青藏高原可可西里地区湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征

湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征对有机质母源、沉积环境等有较好的指示作用。本文通过对青藏高原高寒地区可可西里不同盐度的现代湖泊表层沉积物样中有机质正构烷烃的分析,表明正构烷烃分布主要受陆生植被、水生植物和水体盐度的控制。结果表明,有机质以眼子菜为主的沉水植物来源的正构烷烃有较高的C23正构烷烃峰和高丰度中等链长正构烷烃,以及高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰;而没有C23正构烷烃峰,仅有高丰度C31、C29、C27正构烷烃峰,代表了陆生草本植物来源的特征。咸水、微咸水还原环境有明显高Ph丰度。C17的高丰度代表了藻类植物来源特征。不同的中等碳数正构烷烃、高盐度沉积物中未见偶碳数正构烷烃特征表明有机母质的差异是沉积物中正构烷烃组成和分布差异的主要原因。同时,C27、C29的存在不一定就是陆生木本植物来源有机质,水生植物也具有相似的特征。     

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。     

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。     

四川盆地海、陆相烃源岩有机质稳定碳同位素组成变化及其地球化学意义

采用质谱和色谱-同位素质谱技术,测定了500余个干酪根及饱和烃、芳烃组份、正构烷烃的δ13C值,以此揭示了四川盆地海、陆相烃源岩有机碳同位素组成随地质时代的变化特点及其在高成熟阶段的演化特征,并结合其他相关分析资料,应用碳同位素剖析了不同类型海、陆相烃源岩的有机质生源及沉积环境。研究结果表明,该盆地从震旦系灯影组到中三叠统雷口坡组的海相地层中,干酪根的碳同位素组成随层位变新呈逐渐变重的趋势,可能的原因之一是浮游植物的进化作用;而上三叠统须家河组至中侏罗统千佛崖组的陆相有机质碳同位素组成则有反向的年代变化,主要与生源构成和沉积环境性质有关。这些海、陆相烃源岩的有机源难以用干酪根δ13C值进行区分,而可用饱和烃与芳烃组份的δ13C及其CV值来区别。海洋和湖泊不同沉积相带烃源岩的干酪根具有明显不同的δ13C值,结合其他相关资料可识别其有机质来源。煤系地层中煤与泥岩在干酪根碳同位素组成上没有可区分性,而两者有不同的正构烷烃碳同位素分布曲线。从成熟晚期到高-过成熟阶段,海、陆相干酪根的碳同位素均变重1~2‰,煤系泥岩的正构烷烃碳同位素分布曲线由负向线型分布向平直型演变。这些碳同位素的变化特征为油气源对比和烃源识别提供了依据。     

高原植物正构烷烃的奇偶优势及其环境指示意义

利用气相色谱技术对青藏高原东北部高寒草甸生态系统中高等植物火绒草和蒲公英的正构烷烃分布特征及其碳优势指数(CPI)、奇偶优势指数(OEP)进行分析,发现两种植物抽提物中正构烷烃主要为C₁₁~C₃₅,丰度最大的为C₂₉、C₂₇和C₃₁;正构烷烃具有非常明显的奇偶优势;蒲公英正构烷烃CPI和OEP存在随海拔升高而加强的变化趋势,火绒草正构烷烃奇偶优势随海拔升高虽有一定变化但规律性不强。     

四川剑门关侏罗—白垩系红层分子化石的古环境和古气候意义

利用气相色谱－质谱仪从四川剑门关侏罗－白垩系红层中检测出包括正构烷烃、类异戊二烯烃、长链三环萜、霍烷及甾烷等系列分子化石。分析了这些分子化石的分布特征及其来源，利用分子化石的多项参数（如w(C21^-)/w(C22^ ),w(Pr)/w(Ph),w(Pr)/w(nC17),w(Ph)/w(nC18)，伽马蜡烷指数、甾烷等）对沉积环境的盐度、氧化－还原条件、陆相标志等方面作了探讨。这些分子化石参数证实中侏罗世－早白垩世，剑门关－带的沉积环境应为低盐度淡水、弱氧化的陆相沉积环境，所研究的陆相样品高碳数正构烷烃均以本植物有关的C27，C29为主峰，未出现草本植物的C21主峰，反映了研究区总体格局是一种以木本植物占绝对优势、温暖湿润的气候环境，与红盆发育的气候条件吻合，充分体现了分子化石在恢复古环境、古植被和古气候方面有极大潜力。     

