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1.
泥炭分子化石单体碳氢同位素的古气候意义 总被引:9,自引:0,他引:9
为了查明泥炭分子化石记录的古植被状况与古植物学分析结果的差异,并进一步探讨这些分子化石所记录的古气候信息,本文利用气相色谱仪(CC)、气相色谱—质谱联用仪(GC—MS)、气相色谱—燃烧-同位素比质谱仪(GC-C-IRMS)、气相色谱-热转换—同位素比质谱仪(CC—TC—IRMS)详细分析了一个40cm(约220年)长的泥炭岩芯中的分子化石及其单体碳、氢同位素组成。正构烷烃分子化石的主峰化合物(C23)及其碳、氢同位素组成与温度有很好的对应关系,工业革命以来化石燃料的燃烧效应也在单体碳同位素上反映出来。这些结果反映了泥炭分子化石具有很好的古气候和古环境意义。 相似文献
2.
本文运用热解技术对采自准噶尔盆地风城地区6个重度生物降解稠油进行沥青质热解实验。通过分析沥青质热解产物中生物标志化合物组成和单体正构烷烃碳同位素组成,探索其在降解稠油油源研究中的应用。研究结果显示,沥青质热解产物中生物标志化合物组成特征易受热解温度的影响,指示母质沉积水体环境的参数 Pr/Ph比值随热解温度升高逐渐增大,在较高的温度下,高碳数、高环数的生物标志化合物易裂解生成低碳数、低环数的化合物,导致C20三环萜烷/C30 藿烷和孕甾烷/αααC29R甾烷两个参数的比值随热解温度升高逐渐增大,表明利用沥青质热解产物生物标志化合物组成进行降解稠油油源判识易出现偏差。而沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素组成随热解温度升高并没有明显的变化, 6个降解稠油沥青质热解产物单体正构烷烃碳同位素分布曲线呈水平分布,与来自风城组烃源岩的典型原油基本相似,说明沥青质热解产物中单体烃碳同位素组成特征可用于重度降解稠油油源分析。另外,通过对比稠油与其沥青质热解产物中单体正构烷烃单体碳同位素组成差异,可用于研究多油源以及后期混入的问题。 相似文献
3.
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 总被引:1,自引:0,他引:1
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. 相似文献
4.
单甲基支链烷烃的单体碳同位素研究 总被引:3,自引:1,他引:3
轮南14井三叠系油砂中烷烃类呈双峰型分布,前峰型正构烷烃(nC12~nC22)单体碳同位素较轻(-33.72‰~-32.84‰);后峰型正构烷烃(nC23~nC32)单体碳同位素略重(-32.02‰~-30.90‰),反映两种不同生源的生烃贡献。同时,在后峰型正构烷烃之间检测到了丰富的单甲基支链烷烃系列化合物,该类化合物与后峰型正构烷烃具有相同的单体碳同位素组成(-30.52‰~-31.64‰),指示二者具有共同的母质成因。文献及实测单体碳同位素组成表明单甲基支链烷烃属细菌等微生物来源,因此,对传统的双峰型分布中后峰正构烷烃属高等植物来源的认识提出置疑。 相似文献
5.
