，产出的轻质烃和氯仿抽提物芳烃馏份的GC－MS分析均检出大量偶数碳优势明显的脂肪酸类分子生物标志物，轻烃主要为C16，C18烷酸及其甲，乙酯，芳烃组分相对比较复杂，包括饱和脂肪酸（酯），不饱和脂肪酸（酯）和脂肪酸内酯，前者碳数分布为C15－，C30，C16，C18碳酸（酯）相对丰度占绝对优势为特征，后者碳数分布为C20-C30,以C26，C28和C30脂肪酸内酯为主，在250℃以下样品中检测出相对丰度较高的不饱和C18碳酸（酯），脂肪酸酯化合物在极低的温度条件下便可排出，并分别在200－300℃和300－400℃之间形成两次产出高峰；花粉内质体中的游离态脂肪酸及不饱和脂肪酸形成低温阶段的第一次高峰；花粉壁脂质结构中的脂肪酸及饱和脂肪酸在较高温度阶段形成第二次高峰，原样及低温样品以脂肪酸酯为主，250℃及其以上温度条件下因水解产生较多的脂肪酸，随温率继续升高，脂肪酸酯易发生脱羰反应而生成链烷烃。400℃以后因强烈降解脂肪酸酯含量大大降低，这与350－450℃之间奇数碳优势正构烷烃在轻质烃和饱和烃中的大量产出相吻合，研究表明，植物花粉是沉积有机质中饱和及不饱和C16，C18脂肪酸酯的重要母源之一。     

超临界萃取技术在泥炭纤维素提纯中的应用与萃取组分特征

将超临界CO2萃取技术应用于泥炭纤维素中有机脂类物质的提纯工作,并对萃取物进行色—质联用分析。结果表明,在萃取物中检出了一系列甲酯类、乙酯类、少量有机酸及正构烷烃组分。首次检出的脂肪酸乙酯系列化合物多数呈高碳数分布,具偶碳优势。长链正构烷烃主峰碳为nC33或nC31,具有明显的奇碳优势,这在一定程度上反映了泥炭生成过程的气候条件,记录了气候变化的信息。同时也显示出超临界CO2萃取技术能够很好地完成除去纤维素中有机脂类这一重要环节,有利于提高泥炭纤维素δ13C值检测的准确度,为超临界流体萃取技术在地学中的应用开辟了一个新途径。     

兰州市大气飘尘的有机地球化学研究--Ⅱ酮和醇脂类化合物的组成和分布特征

首次对兰州市大气飘尘中酮和醇脂类化合物进行了分析和研究。结果表明,兰州市大气飘尘中正烷基-２-酮和直链烷基醇的浓度分别为２０～２７０ｎｇ·ｍ－３和５２０～９１０ｎｇｍ－３,并表现为３月份高于７月和８月份,这与兰州市特殊的地形和气候条件有关;其分布特征指示了它们来自人为活动、微生物和现代高等植物,而且它们在这３种来源中所占的比例分别为２．８%～１９．７%、１５．４%～３４．６%和５０．３%～８１．８%。甾醇化合物的浓度很低,它们由现代生物所提供。丰富的Ｃ_１８类异戊二烯酮化合物的存在,反映了大气飘尘中有机质在大气氧化过程中已经被改造。