[所屬分類(lèi):行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2024-11-12] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

碳酸鹽巖結(jié)核內(nèi)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及其保存機(jī)制獲揭示
作者：朱漢斌      來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員耿安松團(tuán)隊(duì)的博士后方新焰在副研究員吳亮亮的指導(dǎo)下，在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，研究揭示了華南下寒武統(tǒng)海相頁(yè)巖中碳酸鹽巖結(jié)核內(nèi)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及其保存機(jī)制。相關(guān)成果近日發(fā)表于《有機(jī)地球化學(xué)》（Organic Geochemistry）。
研究人員經(jīng)過(guò)大量野外調(diào)查及采樣工作，在四川廣元和云南曲靖兩處具有相似沉積相的下寒武統(tǒng)露頭剖面中，選取了兩個(gè)具有代表性的碳酸鹽巖結(jié)核樣本來(lái)開(kāi)展工作。通過(guò)分析兩個(gè)結(jié)核內(nèi)部不同區(qū)帶及其相鄰圍巖中的游離態(tài)、碳酸鹽包裹態(tài)和干酪根鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物的分布特征，并結(jié)合礦物與有機(jī)質(zhì)的顯微空間分布關(guān)系、有機(jī)碳同位素組成和微量元素分布等地球化學(xué)信息，嘗試揭示古老高演化烴源巖中碳酸鹽巖結(jié)核內(nèi)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及其保存機(jī)制。
詳細(xì)的無(wú)機(jī)地球化學(xué)分析表明，兩個(gè)碳酸鹽巖結(jié)核主要形成于同生-早成巖階段。此外，結(jié)核內(nèi)部缺乏明顯的環(huán)帶狀特征、外殼處變?nèi)醯奈⑸�物蝕變作用、碳酸鹽膠結(jié)物中廣泛存在的早期形成的細(xì)粒碳酸鹽自形晶體以及黃鐵礦環(huán)帶的存在均表明這兩個(gè)碳酸鹽結(jié)核的形成屬于透入式生長(zhǎng)模式。有機(jī)地球化學(xué)研究表明，兩個(gè)結(jié)核及其圍巖中的碳酸鹽包裹烴的萜藿烷生物標(biāo)志物分布特征十分相似。此外，結(jié)核內(nèi)包裹烴的總有機(jī)碳同位素組成與圍巖中有機(jī)質(zhì)十分接近，且兩者的碎屑礦物組成及比例也大致相同。這些均表明結(jié)核中有機(jī)質(zhì)與圍巖同源，是其在形成時(shí)從圍巖中捕獲而來(lái)。
值得注意的是，結(jié)核內(nèi)部與圍巖中的游離態(tài)生物標(biāo)志化合物差異明顯。主要體現(xiàn)在結(jié)核外殼處指示真核生物來(lái)源的生物標(biāo)志化合物濃度顯著高于結(jié)核內(nèi)部和圍巖。此外結(jié)核外殼中某些生源參數(shù)比值（C23t/C30H和甾/藿比值）也顯著高于結(jié)核內(nèi)部和圍巖。由于高的C23t/C30H和甾/藿比值往往與真核生物貢獻(xiàn)有關(guān)，而低比值則很可能是微生物改造所致，上述現(xiàn)象均表明結(jié)核內(nèi)部受成巖微生物改造強(qiáng)烈，而外殼處有機(jī)質(zhì)的改造則相對(duì)較弱。這與碳酸鹽結(jié)核的透入式生長(zhǎng)模式也十分吻合。
研究人員利用催化加氫熱解技術(shù)從結(jié)核內(nèi)不溶有機(jī)質(zhì)中提取的鍵合烴中并未檢出生物標(biāo)志化合物，但在其圍巖中卻發(fā)現(xiàn)了少量鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物。通常，干酪根的形成主要發(fā)生在淺層甲烷生成帶之上的沉積期，這與碳酸鹽結(jié)核的形成為同一時(shí)期。此外，黏土礦物與有機(jī)質(zhì)之間的吸附作用被認(rèn)為是促進(jìn)沉積環(huán)境中有機(jī)質(zhì)保存及干酪根形成的關(guān)鍵機(jī)制。這就意味著結(jié)核內(nèi)部的生物標(biāo)志物前驅(qū)物由于受碳酸鹽膠結(jié)物的包裹且缺乏黏土礦物，難以發(fā)生像圍巖中的有機(jī)質(zhì)縮合反應(yīng)從而形成粘土有機(jī)質(zhì)復(fù)合體（干酪根大分子）。最終導(dǎo)致結(jié)核中不溶有機(jī)質(zhì)缺乏鍵合態(tài)生物標(biāo)志化合物。上述推測(cè)仍需后續(xù)深入的研究加以驗(yàn)證。
綜上，碳酸鹽巖結(jié)核中的游離及礦物包裹態(tài)有機(jī)質(zhì)與圍巖有機(jī)質(zhì)同源，同時(shí)結(jié)核的致密殼體有效地抵御了熱蝕變（結(jié)核核心和過(guò)渡帶）、生物蝕變（結(jié)核外殼）以及運(yùn)移烴污染等的影響。因此，結(jié)核中的游離及礦物包裹態(tài)生物標(biāo)志化合物有效地繼承了母巖的生源信息，基于碳酸鹽巖結(jié)核的有機(jī)地球化學(xué)分析結(jié)果在探究前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時(shí)期的古海洋環(huán)境、古生物演化以及深層油氣勘探開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域均具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2024.104876
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