松辽盆地北部上白垩统油页岩地球化学特征及沉积环境初探

松辽盆地北部上白垩统油页岩属中一差油页岩;有机质类型以Ⅰ型为主,Ⅱ.型为辅,处于低成熟一成熟阶段.生物标记化合物都含有丰富的正构烷烃、类异戊二烯型烷烃、萜类化合物和甾类化合物.正构烷烃呈前高后低的单峰型分布,nC₂₃、nC₂₇为主峰碳,重烃组份占绝对优势,OEP值为1.02～6.63,具有明显的奇碳数优势.Pr/Ph比值为0.13～1.37,多数小于0.6,具植烷优势,伽马蜡烷含量较高,油页岩沉积环境为咸化还原环境且盐度较高.萜烷丰度顺序为五环三萜烷>三环萜烷,三环萜烷中C₂₀、C₂₁和C₂₃,丰度相对较高,且C₂₀、C₂₁和C₂₃多呈倒“V”形分布,C₂₃相对富集.甾类化合物主要成份为规则甾烷C₂₇、C₂₈和C₂₉,ααα20RC₂₇、C₂₈和C₂₉甾烷多数呈几乎对称的“V”形分布,C₂₉ >C₂₈ >C₂₇.甾萜烷分布特征反映其原始有机母质构成中既有丰富的菌藻类等低等水生生物,又有一定比例的陆生高等植物混合输入.     

末次冰期以来巽他陆架东北部陆坡区正构烷烃分布特征及其古植被意义

为了讨论末次冰期以来巽他陆架东北部植被情况及巽他陆架在冰期时的碳循环意义.对位于南海西南部陆坡的18252-3站位岩心柱沉积物中长链正构烷烃组分的平均链长(ACL27-33)、碳优势指数(CPI27-33)、烷烃含量(∑oddC27-C33)、及烷烃比值等指标进行了分析.结果显示:末次冰期以来CPI27-33表现出与海...     

准噶尔盆地液态烃分子碳同位素组成特征及其应用

文章报导了准噶尔盆地不同地区、不同产层原油和烃源岩样品中正构烷烃和类异成二烯烃碳同位素组成特征。在ｎＣ₁₁－ｎＣ₃₄之间，保罗系湖沼相成因的原油，正构烷烃δ13Ｃ值大部分分布在－２７．０‰──３２．４‰之间，比海相地层的原油重，具有富集13Ｃ的特征。ⅡＡ型烃源岩产出原油的单烃δ13Ｃ值比ⅡＢ型的轻，相对富集12Ｃ。碳源组成相同的原油在正构烷烃和类异成二烯烃碳同位素组成上，有相似的分布范围和较为一致的总体变化趋势，因此单烃碳同位素组成可用于油－油对比和油－源对比中。     

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．     

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。     

江苏金湖凹陷古近系奇碳优势和偶碳优势共存的正构烷烃

苏北盆地金湖凹陷古近纪阜宁组二段暗色泥岩及其生成的原油中,正构烷烃系列存在着偶碳优势、奇碳优势以及二者共存的3种分布型式。本文重点探讨正构烷烃奇碳优势和偶碳优势共存的形成原因。在这类暗色泥岩与原油中,正构烷烃通常低碳数部分呈nC15、nC17优势,中碳数具有nC20、nC22优势,高碳数为nC25、nC27、nC29、nC31优势;并且具有强烈的植烷优势、较高的伽玛蜡烷指数、含有一定量β胡萝卜烷和C24四环萜烷。分析认为沉积水体环境和有机质来源的变化决定了正构烷烃的分布形式,该类正构烷烃形成于湖盆水体盐度分层的沉积环境,主要来源于湖盆内藻类和湖盆外高等植物蜡。      

