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中国西北干旱区湖泊沉积物中有机质碳同位素组成的环境意义--以民勤盆地三角城古湖泊为例 总被引：25，自引：14，他引：11
通过对中国西北干旱区石羊河流域民勤盆地三角城古湖泊沉积物有机质碳同位素组成(δ13Corg)分析,表明末次冰期与全新世时气候和植被有明显的差异,末次冰期δ13Corg总体偏轻(-30‰～-25‰),而全新世碳同位素组成则有较大的变化,在早全新世碳同位素组成有多次短期快速变重(-10‰左右)的变化,中全新世碳同位素组成总体偏重(-20‰～-10‰),晚全新世碳同位素组成偏轻(-25‰左右)。分析表明湖泊沉积物有机质碳同位素组成反映了陆生C3植物和湖泊内源水生植物变化的关系,末次冰期以来西北干旱区C4植物不发育,偏重的有机质碳同位素值与C4植物无关。从沉积物中有机质组分、元素等分析表明,末次冰期时主要以河流相沉积为主,湖泊中有机质主要来源于上游祁连山的陆生C3植物,有机碳含量较低,表明当时的上游的陆生植被不繁盛,区域气候较干冷;从全新世开始,三角城古湖泊开始形成,沉积物中碳同位素组成偏重的有机质主要来源于湖泊中的沉水植物,此时湖泊水体较大,湖泊生产力较高。而沉积物中有机质碳同位素组成偏轻时期的有机质主要来源于挺水植物、陆生C3植物,较低的有机碳含量说明该时期陆生植被不发育,气候较干冷,湖泊水体较小 相似文献
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文章利用黄土高原西缘代表性的塬堡剖面有机碳同位素数据,估算了末次冰期以来地表植被中C3/C4植 物的相对丰度,指示出研究区域末次冰期几乎为纯粹的C3植物,而全新世为C3植物占优势的C3和C4混合植被类 型。温度是控制中国黄土高原C4植物是否发生的关键性气候因素,末次冰期向全新世转化过程中存在的某“阈值 温度”控制了两种植被类型的存在。全新世土壤有机碳同位素偏正于末次冰期,符合前人研究得到的认识。末次 冰期间冰段(MIS3)至盛冰期,土壤有机碳同位素为偏正变化趋势,符合现代C3植物本身随气候条件改变的碳同位 素组成变化。研究表明,利用黄土-古土壤有机碳同位素进行古气候变化研究,不能只将有机碳同位素简单的解 释为C3/C4植物相对丰度的变化,在单一植被类型下,还需要考虑植物本身碳同位素组成随气候条件的变化;另外, 研究还说明,我国黄土高原不同地区同时段土壤有机碳同位素值可以不同,其变化可以不具有相同的趋势,因此, 简单将有机碳同位素偏正归因于夏季风增强是值得商榷的。 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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当前气候变暖是一个全球面临的重大问题,它对人类赖以生存的植被生态系统造成的影响已经在全球各地逐步显现出来。为了深入了解植物生态系统对环境和气候变化的响应机制,我们需要更好地借鉴地质历史时期气候环境和植物协同演化的重要事件。C4植物作为陆地生产力较强的植物,在植物生态演化中占举足轻重的地位。目前研究表明C4植物可能最晚起源于始新世-渐新世之交,但从它早期起源到随后在生态系统中的大规模扩张时间间隔长达20多个百万年。是什么因素导致了C4植物的起源和扩张是一个悬而未决的重要问题,需要开展大量的调查研究来评估和重建C4植物在过去生态系统中的相对生物量变化。重建C4植物的含量目前主要的方法是建立在C3/C4植物碳同位素和植物内部结构形态差异基础之上。最常运用的研究材料包括(古)土壤有机质、成壤碳酸盐、陆地食草动物体组织、沉积物生物标志物、孢粉、植硅体等。这些方法在重建现代以及地质历史时期C4植物相对生物量变化的研究中发挥了重要作用,但同时也存在很多无法避免的问题。本文介绍了C4植物起源和扩张机制的主流观点以及不同研究材料的碳同位素所推算C4植物生物量的基本原理,并以柴达木盆地大红沟剖面为例,针对新生代湖泊沉积物中陆生高等植物的长链正构烷烃特征和单体烃碳同位素的研究结果,详细讨论C4植物含量重建的方法与缺点,为探讨C4植物起源、演化及控制因素提供参考。我们通过分析前人研究的大红沟剖面长链正构烷烃及单体烃 δ13Calk 值特征,推测在30~24 Ma、20~17 Ma和13~7 Ma期间δ13Calk值显示相对正偏的原因,可能是干旱和C4植物在当地生态系统中出现的双重因素叠加造成的。但这一推断还需要借助于新的研究方法,即单颗粒孢粉碳同位素的方法来提供C4植物的确凿证据。 相似文献
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东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析 总被引：28，自引：3，他引：28
色谱和色谱／质谱分析表明，济州鸟西南泥质区正构烷烃、姥鲛烷、植烷、藿烷和甾烷等生物标志物的特征与现代长江口、老黄河口和新黄河口的河流沉积物均区别很大，该泥质区的沉积有机质主要来源于海洋低等生物（如细菌和藻类等）以及陆源高等植物的输入，表现为不同来源和成熟度的生物标志物的混合，同时该泥质区沉积有机质与矿物碎屑沉积物来源不尽相同。长江口泥质区正构烷烃高相对分子质量部分与长江口沉积物相似，正构烷烃和藿烷所反映的有机质成熟度高于现代长江和老黄河口沉积物，甾烷的成熟度与长江相仿而明显高于老黄河口沉积物。长江口泥质区的沉积有机质主要来源于长江输入的陆源高等植物碎片和海洋源的低等生物。东海陆架近岸与远端泥质区沉积有机质的物源很不相同。 相似文献
