若尔盖高原全新世气候序列的类脂分子化石记录*

基于可靠的年代标尺,结合青藏高原泥炭沉积剖面的有机碳、孢粉等相关资料,首次在该区利用类脂分子化石指标建立了全新世以来的气候与环境演化序列。结果表明,正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇等类脂分子化石指标存有意义的规律性变化。其中,反映低等菌藻生物和高等植物相对变化的轻组分与重组分之比L/H以及平均碳链长度ACL具有很好的古气候意义,即L/H高,ACL低,指示气候偏暖湿;L/H低,ACL高,指示气候偏干冷。各个类脂分子化石指标记录的气候信息在细节上具有一定的差异,可能是不同类脂物分子的地球化学行为和生物组成结构的不同以及对气候因素温湿组合变化响应各异的体现。同时,也较好地揭示了类脂分子化石具有自己的敏感性,在细节上较传统的有机碳指标在记录气候信息上更为敏感。该研究进一步突出了这些泥炭类脂分子化石在第四纪研究中的重要地位和应用潜力。     

Distribution and Geochemical Implication of Aromatic Hydrocarbons across the Meishan Permian-Triassic Boundary

INTRODUCTIONThe Permian-Triassic ( Tr/P) boundary , datedto be (251 .4±0 .3) Ma ago ,is marked by the mostdrastic mass extinction of organisms in the Phanero-zoic .In order to explore the pattern and the cause ofthe mass extinction,extensive research has been fo-cused on biostratigraphy , isotopic chronostratigra-phy , event stratigraphy , ecostratigraphy and se-quence stratigraphy (Payne et al .,2004 ; Reichowetal .,2002 ; Yin et al .,2001 ;Jin et al .,2000 ;Zhanget al .,1996 ,1995 ;…     

生物标志化合物与相关的全球变化

在各种地质体中广泛分布的生物标志化合物在全球变化研究中有着广泛应用,特别是在海洋和湖泊沉积物中,研究工作已涉及到古植被、古温度、古降水量、古大气CO₂浓度和古季风等的恢复.文章介绍利用气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪、气相色谱-热转换-同位素比质谱仪分析了一个长40cm泥炭岩芯(约222年)的生物标志化合物的分布及其单体氢同位素.结果显示,不管是生物标志化合物的分布,还是其单体稳定同位素特征都记载了气候(温度)的变化.正构脂肪酸的碳优势指数(CPI值)、正构烷烃C23/C31比值、正构烷烃C23的δD值与温度有很好的对应关系.     

红原泥炭正构烯烃的分布与古气候意义

利用GC-MS对红原泥炭样品中的分子化石进行了系统检测,获得了一系列正构烯烃,碳数分布范围为C18—C28,主峰碳为C27,次主峰为C23或C25,与同一深度处的正构烷烃分布模式完全不同。泥炭中正构烯烃的轻重组分∑C21-/∑C2 1、正构烯烃与相应碳数的正构烷烃比值呈有意义的阶段性变化。其中∑C21-/∑C21 与正构烷烃L/H的变化趋势大体一致;而C24:1/C24:0和C23:1/C23:0比值却与之相反。这可能与正构烯烃,特别是这些中碳数化合物因气候如温度的变化在厌氧条件下发生微生物的氢化作用有关,很可能记录了青藏高原东北部地区全新世以来的温度信号。(C26 C27 C28)/(C23 C24 C25)正构烯烃比值,与该区植被分布具有一定的对应关系,说明这些正构烯烃可能除了与植被有关外,也与不同植被类型的组织具有不同抗微生物降解能力相关。这些指标记录的气候信息与前期报道的分子化石记录的气候演化基本一致,说明正构烯烃可以作为古气候的替代性指标。     

藻类对金的吸附与吸收作用试验

根据苏联及其它国家对64个地区4500个样的分析结果估计,黑色页岩建造的碳质页岩中金的平均含量为14.7·10~(-7)%,为同类地区粘土页岩中金平均含量(2.0·10~(-7)%)的7~10倍.这个事实说明,藻类及其产生的有机物质在金的富集中起了重要作用.为了说明这一作用,我们开展了现代藻类对金的吸附和吸收作用研究.实验材料为现生集胞藻(Synechocystis)、刚毛藻(Cladophora)和浒苔(Enteromorpha),在不同金浓度(5×10~(-8)、10~(-7)、5×10~(-7))的溶液中培养,每隔2天、3天或5天取培养液用“微株法”测定金浓度的变化.结果表明:实验藻类都能从溶液中富集金,溶液的金浓度下降,但不同的藻类富集金的能力不同.在试验期间,藻类对金的富集速率并不均衡,有高峰期和低谷     

