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相似文献
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1.
段毅  吴应忠  吴保祥  孙涛 《地质学报》2018,92(7):1541-1550
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   

2.
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   

3.
为认识低纬度亚热带地区湖泊沉积物中正构烷烃氢同位素组成特征及其与母源输入和生态环境的关系,本文利用气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱议(GC-TC-IRMS),对系统采集的抚仙湖沉积物样品中正构烷烃氢同位素进行了测定。抚仙湖沉积正构烷烃δD值分布在-219.3‰~-142.5‰之间,样品中平均值为-208.1‰~-154.5‰,并且奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品中正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品,反映了它们生物源存在明显差别。沉积物与水生植物和陆生植物中正构烷烃氢同位素组成对比结果指示了沉积C_(17)、C_(21)~C_(25)奇碳数正构烷烃来自水生植物,C_(27)和C_(29)奇碳数正构烷烃主要来自木本植物,C31和C33正构烷烃来自水生和陆生草本植物的混合。对比研究结果表明,湖泊地区生态环境是控制湖泊沉积正构烷烃氢同位素组成的重要因素之一,在利用沉积正构烷烃氢同位素研究古水文学特征时,还要考虑研究区古生态环境对沉积正构烷烃氢同位素的影响,并且结合沉积正构烷烃ACL值和Qw值,才能对沉积有机质中正构烷烃氢同位素组成及变化作出合理的解释。  相似文献   

4.
泸沽湖是云贵高原上典型西南季风区的一半封闭湖泊,本文通过研究水深69.3m处长度为18.3m岩芯中15个样品的陆源高等植物正构烷烃分布特征及碳同位素组成,揭示了湖区木本/草本植被和C3/C4植被的变化历史,并试图探讨C3/C4植被变化的可能影响机制.在末次盛冰期至全新世早期,正构烷烃含量及(C27+C29)/2C31比值逐渐增加,正构烷烃(碳数>C25)的平均碳链长度(ACL)值逐渐减少,指示木本植物比例相比草本植物较多且呈逐渐增加态势,表明气候逐渐向暖湿方向发展;而同一时期,陆源高等植物正构烷烃(C27、C29和C31)δ13C值均逐渐偏正,无法用气候变化来解释,应该反映了C3/C4植被变化,由此,通过二元模式计算得出的C4植物比例从19.6%逐渐增加至31.9%,上述结果表明该时期温度升高对C4植物增多起了主要作用.到全新世中期,正构烷烃分布特征表明木本植物比例依然较高,表明此时气候温暖湿润,而δ13C值则呈偏负的趋势,我们认为这是降雨增加和C4植物减少协同导致的.在全新世晚期,正构烷烃分布特征指出草本植物比例相对增加,而该时期的δ13C值则稍微偏正,这可能是因为气候变干所导致的.陆源高等植物正构烷烃分布特征所揭示的植被变化可以与研究区域孢粉记录进行较好对比.研究进一步明确了温度是C4植物出现的主控因素,而在温度满足要求时降雨的增多会降低C4对C3植物的竞争优势.  相似文献   

5.
段毅  吴应忠  赵阳 《地质学报》2016,90(5):1030-1039
系统采集了位于青藏高原东北部的尕海湖淡水湖泊沉积物,对沉积物中正构烷烃及其氢同位素进行了分析,研究了沉积物中正构烷烃及其氢同位素组成,探讨了它们的来源。研究结果表明,尕海湖沉积物中正构烷烃分布反映了它们来自水生和陆生植物。尕海湖沉积正构烷烃氢同位素组成平均值为-221.9‰~-190.5‰。C_(21)~C_(33)奇碳数正构烷烃δD值明显地将样品划分为两种类型。类型Ⅰ样品的C_(21)~C_(33)奇碳数正构烷烃平均δD值明显地高于类型Ⅱ样品。类型Ⅰ沉积正构烷烃δD值分布特征反映了它们主要来自尕海湖水生植物;类型Ⅱ沉积物中正构烷烃δD值特征指示了它们主要来自研究区陆生草本植物。提出了具有δD值低、丰度高和CPI值低的中等链长正构烷烃起源于改造陆源草本植物的细菌。研究成果证实了沉积正构烷烃δD值可以作为指示有机质源的地球化学指标。  相似文献   

6.
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。  相似文献   

7.
从湛江湖光岩玛珥湖沿岸随机采集主要的草本和木本植物,分析其叶蜡正构烷烃分布特征及单体H同位素(δ2H)。结果表明,湖光岩玛珥湖沿岸植物叶蜡正构烷烃主要由长链烷烃(n-C29~n-C31)组成,具有明显的奇偶优势;平均碳链长度(ACL值)与碳优势指数(CPI值)呈负相关关系;不同种类植物之间的正构烷烃δ2H值差异明显,木本植物正构烷烃的δ2H值(-247‰~-107‰)比草本植物(-222‰~-94‰)低,可能与它们的内在特性和所利用的土壤水深度有关。通过对比不同生境下低、中、高纬度地区湖泊沿岸植物叶蜡正构烷烃δ2H值发现,低纬度热带、亚热带地区的植物叶蜡正构烷烃具有更长的链长和更高的δ2H值,但植物与降水之间的δ2H分馏值随纬度变化相对恒定(约-120‰),说明湖泊生境沉积叶蜡正构烷烃单体δ2H值是具有较大潜力的古水文代用指标。  相似文献   