应用气相色谱-气体同位素质谱(GC-C-IRMS)分析正构烷烃单体碳同位素之前,需要对饱和烃样品中正构烷烃和异构烷烃进行预分离、富集,在预分离和富集过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏是高精度分析正构烷烃单体碳同位素比值(δ13C)的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5Å分子筛络合、环己烷-正戊烷混合溶剂两次洗脱,GC-C-IRMS分析正构烷烃单体碳同位素,研究前处理过程中正构烷烃单体碳同位素是否发生分馏。结果表明:使用柱色谱分离前后,多数正构烷烃单体碳同位素比值相差-0.2‰~0.2‰;当5Å分子筛不完全络合时,未络合的正构烷烃单体碳同位素比值偏重约0.7‰,可能发生了微弱的碳同位素分馏,但并未影响洗脱后的正构烷烃单体碳同位素比值;使用环己烷-正戊烷混合溶剂洗脱前后,碳同位素比值相差-0.2‰~0.5‰,以同样方式洗脱第二次,获得的正构烷烃单体碳同位素比值与模拟样品相差-0.3‰~0.2‰。分析不同回收率(>20%)正构烷烃的单体碳同位素比值,处理前后的差值基本在0.3‰以内,可见当正构烷烃回收率低至20%左右时,其单体碳同位素仍未发生明显分馏。柱色谱分离-5Å分子筛络合-混合溶剂洗脱方法适用于回收率大于20%的正构烷烃单体碳同位素分析。 相似文献
6.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>对吐哈盆地煤系烃源岩中具偶数碳优势样品的生物标志化合物及正构烷烃单体烃碳同位素分布特征进行了分析。1)样品选取:台北凹陷中、下侏罗统正构烷烃具偶碳优势的煤系烃源岩样品:草南1井J1q,疙13井J2x4,小草1井J2x,勒2井J2x,亚1井J1s;台南凹陷正构烷烃具偶碳优势的煤系烃源岩样品:鲁南1井C,艾参1井C。2)实验方法:氯仿沥青"A"多粒子检测定量色谱/质谱;正构烷烃单体烃碳同位 相似文献
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有机碳同位素已经被广泛的用于湖泊环境变化研究, 特别是沉积物中的单体有机分子化合物被认为主要来源于陆地植物, 其碳同位素组成可以很好地定量重建陆地C4/C3植被变化和相应的气候变化信息。然而, 最近的系列研究结果表明: 青海湖中的水生生物也可以产生长链正构烷烃(C27和C29), 并且在湖泊沉积物中含量较高, 这些水生植物产生的长链正构烷烃的碳同位素组成十分接近陆地C4植物。这些结果提示我们, 湖泊内生生物的贡献可能会影响沉积物正构烷烃碳同位素古环境变化意义的解读。特别是通过湖泊长链正构烷烃碳同位素记录重建陆地C4/C3植被变化时, 如果不考虑内源生物的贡献, 估算的结果可能过高或过低的估计了历史时期陆地C4植物的丰度, 以致得出不真实的气候/环境变化信息。 相似文献
8.
湖泊沉积物中直链脂肪族化合物(MCCs)对气候变化响应敏感,环境条件的变化可促使MCCs在游离态和结合态间发生转化,是古气候重建的重要生物标志物。以往研究中对样品前处理通常采用混合溶剂提取法得到MCCs游离态组分,而以化学键合、物理吸附等形式赋存的结合态组分无法通过溶剂提取,不能获取结合态组分特征对气候环境变化的指示信息。本文将热裂解这一有机质高效分解技术与气相色谱-质谱(GC-MS)联用,实现了对内蒙古伊和沙日乌苏湖泊沉积物有机质组成的精细刻画,并识别、分析了共计3类、71项结合态MCCs化合物。结果表明:热解温度是影响热裂解-气相色谱-质谱(Py-GC/MS)分析沉积物样品中结合态MCCs分布特征的主要因素,450℃以下热解能量较低导致结合态MCCs解析不充分,550℃和650℃下各类结合态MCCs(含正构烷烃、正构烯烃及
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贵州瓮安地区早寒武世含磷岩系有机地球化学特征 总被引:1,自引:0,他引:1
贵州瓮安水银山的下寒武统底部的磷块岩的生物标志物以及单体烃碳同位素分析表明,正构烷烃以nC17和nC27为优势,无奇偶优势;Pr/Ph为0.95,显示弱的植烷优势;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C29C27C28的分布特征。正构烷烃的单体碳同位素值随碳数增加的曲线变化略显平缓,变化范围较窄(-31.13‰~-33.14‰)。这些生物标志物和单体烃碳同位素的特征表明,贵州瓮安水银山磷块岩中生物母源主要是低等的水生藻类的输入,高含量伽玛蜡烷和三环萜烷以及Ts/(Ts+Tm)比值为0.37(0.5)的特征表明深部温盐流上涌是形成这套磷块岩的主要原因。 相似文献