末次间冰期以来黄土高原的草原植被景观：来自分子化石的证据

利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)从兰州九洲台全新世古土壤(S₀ )、马兰黄土(L₁)和离石黄土顶部的S₁等黄土-古土壤系列中检测出种类众多的异地源和原地源分子化石, 这两类分子化石的共存与黄土的风成成因有关, 而只有其中的原地分子才对研究区古植被的恢复有意义. 在引进了一种评估异地源贡献的方法以后, 计算出来的原地源正构烷烃分布反映了研究区从末次间冰期以来发育了草原植被的景观, 其中全新世最暖期可能还有一定的木本植物, 末次冰期可能出现荒漠(草原)植被. 这些研究结果与新近报道的植物硅酸体资料吻合, 为末次间冰期以来黄土高原塬面上有关古植被景观的争议提供了新的分子化石方面的证据. 黄土地层的工作也揭示了在分子地层学的工作中, 要考虑异源分子化石存在的可能性.     

重大地质突变期生物与环境事件的分子化石记录

随着现代分析测试技术的发展,地质类脂物分子在地球环境和生命过程领域得到了快速的应用。总结了志留纪/奥陶纪、晚泥盆世弗拉期/法门期、三叠纪/二叠纪、侏罗纪/三叠纪、古近纪/白垩纪5次生物集群灭绝期地质类脂物分子记录的生物和环境事件。重点讨论了地质类脂物记录的绿硫细菌和水体透光带富硫化氢事件、甲烷菌与海底天然气水合物释放以及这些事件与生物危机的可能关系。提出了当前的工作应从生物危机向生态危机深入,既能反映生物事件与环境事件的关系,又能体现地质记录和地质过程的结合,这其中,地微生物生态系和陆地生态系工作亟待加强。     

分子地层学的原理、方法及应用实例

当前分子地层学研究已涉及蛋白质、核酸、碳水化合物、类脂物和木质素等多种生物化学组分。在地层中,分子化石具有分布的广泛性、定量的准确性、应用的指纹性和信息的多样性等特点,其地层学应用的主要原理是依据分子化石的生物源信息和其离开生物体后发生的一系列转化途径来实现的,其表述方法可以是含量、相对丰度、碳数分布和单体同位素特征等。在各类年代学框架下,由这些分子化石参数所揭示的各类生物事件和环境事件可以成为区域性乃至全球性地层对比的主要依据。分子地层学与分子古生物学、生物地球化学、有机地球化学密切相关,它与传统三大地层学分支学科明显不同,目前还没有明确的分子地层单位,也没有进行广泛的分子地层划分与对比工作。对各类生物事件与环境事件有重要指示作用的分子地层学,与生态地层学、事件地层学等地层学分支学科类似,其主要任务是在传统生物地层学或其他年代学框架下,提高地层划分和对比的精度。以浙江长兴煤山二叠纪-三叠纪界线地层和第四纪泥炭为例,以高分辨率的生物事件与环境事件为切入点,分别探讨在生物地层学或其他年代学框架下的分子地层工作,由此提出了分子地层学的分类单位——分子化石带。     

微生物四醚膜脂化合物在湖泊环境中的研究进展

近十几年来,甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)已成为生物地球化学研究的热点,此类化合物广泛分布在海洋、湖泊、土壤、泥炭以及热泉等不同类型的环境载体中,并且携带丰富的环境信息,基于此类化合物分布构建的参数已成为重建古环境变迁的重要指标。本文首先从GDGTs化合物的结构以及生物来源出发,重点阐述了基于此类化合物构建的几个指标TEX86、BIT、MBT/CBT以及ACE在湖泊环境研究中的应用及存在的不足,随后概述了特殊类型湖泊即富营养、高盐度湖泊中GDGTs化合物的分布特征,最后对GDGTs化合物在湖泊环境的研究提出总结以及展望。     

碱式水解法提取红土分子化石: 以安徽宣城更新世网纹红土为例

红土中种类丰富的分子化石为红土古生态研究提供了直接证据, 但较低含量的分子化石限制了传统索氏抽提方法的推广应用.本次研究尝试性地运用碱式水解法提取安徽宣城更新世红土中的分子化石, 在25g样品中检测到了含量明显、种类丰富的有机物, 且该方法可以显著地降低空白污染, 这说明碱式水解法在分子化石含量低的地质体(如红土) 研究中具有一定的应用潜力.本次研究检测出除了传统索式抽提得到的正构烷烃、脂肪酸、脂肪醇等以外, 还提取到了二元羧酸这一重要化合物, 它的存在为网纹红土可能形成于多水环境提供了新的证据.测试样品中各类分子化石组合信息显示出红土有机物以微生物为主的来源特征, 表明网纹红土形成过程受到了微生物活动的影响, 同时伴有大量低等菌、藻来源有机质的输入, 初步结果为红土形成环境研究提供了新的证据.