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以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明： 上白川剖面有机碳同位素( δ13Corg.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C3植物为主的C3和C4混合草原植被类型; 从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C4植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C4/C3植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C4植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C4植被相对比例及其增加幅度。 相似文献
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东海泥质区表层沉积物中多环芳烃的分布特征及物源 总被引：14，自引：0，他引：14
以 GC/MSD内标法定量测定了东海近岸和远岸泥质沉积区 18个表层沉积物中多环芳烃 (PAHs)的含量,探讨了多环芳烃在这些泥质区的分布特征、影响因素及来源.结果显示 ,近岸泥质区多环芳烃含量普遍较高,介于 180.3～ 424.8 ng/g(干重 )之间;冲绳海槽次之,含量为 211.7 ng/g ;济州岛西南泥质区最低,含量介于 117.1～ 211.7 ng/g之间.东海泥质区多环芳烃的分布主要受控于离物源的远近、沉积物粒度、有机碳含量以及东海环流体系.东海泥质区的多环芳烃主要来源于热成因,大气干湿沉降和河流输入是其进入泥质区的主要途径.东海泥质区多环芳烃的污染程度中等. 相似文献
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文章讨论了南黄海泥质区、东海陆架及冲绳海槽北部表层沉积物和柱状岩芯中10 Be及9 Be含量的水平和垂直分布,并与重金属Pb的分布进行了比较。表层沉积物中的10 Be,9 Be和Pb三者表现出完全不同的分布特征。10 Be的分布主要受黑潮及其支流黄海暖流所支配; 9 Be的分布受黄河陆源物质输入的影响,主要集中在南黄海泥质区; Pb则主要分布在长江口和琉球群岛附近,反映了人类活动的影响。冲绳海槽北部末次冰期和全新世时10 Be的沉积通量变化在整体上反映了10 Be大气生产率的变化,即地球磁场屏蔽效应的影响。03孔全新世时10 Be的沉积通量 (1.12×109atoms/cm2ka)基本上等于10 Be的现代大气平均生产率,而在末次冰期时平均为4.06×109atoms/cm2ka, 高于10 Be 的现代大气平均生产率3倍以上。在冲绳海槽由于黑潮的缘故,10 Be对气候的变化响应要比极地冰芯的10 Be变化响应灵敏的多,对气候变化信号起了放大的作用。冰期时冲绳海槽北部10 Be的沉积通量远远高于太平洋大洋海区,充分反映了黑潮的传送带作用和边缘海的聚焦沉积作用,并表明末次冰期时在千年尺度上黑潮仍流经冲绳海槽,且强度并未减弱。 10 Be的通量在新仙女木时降到整个岩芯所跨时期的最低点,甚至低于10 Be的现代大气平均生产率,因此推测在新仙女木事件时,黑潮的变动特别大,有可能改向或断流。 相似文献
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基于海洋沉积确定的始新世晚期至渐新世早期(约33.5 Ma)的气候过渡期是新生代全球性气候事件,但长期以来相关的陆相沉积记录研究则比较缺乏。本文对形成于始新世晚期至渐新世早期的茂名油柑窝组油页岩样品进行了有机质丰度、烃类组成、单体烃碳同位素组成等分析,以期研究低纬度陆相沉积有机质对古近纪始新世-渐新世气候过渡期(EOT)的响应。研究结果显示,埋藏较浅的上部层位样品正构烷烃碳同位素组成显著正偏,为-19.1‰~-25.9‰,平均值为-22.2‰;而下部层位样品正构烷烃碳同位素组成在-23.7‰~-30.2‰,平均值为-26.3‰。两个样品正构烷烃碳同位素组成之差在1.5‰~8.1‰,平均值之差为4.6‰。正构烷烃碳同位素组成的显著差异指示了EOT低纬度陆相古气候变化引起的陆相有机质响应,而这种响应与当时大气CO2浓度和海洋温度降低导致的气候和植物群落变化密切相关,即可能存在着C3植物向C4植物的转化、C4植物的迅速增加并最终导致沉积有机质碳同位素组成的变化;也可能是由于大气CO2浓度降低导致的大气CO2碳同位素组成整体正偏的结果。很显然,进一步详细的连续剖面分析将对研究古近纪EOT低纬度陆相古气候变化提供重要科学依据。 相似文献
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冰期时的中国海——研究现状与问题 总被引：19，自引：3，他引：19
