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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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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(δ~(13)C)的关键。本文以正构烷烃混合溶液为对象,利用柱色谱、5■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5■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-5■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
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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
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采用一系列温和的化学降解法对松辽盆地南部嫩江组烃源岩的干酪根进行连续的选择性化学降解，并对不同降解产物进行色谱—同位素比值质谱分析。研究表明碱性水解和脱硫产物以一元脂肪酸和正构烷烃为主，其中正构烷烃碳同位素分布曲线呈现一定的“负倾”（即随碳数增加呈现逐渐贫13C）趋势；一元脂肪酸以C16和C18为主，具有明显的偶碳优势，与同碳数的正构烷烃具有相似的碳同位素组成。氧化产物则以一元脂肪酸和α,ω 二元脂肪酸为主，一元脂肪酸低碳数部分呈现“负倾”趋势，高碳数部分则呈现“正倾”的趋势；α,ω 二元脂肪酸与低碳数的一元脂肪酸具有相似的分布，表明它们可能具有相同的母源。对比研究表明JL 30抽提物中正构烷烃可能存在混源的影响，其碳同位素组成是多源混合的结果。 相似文献
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《地学前缘》2017,(5):416-426
以四合屯剖面下白垩统义县组三段湖相沉积为研究对象,对抽提物中正构烷烃和无环类异戊二烯烃的氢同位素组成进行了测定,以期为热河生物群繁盛时期的古气候和古环境变化提供氢同位素组成的证据。结果显示,正构烷烃的氢同位素组成介于-232.1‰~-93.6‰,在剖面上变化明显;主峰碳数正构烷烃氢同位素组成的相关性分析显示,n-C29与n-C31主要来自陆生高等植物,而n-C23则主要来自水生植物。中碳数正构烷烃与高碳数正构烷烃氢同位素组成差值(ΔδDmid-long)的剖面变化在-28.8‰~85.0‰,指示热河生物群繁盛时期的气候波动显著,呈现由干旱逐渐变为温湿,再回归干旱的阶段性循环特征。特别是姥鲛烷和植烷的氢同位素组成较正构烷烃明显偏轻,而姥鲛烷较植烷的氢同位素组成相对轻微偏重,结合它们的碳同位素组成证据,这一差异很可能是由于成岩演化过程中植醇形成姥鲛烷和植烷的途径不同而引起。 相似文献
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《地球化学》2015,(6)
对辽河盆地中央凸起南部潜山原油进行了好氧生物降解模拟实验,分析了辽河原油在轻度至中度(PM 1~4级)的好氧生物降解过程中化学组分的变化,以及在此过程中原油族组分和正构烷烃单体的稳定碳同位素值的变化。结果显示,饱和烃组分的消耗速率最快,正构烷烃的消耗速率高于异构烷烃,低碳数正构烷烃的消耗速率高于高碳数正构烷烃。正构烷烃的疏水性及其在原油中的相对浓度可能是影响微生物选择性地消耗正构烷烃的主导因素,即低碳数的正构烷烃由于在油水界面上的表面张力较小而更容易被微生物降解。正构烷烃单体(C_(14)~C_(30))稳定碳同位素值在生物降解过程中较稳定,未产生明显的碳同位素分馏效应。正构烷烃的好氧降解产物主要是脂肪酸、醇和CO_2。辽河原油中正构烷烃组分的δ~(13)C值较饱和烃、芳烃、胶质和沥青质组分都要偏重,降解产物中水溶性较低的高碳数脂肪酸和醇大部分进入胶质中,少部分通过氢键缔合和形成酯键等方式进入到沥青质组分中,造成沥青质组分的δ~(13)C值发生相应的变化,即对沥青质的δ~(13)C值产生"拉动效应";而降解产物中高水溶性的低碳数烷基酸和醇会进入水相而脱离原油,导致残余油的整体δ~(13)C值相应变轻。因此,假如易受生物降解的烃类如正构烷烃等的δ~(13)C值与原油的δ~(13)C值差别比较大,那么生物降解过程中随着原油化学组成的改变,原油本身及其族组分的δ~(13)C值均可能发生明显的变化。 相似文献
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对四川盆地东部50个天然气样品组分和碳、氢同位素组成分析结果显示,天然气以烃类气体为主,干燥系数高(C1/C1+=0.975~1.0),H2S含量变化较大(H2S=0.00%~16.89%)。利用烷烃气碳、氢同位素组成和判识油型气热演化程度图版,确定四川盆地东部天然气主要为原油裂解气,且热演化程度已处于油气裂解阶段。在四川盆地东部,烷烃气碳、氢同位素组成普遍存在局部倒转现象,即δ13C1δ13C2δ13C3和δD1δD2,这主要与研究区域不同硫酸盐热化学还原作用(TSR)强度有关,因为在该反应过程中不仅会产生大量的CH4,其碳同位素较重,同时,水参与了硫酸盐与烃类的化学还原反应使得水中的H+与烃类中H+发生同位素交换,从而引起TSR生成CH4的氢同位素分馏大于干酪根直接生烃过程造成的氢同位素分馏。异常δ13CCO2值与TSR反应过程中部分碳同位素较轻的CO2与硫酸盐中金属离子(Mg2+、Fe2+、Ca2+等)以碳酸盐的形式沉淀后,导致气藏中残余重碳同位素组成的CO2与酸性气体腐蚀碳酸盐岩储集层形成的CO2相混合有关。 相似文献
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不同纬度地区植物中正构烷烃及其同位素组成 总被引：2，自引：0，他引：2