四川珙县石碑恐龙化石埋藏地红层分子化石特征及其古环境意义

利用气相色谱-质谱仪(GC/MS)从四川珙县石碑恐龙化石埋藏地早侏罗世红层中检出了包括正构烷烃、类异戊二烯烃、长链三环萜、藿烷和甾烷等系列分子化石,这些分子化石来源于低等菌藻类生物和水生、陆生高等植物。利用这些分子化石的特征讨论了恐龙生活时代的古环境特征。姥鲛烷与植烷的比值(Pr/Ph)表明该恐龙化石埋藏地的沉积环境应为淡水、弱氧化的湖泊环境。所研究样品高碳数的正构烷烃均以与水生大型植物有关的C25为主峰,并具有来自陆生高等植物的C27～C31正构烷烃,反映出研究区湖盆水体中发育水生高等植物,周围陆地上发育木本和草本植物的古植物特征,体现了分子化石在恢复古环境研究方面的潜力。     

白令海陆架区柱样沉积物脂类分子特征及其气候变化响应

为探究全球变暖对于高纬度海洋生态环境的影响,对中国第5次北极科学考察在白令海陆架区采集的BL16柱样沉积物中的脂类进行了研究.沉积物中检测到丰富的饱和烃和脂肪酸等化合物,其组成和分布显示,该沉积柱中有机质为陆源和海源混合输入.其中长链正构烷烃和长链饱和正构脂肪酸主要来源于陆源高等植物,饱和异构和反异构脂肪酸主要来源于海洋自生细菌,短碳链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷烃的浓度相互间有较好的相关性,表明其来源较为一致,主要来源于海洋浮游藻类和细菌.海源短链正构烷烃与陆源长链正构烷烃的比值∑C_15-21/∑C_23-33在0.14~0.90之间,表明该沉积柱中正构烷烃主要以陆源输入为主.沉积柱中短链正构烷烃、反异构烷烃和烷基环戊烷浓度,以及脂肪酸中异构、反异构脂肪酸组分与长链饱和正构脂肪酸组分的相对变化与总有机碳含量（TOC）、总氮含量（TN）变化一致,尤其在20世纪70年代以来明显升高,可能反映了海洋初级生产力持续增加的趋势,并且对全球变暖做出了灵敏的响应.      

植物正构烷烃及其单体氢同位素在古环境研究中的应用

正构烷烃是植物类脂的重要组成部分,主要用来维持叶片表面的水分平衡,其平均碳链长度(ACL)作为植物对水分胁迫程度的生理性反映,与植物进化程度存在表观上的联系。高等植物来源烷烃的ACL高于低等植物和水生藻类,裸子植物高于被子植物,C4植物高于C3植物,因此植物正构烷烃具备粗略的植物分类学意义,并在古环境研究中被广泛应用。在河口和海洋沉积物中主要用来判断水生低等植物和陆地高等植物的相对贡献,在古土壤中则用来区分草本/木本植物的消长变化。植物烷烃中的氢元素主要来自光合作用时吸收的环境水,其δD主要受环境条件和生物化学过程影响,但环境条件、气候状况和植被类型的影响可以在很大程度上相互抵消,使烷烃δD具有记录大气降水δD的潜力,从而可以用来重建大气降水δD并反演气候变化。     

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。     

Hydrogen isotope ratios of recent lacustrine sedimentary n-alkanes record modern climate variability

Hydrogen isotope ratios were measured on n-alkanes (n-C₁₂ to n-C₃₁) extracted from recent lake surface sediments along a N-S European transect to test if modern climate variability is recorded in these biomarkers. δD values of the n-alkanes are compared to δD values of meteoric water from the IAEA-GNIP database spanning a range from −119‰ in northern Sweden to −41‰ in southern Italy, to lake water δD values, and to mean annual temperatures, varying between −2.0°C in the north and 13.7°C in the south.δD values of the short-chained n-alkanes n-C₁₂ to n-C₂₀, excluding algal derived n-C₁₇ and n-C₁₉, are higher in the north and lower in the south. The isotopic fractionation ε for hydrogen between meteoric water and the short-chained n-alkanes is increasing from N to S by more than 100‰ and is significantly correlated to mean annual temperature for n-C₁₆ and n-C₁₈. This suggests that these n-alkanes may originate from a different source in the northern lakes, possibly due to petroleum contamination, or are synthesized using a different biochemical pathway.The n-C₁₇ and n-C₁₉ alkanes of algal origin, the n-C₂₁ and n-C₂₃ alkanes originating from water plants, and the long-chain n-alkanes n-C₂₅, n-C₂₇, n-C₂₉, and n-C₃₁ of terrestrial origin, clearly correlate with δD values of meteoric water, lake water, and mean annual temperature, indicating that they excellently record the δD value of meteoric water. The mean hydrogen isotope fractionation ε_C17/w of −157‰ (SD = 13) between n-C₁₇ and meteoric water is fairly constant over the wide range of different climates and lake environments, suggesting only minor influence of environmental factors on this biochemical fractionation. This suggests that δD values of n-C₁₇ are suitable to reconstruct the isotopic composition of source water. The mean fractionation between the long-chain n-alkanes and water is −128‰ (SD = 12). The mean difference of 31‰ between both ε values is likely due to evaporative enrichment of deuterium in the leaf water. If this is the only influence on the enrichment, the difference between the δD values of terrestrial and aquatic compounds might be suitable to reconstruct terrestrial evapotranspiration of the lake environment.     

