东亚南北气候区现代土壤及湖相沉积中生物标志物特征与气候意义

论文摘要

应用分子化石恢复古气候、古人类活动的探索已成为分子地层学研究的重要内容。分子化石具有化合物稳定、保存时限长、分布广等特点,有较好的指示气候和环境的作用。它可提供有关母质来源、样品有机质的氧化还原程度;古环境中细菌、微生物发育状况等主要信息:不同生态植被系统的信息;不同气候条件的指示意义;古环境水质的咸淡程度:有机质的热演化程度等主要信息。目前研究较多的生物标志化合物,包括烷烃、芳烃、酸、醇、酮和酯以及某些具有气候和环境指示意义的特殊有机化合物等。主要涉及生物标志化合物的种类、含量、相对丰度以及单体碳、氢、氧和氮等稳定同位素组成特征。研究载体已涉及到气溶胶、海相沉积物、湖相和泥炭沉积物、雪冰、古植被、黄土、洞穴石笋、河口沉积物和海相碳酸盐等。这些研究显示出在古气候、古环境变化的示踪研究中已见成效的分子化石,在现代土壤的研究中也有广阔的应用前景。 我国大陆南北纬度相差达33°,随着太阳辐射量的纬度差异,自北向南温度和湿度递增现象明显。以东亚气候变化区—我国和蒙古国从南到北现代土壤中分子化石为研究对象,重点研究不同气候（温度、湿度）条件下土壤中正构烷烃、正烷基酮和大环烷烃以及长链支链烷烃等有机化合物的空间分布规律。研究内容主要侧重于在水热条件变化时现代土壤中分子化石所反映出的气候变化与环境因素。结果显示现代土壤类脂物分子的分布特征很好地记录了水热连续变化区域的气候变化信息:正构烷烃高碳数(nC29、nC31、nC33)和低碳数(nC16、nC17、nC18)的主峰优势记录了土壤成土过程中湿热和干冷区域的相关信息:正构烷烃(nC16+nC17+nC18/(nC29+nC31+nC33)比值与水热条件的变化相一致,有可能成为气候变化研究的新指标;代表低等菌藻类、水生生物与高等植物、陆生生物输入的正构烷烃nC21-/nC22+、nC17/nC31和(nC15+nC17+nC19)/(nC27+nC29+nC31)比值在不同的气候地带（森林、草原、荒漠区域）有很好的交替变化,也反应了我国季风区域与内陆区域气候的差异。正烷基-2-酮C21-/C22+比值记录了以秦岭为界南北温度变化的差异性。正烷基-3-酮C21-/C22+的比值随气候变化（温度、湿度）有明显的规律性分布。根据特殊化合物大环烷烃C18/C20/C22值及其甲基同系物C19/C21/C23值在三个气候区域的不同,认为其主峰优势记录了土壤发育过程中湿热和干冷气候变化的相关信息。长链的支链烷烃A-D系列的生物来源有可能是生存于弱氧化还原环境的喜水热的某种特殊真菌,其分布特征记录了气候变化

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 分子有机地球化学及其研究概况
• 第一节 分子有机地球化学中的生物标志化合物
• 1.1 生物标志化合物定义
• 1.2 生物标志化合物特征
• 1.3 常用的生物标志物参数及其意义
• 第二节 分子有机地球化学的研究基础和发展
• 第三节 分子有机地球化学的研究应用
• 3.1 生物标志化合物在化石燃料勘探研究中的应用
• 3.2 生物标志化合物在石油勘探研究中的应用
• 第二章 环境有机地球化学及其研究概况
• 第一节 生物标志化合物的输入物源
• 1.1 正构烷烃
• 1.2 无环类异戊二烯化合物
• 1.3 倍半萜类
• 1.4 二萜类
• 1.5 甾类
• 1.6 三萜类
• 1.7 四萜类
• 第二节 生物标志化合物的研究内容
• 2.1 生物标志化合物组成特征研究
• 2.2 生物标志化合物同位素特征研究
• 第三节 生物标志化合物的研究方法和手段
• 3.1 样品前处理
• 3.2 仪器分析
• 第三章 生物标志化合物在环境载体研究中的应用
• 第一节 现代土壤和气溶胶
• 1.1 现代土壤
• 1.2 气溶胶
• 第二节 黄土-古土壤和红土
• 2.1 黄土-古土壤
• 2.2 红土
• 第三节 海相和湖相沉积物
• 3.1 海相沉积物
• 3.2 湖相沉积物
• 第四节 雪冰和洞穴堆积物
• 4.1 雪冰
• 4.2 洞穴堆积物
• 第五节 沼泽泥炭沉积物
• 第四章 东亚气候（水热）连续变化区域现代土壤中类脂物分子分布特征及其气候意义
• 第一节 研究区域气候特征、样品采集与分析方法
• 1.1 研究区域气候特征
• 1.2 样品采集
• 1.3 分析方法
• 第二节 现代土壤中正构烷烃分布特征及气候意义
• 2.1 正构烷烃分布特征
• 2.2 正构烷烃环境参数变化特征
• 第三节 现代土壤中正烷基酮分布特征及气候意义
• 3.1 正烷基-2-酮分布特征及气候意义
• 3.2 正烷基-3-酮分布特征及气候意义
• 第四节 小结
• 第五章 现代土壤中大环烷烃和长链支链烷烃分布特征及其气候意义
• 第一节 研究区域气候特征、样品采集与分析方法
• 1.1 研究区域气候特征
• 1.2 样品采集
• 1.3 分析方法
• 第二节 大环烷烃分布特征及其气候意义
• 2.1 大环烷烃的质谱特征
• 2.2 大环烷烃的分布、环境参数特征和生物来源
• 第三节 长链支链烷烃分布特征及其气候意义
• 3.1 长链支链烷烃的质谱特征
• 3.2 长链支链烷烃分布、环境参数特征和生物来源
• 第四节 小结
• 第六章 临夏盆地新生代沉积物生物标志物组成特征与干早气候环境代用指标记录的研究
• 第一节 研究区域简介
• 第二节 样品和实验
• 2.1 样品采集
• 2.2 实验方法
• 第三节 正构烷烃及类异戊二烯烃
• 第四节 正烷基酮分布特征
• 第五节 小结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果