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始新世华甸油页岩中葡萄球藻和甲烷循环的生物标志物证据

已有 514 次阅读 2023-9-5 17:21 |个人分类:文献翻译|系统分类:科研笔记

文献来源:Biomarker evidence for Botryococcus and a methane cycle in the Eocene Huadian oil shale, NE China.

Volkman et al., Organic Geochemistry, 2015.

  摘要:桦甸始新世中期的湖相油页岩两个样品(HD-19,  HD21)显示其生源主要为藻类和细菌类。通过分析这两个样品,探索结构藻(telalginite)对烃类剖面的贡献。镜下鉴定HD-21样品中的结构藻为葡萄球藻,属于LB. Braunni,主要以单芳香族番茄红素(Lycopane)衍生物及其它少量的茄红烯形式存在。13δC结果表明,番茄红素含量丰富,可能主要是由于茄红素烯及其脂类的加氢作用。在未成熟页岩中,17β21α-构型(摩烷类)17a21a-藿烷含量较低,以生物型17β21β-构型的藿烷为主。两种藿烯丰富,分别是C29C30新藿烯(neohop-13(18)-enes),它们与C29C30 17(21)藿烯共同出现。这些岩石的碳同位素值显著变轻(-43.7‰~ -50.8‰),表明它们是由甲烷氧化菌(甲烷氧化菌)生产的。碳数低于32的藿烷占绝大多数,表明细菌藿烷多元醇在沉积后期成岩作用经历蚀变,直接输入C30藿烷。这些数据表明,该湖相沉积环境中发生过强烈的甲烷活动,但是产甲烷菌(methanogens)的异戊烯烃类生标,如PMI 和角鲨烷(squalane)的丰度是极其低的。这些细菌可能以极性脂类物质的形式存在。检测到一种不常见的C38类异戊二烯烷烃,其来源不确定,但可能来自产甲烷菌。甾烷和甾烯相对丰度不高,但是大量的重排甾烷和4-甲基重排甾烷存在,反映了粘土催化成岩作用对原始脂质组成的显著转化conversion)。生物标志物数据表明,原始沉积环境底水O2含量较低,但沉积物可能既不含硫化物,也不具有强还原性。页岩中的高有机质含量可能反映了由于上覆水体的富营养化条件和沉积物中的良好保存而产生的(波动的)高生产力。

本文要点:

1)葡萄球菌的番茄二烯生物合成途径可能最早出现于始新世。

2)番茄红素是通过成岩过程从葡萄球菌的脂质中产生的。证据1:在HD-19中,番茄红素仅为微量成分,缺乏葡萄球菌残留物;证据2:番茄红素同位素与页岩生标同位素相似。

3)葡萄球藻中的生物标志物通常比其他藻类中的脂质更富含13C,可能是因为二氧化碳从周围的水通过黏液周围的葡萄球藻细胞的有限转移导致细胞内碳循环增强。

4)类脂化合物发生了明显的成岩转化,粘土催化导致甾类化合物转变为甾烯和4-甲基重排甾烷。脂类化合物和有机质碳同位素显著降低,表明曾发生过甲烷循环。例如,浅层沉积物中的藿烯碳同位素值δ13C-55.2‰,远比蓝绿藻来源的浮游植物成分(32.7‰)要轻。







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