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青海湖是我国最大的内陆咸水湖泊。本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对青海湖水生生物和周围地区陆生生物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了生物中正构烷烃及其同位素组成。结果显示了不同生物中正构烷烃碳数分布范围在C1 5~C33之间,呈单峰型分布;主峰碳数是水生生物(除海韭菜外)相对较低,主要为C23和C25,陆生木本植物次之,为C27;陆生草本植物较高,为C27和C29;CPI值分布在4.0~29.7之间;ACL值为26.0~29.6,分布与植物类型有关。青海湖水生生物中正构烷烃氢同位素组成分布在-209.8‰~-85.6‰之间,平均值为-169.2‰~-121.2‰;陆生植物的正构烷烃δD值为-196.7‰~-84.3‰之间,平均值为-173.0‰~-108.6‰。青海湖不同水生生物和不同陆生生物之间的正构烷烃氢同位素组成差别显著。研究发现,湖泊的含盐量对水生植物的正构烷烃氢同位素具有显著影响,环境湿度和降水量明显影响了陆生植物的正构烷烃氢同位素组成;植物的正构烷烃平均氢同位素组成随着其ACL值增加,具有变轻的趋势;不同种类植物的正构烷烃合成期间具有不同的氢同位素分馏效应,与陆生植物相比较,水生植物的正构烷烃相对于环境水更富集轻氢同位素,并且随着ACL值增加,环境水和正构烷烃之间的氢同位素分馏增大。 相似文献
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近代盐湖沉积物中的生物标志化合物 总被引:2,自引:1,他引:2
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。 相似文献
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。 相似文献
12.
利用气相色谱(GC)和气相色谱/同位素比值质谱(GC/IRMS)对东海近岸泥质区、济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部表层沉积物中正构烷烃的单体碳同位素组成及分布进行了分析。结果显示东海不同泥质区典型海洋藻类源正构烷烃C19同位素组成基本相似,在-27.4 ‰ ~-28.0 ‰ 之间,平均为-27.7 ‰ 。典型海洋水生植物源C23同位素组成在-28.5 ‰ ~-31.6 ‰ 之间,平均为-30.5 ‰ ,碳同位素组成从近岸泥质区到冲绳海槽北部逐渐变重,表明海槽区与陆架区海洋水生植物种类有所不同。陆架区长链正构烷烃(C25~C31)部分随着碳数的增加,其同位素组成逐渐变轻,但海槽区这一变化不大,显示陆架区的陆源高等植物蜡具有相似的物源,而冲绳海槽北部由于黑潮主干区和黑潮分支(对马暖流)对陆架沉积物进入深海的控制性阻隔作用,其物源与陆架区区别较大。现代输入东海的陆源植物以C3植物为显著优势,C3植物对近岸泥质区北部、近岸泥质区南部、远端济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部陆源植物的贡献分别为83 % ,95 %,75 % 和70 % 。 相似文献
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为了揭示蜗牛化石壳体碳酸盐(文石)稳定同位素组成的古气候和古生态环境指示意义,对采集于河南荥阳邙山末次冰期黄土剖面上部中的粉华蜗牛(Cathaica pulveratrix)化石壳体碳酸盐进行了碳、氧稳定同位素分析,同时还对全岩有机物质(SOM)碳同位素组成以及全岩磁化率和粒度等气候替代指标进行分析,结果显示:剖面中反映蜗牛食物碳同位素组成的壳体δ13CSSA的变化,与反映古植被碳同位素组成的全岩有机物质碳同位素组成(δ13CSOM)无显著的相关关系,但是壳体13C相对于SOM的富集程度(Δδ13CSSA-SOM)的变化与石笋氧同位素记录的末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致; 壳体δ18OSSA的变化不但与黄土磁化率、粒度等气候替代指标变化具有显著相关性,同样也与末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致。这些特征,一方面说明受季风环流控制的气候温湿程度变化左右蜗牛夏季活动的几率和食物的类型,干冷气候条件下,相对温湿夏季成为蜗牛活动主要时期,相对富集13C苔藓、菌类和植物可能是蜗牛的主要食物; 另一方面暗示蜗牛化石壳体碳酸盐稳定同位素组成能够指示气候温湿程度和生态环境的变化。 相似文献