本文应用GC-MS和GC-TC-IRMS同位素分析技术,对我国北部柴达木盆地花土沟至南部广西南宁5个地区草、芦苇和树叶3类植物中正构烷烃及其碳氢同位素进行了分析.结果显示了不同纬度地区植物中正构烷烃碳数分布在C15～C30之间,呈单峰型分布,主峰碳数为C27、C29和C31;CPI值分布在3.49～17.25之间,平均值是草＜芦苇＜树叶;ACL值为26.24～30.26,平均值是草＞芦苇＞树叶.研究发现,随着植物生长地区纬度的增高和年平均气温的降低,植物中正构烷烃主峰碳数、CPI值、ACL值都降低,并且纬度每增加1.,草、芦苇和树叶中ACL值分别减少0.08、0.22和0.36;气温每增加1℃,草、芦苇和树叶中ACL值分别增加0.04、0.24和0.20.研究样品中C27和C29正构烷烃的δ13C值分布在-25.3‰～-35.5‰之间,草具有相对轻的碳同位素组成;C27和C29正构烷烃碳同位素组成与环境因子(如纬度和温度)之间的相关性,在这次研究中没有观察到.样品中C27和C29正构烷烃δD值分布在-132.1‰～-192.6‰之间,草具有相对轻的氢同位素组成.随着纬度增加和气温降低,草和树叶中C27和C29正构烷烃富集轻同位素.因此,可以应用草、芦苇和树叶中正构烷烃主峰碳数、CPI值和ACL值以及草、树叶中C27、C29正构烷烃δD值指示环境特征. 相似文献
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Leaf waxes/lipids which are derived from terrestrial higher plants are ubiquitous in fluvial, lake, and marine sediments. N-alkanes are an important component of leaf waxes. Modern leaf wax n-alkanes from terrestrial higher plants are characterized with long chains with 27 to 33 carbon atoms (nC27-nC31) and high carbon preference index (CPI) values (>5). The hydrogen isotopes in n-alkanes are determined by meteoric water compositions, which makes them a potential proxy in paleoaltimetry studies. The lapse rates at which n-alkane hydrogen isotopes in modern soils change with altitude vary in different areas, implying that local calibration has to be conducted. The enrichment due to evapotranspiration and difference in fractionation during biosynthesis also influence n-alkane hydrogen isotopes values. When using long-chain n-alkanes to reconstruct paleoaltitude, many factors such as paleoclimate, paleolatitude and paleobotany should be considered. 相似文献
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生物标志化合物碳同位素地球化学研究的几个相关问题 总被引：6，自引：0，他引：6
生物标志化合物稳定碳同位素地球化学是８０年代末期新兴的研究领域。单个生物标志化合物碳同位素组成的成因解释是该领域至关重要的问题。本文综合讨论了与此有关的生物合成过程中脂类化合物碳同位素变化、细菌生物合成过程中碳同位素分馏及其脂类化合物碳同位素组成特征，从而为我国的生物标志化合物碳同位素地球化学研究提供了新的理论依据 相似文献
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新疆十红滩层间氧化带型砂岩铀矿同位素地球化学研究 总被引：13，自引：1，他引：13
文章在对吐哈盆地十红滩层间氧化带型砂岩铀矿床地下水和粘土矿物的氢、氧同位素，钙质砂岩的碳、氧同位素，黄铁矿和长石的铅、硫同位素组成进行分析测试的基础上，系统总结了矿床的地球化学特征；认为形成层间氧化带和铀矿化的层间水主要来自大气降水，研究区水与有机烃类气体同位素交换、强烈的蒸发作用和水岩反应是控制地下水和矿物中同位素分馏的主要机制，层间氧化带和铀富集成矿是地下水在低温、常压下对围岩长期作用的结果，钙质砂岩的碳和黄铁矿的硫均主要为生物有机成因，盆地深部的煤成油、气也参与了成矿作用。 相似文献
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随着多接收质谱仪分析技术的进步,铬稳定同位素体系在最近二十几年的环境科学和地球化学中得到了越来越广泛的应用。铬元素属于氧化还原敏感元素,在氧化还原反应过程中伴随着较大的同位素分馏。因此,铬同位素在指示现代或古代环境的氧化还原状态方面有着重要的应用。同时,铬也是中度相容和轻度亲铁元素,使得铬稳定同位素体系也可用来制约高温地质过程(如核幔分异、地幔熔融和岩浆分异结晶等)以及地外行星的演化。本综述首先介绍铬稳定同位素体系,随后讲述分析方法、铬同位素分馏原理以及铬同位素在高温、低温地球化学中的应用。 相似文献
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油藏原油微生物降解的氮同位素分馏效应 总被引：1，自引：0，他引：1