8.
通过分析长江中下游南漪湖柱状沉积物中正构烷烃分布特征及其单体碳同位素组成,重建了该地区8.0 ka BP以来的植被变化,进而反演古气候变迁;同时与其他地质记录的相关指标进行对比,探讨了长江中下游地区中全新世以来东亚夏季风的变化。8.0~4.8 ka BP,长链正构烷烃nC_(27)–nC_(33)含量占绝对优势,Paq值偏低,正构烷烃以陆生高等植物输入为主;相对较低的nC_(27)/nC_(31)比值及较高的ACL27–33值表明这一阶段以草本植物相对发育;长链正构烷烃δ~(13)C整体偏负(–34.7‰~–32.9‰),C_3植物为主;这一时期气候温暖湿润,是东亚夏季风最强盛时期。4.8~2.4 ka BP,长链正构烷烃nC_(27)–nC_(33)含量降低,Paq值偏高,陆生高等植物对正构烷烃的贡献相对减少;nC_(27)/nC_(31)比值升高,ACL27–33值降低,木本植物占优势,草本植物减少;长链正构烷烃δ13C相对正偏(–33.5‰~–29.1‰),C_4植物有一定的增加,但依然以C_3植物为主;这一时期东亚夏季风减弱,气候朝冷干转变。2.4 ka BP以来,长链正构烷烃nC_(27)–nC33含量升高,Paq值逐渐降低,陆源高等植物的贡献逐渐增加;逐渐降低的nC_(27)/nC_(31)比值以及逐渐升高的ACL27–33值表明草本植物重新占相对发育,木本植物含量逐渐减少;长链正构烷烃δ~(13)C波动剧烈,呈现逐渐偏负的趋势,C_3植物继续占据绝对优势,C_4植物呈现逐渐减少的变化趋势;气候由寒冷干燥逐渐向温暖湿润过度。同时,这一时期各指标呈现剧烈波动的变化趋势,推测可能与长江流域人类活动逐渐增加,显著影响了自然植被变化的过程。这些指标记录的东亚夏季风随着北半球夏季太阳辐射量的减少而持续减弱,同时记录了多次冷暖/干湿交替事件,存在6次冷干事件(夏季风减弱事件),其中5次与Bond et al.提出的北大西洋冰筏漂流事件一一对应。  相似文献   

9.
分析了天津地区几条具不同环境功能特征的河流沉积物中正构烷烃的组成,重点介绍了中低分子量正构烷烃的分布特征,并通过与表层土壤、大气降尘及TSP中正构烷烃的分布特征的对比,分析了中等分子量正构烷烃的成因。分析表明,天津地区主要河流沉积物和大气降尘中正构烷烃普遍具有正十七烷(nC17)明显优势的特征,nC17单体烃同位素值也相对偏低,与来源于化石燃料的正构烷烃化合物存在明显的差别。在土壤和TSP中不存在这一现象,表明正十七烷化合物来源水体中的低等水生生物体,推测主要来源于藻类生物。由于这类化合物含量明显高于其他化合物,具有环境地球化学意义。  相似文献   

10.
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。  相似文献   

11.
张慧娟 《地质与勘探》2019,55(1):152-159
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。  相似文献   

12.
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。  相似文献   

13.
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。  相似文献   

14.
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   

15.
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 εC17/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.  相似文献   

16.
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。  相似文献   

17.
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。  相似文献   

18.
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。  相似文献   

19.
Environmental parameters such as rainfall, temperature and relative humidity can affect the composition of higher plant leaf wax. The abundance and distribution of leaf wax biomarkers, such as long chain n-alkanes, in sedimentary archives have therefore been proposed as proxies reflecting climate change. However, a robust palaeoclimatic interpretation requires a thorough understanding of how environmental changes affect leaf wax n-alkane distributions in living plants. We have analysed the concentration and chain length distribution of leaf wax n-alkanes in Acacia and Eucalyptus species along a 1500 km climatic gradient in northern Australia that ranges from subtropical to arid. We show that aridity affected the concentration and distribution of n-alkanes for plants in both genera. For both Acacia and Eucalyptus n-alkane concentration increased by a factor of ten to the dry centre of Australia, reflecting the purpose of the wax in preventing water loss from the leaf. Furthermore, Acacian-alkanes decreased in average chain length (ACL) towards the arid centre of Australia, whereas Eucalyptus ACL increased under arid conditions. Our observations demonstrate that n-alkane concentration and distribution in leaf wax are sensitive to hydroclimatic conditions. These parameters could therefore potentially be employed in palaeorecords to estimate past environmental change. However, our finding of a distinct response of n-alkane ACL values to hydrological changes in different taxa also implies that the often assumed increase in ACL under drier conditions is not a robust feature for all plant species and genera and as such additional information about the prevalent vegetation are required when ACL values are used as a palaeoclimate proxy.  相似文献   

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