青藏高原可可西里地区湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征.pdf

第58卷第4期地质论评
GEOLOGICAL REVIEW
2012年7月
July 201 2
青藏高原可可西里地区湖泊沉积物中有机质
正构烷烃分布特征
巩俊成,张荒灒,张成君,李军,类荣,赵琦
兰州大学资源环境学院,兰州,73000
内容提要: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
青高原髙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树烷烃有较高的
C2正构烷烃峰和高丰度中等链长正构烷烃,以及高丰度C、C、C2正构烷烃峰;而没有C2正枃烷烃峰,仅有高丰度
C1、C、C2正构烷烃峰,代表了陆生草本植物来源的特征。成水、微成水还原环境有明显高Ph丰度。C12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,C2、C2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。
关键词;青藏高原;湖泊;现代沉积;有机质;正构烷烃分布;生源与环境
正构烷烃广泛分布于细菌、藻类以及高等植物行比较,认为油页岩的C3~C3s奇碳数正构烷烃有
等生物体中。研究表明,沉积物中正构烷烃的分布机质可能主要来源于藻类,而不是传统认为的陆源
特征可用来判断沉积环境和有机质的来源(康跃惠高等植物( Meyers,1997,2003; Xie Shucheng et
等,2000; Pancost and Baas,2002; Pearson et al.,al,2002)。而正构烷烃的偶碳数优势成因,一般
2007; Blvth et al.,2008)。多数未成熟沉积地层中被认为是由偶碳数正构脂肪酸和醇类的还原作用
正构烷烃以奇碳数分布优势为特征,而在盐度较高( Welte and Waples,1973)或经碳酸盐矿物催化发
的现代湖泊沉积物中也发现具有偶碳优势的正构烷生3断裂而来( Shimoyama and Johns,1972)。这两
烃类型,并常在C2~C30范围内( Tissot et al.,种观点至今仍被广泛接受。朱扬明等(2003)通过
977)。对于正构烷烃奇碳数分布优勢,研究者认对柴达木盆地盐湖巧地层中深湖、浅湖、过渡相沉
为其原因主要是与有机质的来源有关,水藻和光合积环境的正构烷烃分布特征分析,认为正构烷烃类
合成细菌的正构烷烃主导成分是C1,沉水和漂浮大型主要与有机质的来源有关,而与碳酸盐造成的β
型植物等非外源维管植物往往有最大的C2、C23和断裂无关,偶碳正构烷烃主要来源于嗜盐细菌或其
C3正构烷烃丰度,而陆生植物的表皮蜡质层则含有他微生物。青藏高原可可西里地区有众多盐度不同
较多的C2、C和C31( Meyers,1997,2003;Xie的现代湖泊,陆生植被主要为高寒草甸草本植物,一
Shucheng et al.,2002)。通常,主峰为C15、C1和些湖泊中有针叶眼子菜等沉水植物,对表层沉积物
C21的短链正构烷烃也被认为来自于浮游和底梄藻中有机质组成特征分析,可以更好地了解高寒地区
类衍生脂类的输人( Canuel et a.,1997)。因此,利湖泊沉积物中正构烷烃的类型和组成特征,以及与
用沉积物中正构烷烃的组成可以比较可靠地反映其环境的关系。
有机质来源(康跃惠等,2000;朱扬明等,2003)。但
是, Lightouse等(1994)通过对一个匈牙利上新统未
1可可西里湖泊特征及样品采集
成熟普拉油页岩样品中有机质正构烷烃特征及碳同
可可西里地区位于青藏高原的腹部,北抵昆仑
位素组成分析,并与C3、C4高等植物和一种藻类进山,南至唐古拉山,西接羌塘高原,东邻青藏公路,面
注:本文为国家自然科学基金资助项日(编号41173015)和教育部博士点基金(课题编号20100211110的成果。
收稿期:2012-01-27;改回日期:201203-31;责任编辑:黄敏。
作者简介:巩俊成,男,985年生。碩士研究生,构造地质学专业。通讯地址:兰州大学地质科学与矿产资源学院。 Email:49494329@q
com。通讯作者:张成君,教授,博士生导师。Email;cjzhangt@lzu.edu.cn
第4期
巩俊成等:青藏高原可可西里地区湖泊沉积物中有机质正构烷烃分布特征
积约达8.2万km2,平均海拔在4800
5000m以上,是青藏高原腹地最大的古近
36°
93°
94°
纪一新近纪沉积盆地。该地区以高寒干
黑海x28()
?一半干旱草原气候为特征,年均气温为
4.1(唐古拉山口之北的温泉)~-10℃(勒
斜武担湖)。据沱沱河气象站(海拔
库赛湖
4533m)80年代初统计资料,平均气温高于
18
昆仑山垭
KX-22
0℃C的月份为5~9月,最高温度为17.4
O
盐湖
21.1℃,气温最低出现在10~12月和1~4
月,为-18.9~-29.1℃。沱沱河气象站60
年代的平均气温为-4.6℃,到80年代则变
为-3.9℃,气温升高趋势十分明显。本区错仁德加
降水量由东南向西北减少,推算各拉丹冬地3
区年降水量约为400mm,而西金乌兰湖地区
则不足200mm。年均降水量200~300mm,
图1青高原可可西里湖泊表层沉积物采样溯泊位置图
主要集中在每年5~9月(胡东生,1992;王
Fig. 1 The lake locations for collecting lake surface sediments
苏民和窦鸿身,1998)。区内以高山寒漠土、
in the Koh Xil area, Qinghai-xizang(Tibet )Plateau
高山草甸土、高山草原土和高寒草原、高山
草甸等土壤、植被类型为主,据20090年9月我们在香烃,酒精冲洗非烃组分。有机质正构烷烃组分分
该地区的野外实际调査表明,植被主要以冰草、委陵析采用有机色一质谱分析法,分析仪器为美国
菜、野葱、羊茅等为主
Finnigan SSQ710型色一质谱仪,配置HPDB-5MS弹
胡东生等(1994)对可可西里地区湖泊进行了性石英毛细柱(30mx0.25mmx0.25wm)。色
调查,该区湖泊淡水湖一半成水湖约占79%,成水质谱分析条件为:色谱条件,載气纯度为9.999%
湖为13%,盐湖为10%。2009年9月,我们对可可的氮气,进样室与传输线均恒温300℃;进样温度
西里东北部库赛湖以东至昆仑山垭口一线湖泊进行80℃,停留1min,以20℃/min程序升温至140
了水质和生态环境调査,并采集了16个不同盐度湖℃;以5℃/min程序升温至280℃,停留10min;
泊表层沉积物样(图1),湖泊位置、水化学基本特质谱条件,EI模式,电子能量70eV;离子化电流
征,以及湖泊深度、植被等见表1。调查发现湖泊中300A,倍增器电正100V;根据相对保留指数、特
些如眼子菜等沉水植物发育,并且大多数湖泊中征碎片离子、标准谱库检索等对化合物作定性分析,
硅藻比较繁盛,分析表明主要以 Amphora baltica、以六甲基苯为内标,用内标法作定量分析
Amphora ova