The Impact of Climatic and Environmental Factors on n-Alkanes Indices in Southwestern Tibetan Plateau

n-Alkanes are widely used in paleoenvironmental reconstructions.However,our understanding of changes in the distribution of n-alkanes with climatic and environmental factors remains unclear in arid/semi-arid regions.We sampled 26 surface sediments from three climatic zones across the southwestern Tibetan Plateau to evaluate the sensitivity of chain length distributions of n-alkanes to climatic and environmental parameters.Our observations demonstrate that average chain length (ACL), proportion of aquatic macrophyte (Paq),carbon preference index (CPI) and ratio of the contents of nC27 and nC31 (nC27/nC31) are all sensitive to hydroclimatic conditions.In contrast to commonly-adopted assumptions,the correlations between these indices and hydrological parameters are not always good,which indicates that the interpretation of n-alkane indices is special on the southwestern Tibetan Plateau.These might be related to the vegetation characteristics and seasonality of biological activity,and need to be considered in paleoclimatic reconstruction.The impact of seasonal precipitation on n-alkanes indices was also evaluated.     

东海赤潮高发区沉积物柱状样中正构烷烃和脂肪醇的分布与来源

选取了东海赤潮高发区4个站位的沉积物柱状样,通过测定δ13C_TOC值,利用δ13C的双端元模型计算了沉积物中TOC的海源和陆源贡献率,并分析了正构烷烃和脂肪醇的组成与分布,探讨了其来源。结果表明,东海赤潮高发区沉积物中,正构烷烃以高碳数烷烃为主,有明显的奇碳优势,且呈双峰群分布;各站位总正构烷烃（T-ALK/μg/g）含量随深度有不同的变化;碳数奇偶优势指数（CPI）、陆源海源优势烷烃比（TAR）、平均链长（ACL）等正构烷分子指标,反映出在调查海区陆源正构烷烃的输入占主导,且以草本植物为主。直链烷基醇主要来源于陆地高等植物,4个站位的植醇经历了相似的生物化学过程,说明沉积环境较一致;菜籽甾醇与甲藻甾醇的比值指示了调查海区浮游植物种群的历史变化,由于水体富营养化的日益加重所导致的赤潮由简单的硅藻赤潮向硅藻甲藻混合型赤潮转变。     

微生物降解有机物的碳氢同位素分馏研究进展

微生物降解使有机化合物的稳定碳、氢同位素发生不同程度分馏的研究在有机污染物来源和微生物环境修复等领域取得了长足进展,并对原油和天然气微生物降解研究有借鉴意义。微生物作用下的同位素分馏为动力同位素分馏,导致重同位素在残余物中富集。影响微生物降解有机物同位素分馏的主要因素有微生物的降解代谢途径、辅酶作用、降解类型与程度、同位素质量差异和有机物碳数等。不同的微生物代谢途径代表不同的生物化学反应,造成了同位素分馏的显著差异;辅酶对反应的催化作用使微生物作用造成的同位素分馏更加复杂。低碳数正构烷烃遭受微生物降解程度越高,碳、氢同位素的分馏也越大,同位素变重与降解程度之间有明显的相关性。但对于复杂化合物,由于降解的多级反应,同位素分馏与降解程度间的相关性并不明显。在同样降解程度下,氢同位素分馏大于碳同位素分馏,低碳数正构烷烃的同位素分馏大于高碳数正构烷烃的同位素分馏。