沉积柱状样分析表明:末次冰期最盛时,东海缩剩冲绳海槽,南海变为袋状海湾,大河在陆坡入海,使南海北部陆坡与冲绳海槽海水浊度大增,沉积中碳酸盐含量被陆源物稀释,使剖面中CaCo3旋回与大西洋相似、与太平洋相反。因极锋南移,亲潮可能影响冲绳海槽,太平洋温水可能进入巴士海峡,南海表层冬、夏双向海流变为环流,加上沿岸冲淡水影响,使南海北部陆坡冬季表层水温比间冰期低6—9℃,季节差达8—10℃,远超过太平洋同纬度区的数值。 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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结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成（δ13CTOC）记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期（18·5～14·7kaB·P·）,δ13CTOC值偏正,变化范围为-29·50‰～-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期（14·7～11·7kaB·P·）,δ13CTOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰～-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在δ13CTOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间（12·7～11·7kaB·P·）,δ13CTOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来（11·7kaB·P.至今）,δ13CTOC值变化幅度不大（-30·85‰～-27·37‰）,基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO2浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖δ13CTOC值变化的主导因素。 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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宗日遗址人骨的稳定同位素分析 总被引：5，自引：0，他引：5
利用C和N稳定同位素分析方法研究了青海宗日遗址先民的食谱,探讨了先民的经济模式以及食谱变化趋势。所有人骨骨胶原中的C,N含量以及C/N摩尔比,均表明样品保存较好,可用作食谱分析。骨胶原的δ13 C值和δ15 N值分析显示,先民主要以C4类植物为食,也摄取一定量的肉食,反映了以粟、黍等为主食而渔猎为辅的生活方式。性质未明墓葬与宗日墓葬之间存在的较大食谱差异,可能与其来自不同文化密切相关。宗日遗址在发展过程中,先民食谱中C4植物增加而肉食类减少,反映了农业加狩猎采集的混和经济模式向稳定农业模式转变的趋势。 相似文献
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测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ13Corg.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO2浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO2浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ13Corg.值变化的主导因素,周围山体上C3/C4植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ13Corg.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ13Corg.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO2浓度的不断升高所制约。 相似文献
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新疆乌鲁木齐地区红雁池南剖面中二叠统芦草沟组主要发育浅湖至半深湖背景下的中、薄层深灰色白云岩、灰岩、粉砂岩与中、厚层灰黑色页岩、泥岩互层。白云岩主要由泥晶白云石、铁白云石及少量方解石、高镁方解石组成,富含有机质。白云石粒径约3～10 μm,阴极发光呈现均匀昏暗的砖红色。白云石主要有微球状（直径约5～8 μm）、微簇状（长度约2 μm）及他形（1～10 μm）等3种微形貌。微球状白云石具有显微纹层结构,似为生长纹层,放大至6万倍发现显微纹层是由无数纳米级颗粒构成。他形白云石放大至4万倍发现主要由大量直径约0.25 μm的球状微粒聚集粘结而成,具有微生物矿化的特征。将研究区白云石与现代典型微生物成因白云石相比,其显微形态特征非常相似。研究区白云岩δ13CPDB为1.8‰～13.8‰,δ18OPDB为-12.1‰～-4.1‰,偏高的δ13C可能是产甲烷菌活动引起有机质碳同位素分馏的结果。以上特征表明,芦草沟组具有特殊形貌白云石的沉淀很可能与厌氧微生物密切相关。 相似文献
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准噶尔盆地液态烃分子碳同位素组成特征及其应用 总被引：1，自引：0，他引：1
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。 相似文献