选取辽河油田冷东地区来自Es3烃源岩不同性质原油,测定氮同位素比值,试图分析生物降解过程中原油氮同位素的分馏作用,探讨含氮化合物组成的变化机理。正常原油与相应干酪根的氮同位素比值接近,δ15N分布在4.0‰左右。遭受生物降解的原油,氮同位素比值明显增加,δ15N接近或超过10.0‰。比较遭受不同程度微生物降解自然系列的原油,氮同位素比值的变化与降解程度相联系。微生物降解过程中发生氮同位素分馏作用这一事实暗示降解原油中含氮有机化合物在降解过程中参与了代谢。 相似文献
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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。 相似文献
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Compound-specific isotopic analyses: a novel tool for reconstruction of ancient biogeochemical processes 总被引：10，自引：0，他引：10
Patterns of isotopic fractionation in biogeochemical processes are reviewed and it is suggested that isotopic fractionations will be small when substrates are large. If so, isotopic compositions of biomarkers will reflect those of their biosynthetic precursors. This prediction is tested by consideration of results of analyses of geoporphyrins and geolipids from the Greenhorn Formation (Cretaceous, Western Interior Seaway of North America) and the Messel Shale (Eocene, lacustrine, southern Germany). It is shown (i) that isotopic compositions of porphyrins that are related to a common source, but which have been altered structurally, cluster tightly and (ii) that isotopic differences between geolipids and porphyrins related to a common source are equal to those observed in modern biosynthetic products. Both of these observations are consistent with preservation of biologically controlled isotopic compositions during diagenesis. Isotopic compositions of individual compounds can thus be interpreted in terms of biogeochemical processes in ancient depositional environments. In the Cretaceous samples, isotopic compositions of n-alkanes are covariant with those of total organic carbon, while delta values for pristane and phytane are covariant with those of porphyrins. In this unit representing an open marine environment, the preserved acyclic polyisoprenoids apparently derive mainly from primary material, while the extractable, n-alkanes derive mainly from lower levels of the food chain. In the Messel Shale, isotopic compositions of individual biomarkers range from -20.9 to -73.4% vs PDB. Isotopic compositions of specific compounds can be interpreted in terms of origin from methylotrophic, chemautotrophic, and chemolithotrophic microorganisms as well as from primary producers that lived in the water column and sediments of this ancient lake. 相似文献
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干酪根中不同结构和官能团具有不同的碳同位素组成,这种差异可以用有机质碳同位素热力学同位素因子（β因子）进行预测。煤岩模拟实验产物中,δ13CCO2相对烃类气体而言明显偏重,这与干酪根中羧基的β13C较大有关。含水实验产物的δ13CCO2轻于无水实验产物的δ13CCO2是由于含水实验中所增加CO2的碳同位素组成相对较轻造成的,含水实验增加的CO2产率是由β13C相对较小的部分亚甲基碳通过断裂、氢转移、以及与水反应转变而来。模拟实验低温阶段（≤300℃）,甲氧基中的甲基断裂可能的甲烷形成的主要方式。而甲氧基的β13C大于甲基,所以低温阶段出现了甲烷碳同位素组成先较重后变轻的现象。 相似文献