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植物化石和土壤中的有机质碳同位素指标常用来反映古气候的变化,然而碳同位素这个指标在特定地区反映气候的定量关系缺乏检验。研究剖面选择自中国的秦岭(34°14'24″N,106°55'30″E)到蒙古人民共和国北部,接近贝加尔湖地区(51°35'08″N, 100°45'49″E)的研究剖面线,选择了3种C3植物(Artemisia scoparia, Ajania achilleides 和 Artemisia frigida),在剖面线上沿南北方向上每隔4'到5'采取一个样点,共选取161个C3植物茎叶样品进行了δ13 C值测定。同时收集了剖面线附近气象站的降水、气温等资料,用插值方法得到每个采样点的气温、降水数据。分析表明:C3植物的δ13 C值分布范围为-30 ‰ ~-22 ‰ ,其平均值为-26.81 ‰ ,该平均值较全球C3植物δ13 C平均值偏正。通过对比C3植物δ13 C与年均温、年均降水量、生长季节的干燥度等随纬度的变化规律,发现C3植物δ13 C、年均降水量、生长季节的干燥度有非常一致的变化趋势,而C3植物δ13 C和年均温不具有一致性。通过一元回归分析也同样发现C3植物δ13 C与年均降水量呈线性负相关关系(y=-0.0077x-24.838,n=161,R2=0.4418,p=0.01),与生长季节的干燥度呈线性正相关关系(y=0.7328x-28.806,n=161,R2=0.3685,p=0.01),而与年均温度没有明显的相关关系(y=-0.0461x-26.756,n=161,R2=0.0232,p=0.01)。在本研究区C3植物δ13 C对年均降水量和生长季节的干燥度响应十分显著,而对温度的响应不明显。研究区具有明显的降水和温度的梯度分布特征,是验证植物碳同位素与气候关系的理想场所,而土壤中的有机质碳同位素与其地面上的植物碳同位素息息相关。研究也说明,在本研究区或其他气候植物组合相似的地区可以利用古土壤中的有机质碳同位素来定量或半定量地反映古气候的变化。 相似文献
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桂林全新世石笋高分辨率δ13C记录及其古生态意义 总被引:18,自引:1,他引:17
桂林地区3个石笋分辨率达10~100a级的δ13C记录表明,全新世时期的古生态可以划分为森林植被由兴盛至退化(气候由暖湿至干凉)的3个旋回。早中期旋回人类活动影响较小,晚期旋回影响大,由于人类持续地对森林的破坏,草类植被得以生长,石漠化增强,石笋的δ13C值急速上升以后,很难再回复到全新世中期的水平。δ13C值大幅度跳跃式的下降,可以确定末次冰期旋回冰消期的终止点,其时限为10 700aB.P,与δ18O记录完全吻合,也可以与海洋氧同位素以及其它记录进行对比。 相似文献
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海南岛万泉河口沉积物有机碳、 氮同位素的特征及其环境意义* 总被引:4,自引:0,他引:4
对海南岛万泉河口沙美内海柱样K3和K4沉积物进行生物地球化学指标总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ13 C)、氮同位素(δ15 N)的分析,以及210 Pb定年了解其近代变化特征,追踪沉积物有机质来源的变化,提取沉积环境演变及人类活动的信息。K3中TOC的变化介于0.51 % ~1.12 % ,K4变化介于0.43 % ~1.49 % ,而其随时间的变化反映了流域内人类活动的历史。17世纪TOC含量明显增加记录了明末清初开始流域内广泛种植农作物的活动,19世纪以来TOC含量逐渐增加,至现代达最高值,对应了工业革命以来人类活动的增强。K3和K4的δ13 C值变化分别在-24.38 ‰ ~-21.02 ‰ 之间和-24.74 ‰ ~-20.17 ‰ 之间,δ15 N值变化分别在2.20 ‰ ~4.62 ‰ 之间和2.39 ‰ ~5.02 ‰ 之间,映证了本区沉积物有机质是陆源物质和海洋物质混合的特点。明末清初开始流域内广泛种植玉米等农作物造成δ13 C值增加和δ15 N值减少; 自19世纪以来至现在,该区的经济活动增加,人口的持续增长,尤其是近50年来化肥农药的大量使用,造成陆源输入的有机碳含量大幅增加,使δ13 C值减少和δ15 N比值增加。 δ13 C值自19世纪以来就逐渐变轻,说明陆源和海洋有机碳的比例发生了变化,较轻的陆源有机碳比例相对增加,较重的海洋有机碳比例相对减少,反映了玉带滩沙坝的增长、沙美内海封闭、海水交换作用减少的状况。C/N比值分别从底部的16.19和17.36到顶部减小为11左右,自19世纪以来呈明显减小的趋势也反映了沙美内海泻湖自生的藻类有机质供应越来越多,也说明了其逐渐封闭、水动力条件越来越弱,与外海的交换作用逐渐减少的状况。 相似文献