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Cui Hao Zhou Lian Li Chao Peng Xingfang Jin Chengsheng Shi Wei Zhang Zihu Luo Genming Xie Shucheng 《地球科学进展》2013,28(9):1049-1056
Iron(Fe) is abundant in nature while molybdenum(Mo) is the most abundant transition metal in seawater. Due to their high sensitivity to the redox state of the environment, the isotopic compositions of Fe and Mo as well as variations have been widely used to probe the redox conditions and the evolution of ancient ocean chemistry in favor of improved analytical techniques. Here, we summarized isotopic fractionation mechanisms and natural distribution of both iron and molybdenum isotopes, and further we summarized and partially reinterpreted the redox evolution of ancient oceans through time based on available Fe-Mo data compiled in this study. The process that causes the largest iron isotope fractionation is redox reaction and the iron in oxidation state is generally enriched in 56Fe. Biotic and abiotic pyrite formations also produce a large Fe isotope fractionations. Isotopic fractionation of molybdenum in seawater is mainly caused by the adsorption process of dissolved Mo onto ferromanganese oxides or hydroxides in sediments. Fe-Mn (hydro)oxides tend to adsorb isotopically light molybdenum resulting in the isotopic composition of Mo in seawater heavier. However, the Mo sinks in euxinic settings cause almost no molybdenum isotope fractionation. The Fe Mo isotope isotopic records through geological timegenerally suggest similar ocean redox evolution: Oceans older than 2.3 Ga was mainly dominated by ferruginous condition, and there was a slight increase in oxygen content between 2.6 and 2.5 Ga. Earth’s surface was initially oxidized during 2.3 to 1.8 Ga, during which euxinic deposition of sulfide was elevated. Euxinic waters may have expanded greatly between 1.8 and 0.8 Ga, and after that, Earth’s surface had being gradually oxidized and the euxinic waters shrank substantially.Finally, suggestions are proposed for further work on the Fe-Mo isotope research in the context of ancient ocean chemistry. 相似文献
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幔源流体活动区天然气中微量H2是研究幔源H2同位素组成的最佳样品,但受目前测试技术的限制,能准确测试同位素组成的H2浓度下限仍然有待继续降低。前人研究表明,当H2浓度低于1.5%时,测试结果的误差较大,可信度较低,这可能与载气进样时在进样针孔附近发生了随机分馏有关。为了避免这种随机分馏,文章提出了一种利用压差进样的方法,即利用饱和NaC l溶液增加样品瓶内的压力实现进样。实验结果表明,利用这种进样方法,不同浓度条件下,H2同位素组成测试值的极差与标准偏差都随H2浓度的增加而减小,统计得到的绝对误差与仪器的误差范围相当。因此,该进样方法可以有效避免微量H2在进样过程中发生的随机分馏,提高测试结果的精度和可信度。同时表明可以对现有设备进行合理改造,挖掘仪器的测试潜能。 相似文献