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古海洋研究中的地球化学新指标 总被引:30,自引:4,他引:30
有机地球化学与微量元素地球化学古环境指标及其相关的同位素指标已成为追溯古全球变化与古海洋生物地球化学演化的有力工具。从古环境替代指标的示踪原理和应用的角度,综述了有孔虫碳同位素、有机地球化学整体指标、生物标志化合物、单体有机分子同位素、微量元素等在古海洋古环境研究中的应用及相关的研究动态与进展。指出古海洋研究正从以恢复古海洋的物理参数(温度、盐度、古洋流等)为主,向着揭示古水团演化、古生产力、古营养状况、碳贮库及碳循环等古生物地球化学演化过程方向纵深发展。 相似文献
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Jonathan Nichols Stephen T. Jackson Yongsong Huang 《Geochimica et cosmochimica acta》2010,74(4):1407-1416
We have developed a new approach to quantitatively reconstruct past changes in evaporation based on compound-specific hydrogen isotope ratios of vascular plant and Sphagnum biomarkers in ombrotrophic peatland sediments. We show that the contrast in H isotopic ratios of water available to living Sphagnum (top 20 cm) and in the rooting zone of peatland vascular plants can be used to estimate “?”—the fraction of water remaining after evaporation. Vascular plant leaf waxes record H isotopic ratios of acrotelm water, which carries the D/H ratio signature of precipitation and is little affected by evaporation, whereas the Sphagnum biomarker, C23n-alkane, records H isotopic ratios of the water inside its cells and between its leaves, which is strongly affected by evaporation at the bog surface. Evaporation changes can then be deduced by comparing H isotopic ratios of the two types of biomarkers. We calibrated D/H ratios of C23n-alkane to source water with lab-grown Sphagnum. We also tested our isotopic model using modern surface samples from 18 ombrotrophic peatlands in the Midwestern United States. Finally, we generated a 3000-year downcore reconstruction from Minden Bog, Michigan, USA. Our new record is consistent with records of other parameters from the same peatland derived from different proxies and allows us to differentiate precipitation supply and evaporative loss. 相似文献