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黄土剖面中微生物与有机质的古气候记录——趋磁细菌对磁化率的贡献及其特征生物标志物研究

彭先芝  
【摘要】:本文根据气候及地质背景,选择位于黄土高原中部的甘肃西峰和东南部的 陕西段家坡为代表性黄土剖面,系统研究了黄土中趋磁细菌(MB)和磁小体 (MS)的特征;首次通过实验模拟了不同温度下MB的生长及MS的形成; 初步定量模拟了MB和MS对磁化率的贡献:探讨对比了华南沿海泥炭与西北 黄土MB和MS特征:分析了黄土-古土壤序列及其中MB内特征生物标志物 的组成,探讨了MB在黄土-古土壤序列中的化石行为及其古气候环境意义。 主要结果可总结如下: 1、MB广泛分布于黄土-古土壤序列;MB对黄土--古土壤序列磁化率的贡献表 现在两个方面:即菌体对磁化率的影响及细菌死亡后保存下来的MS“化石” 对磁化率和频率磁化率的影响;对10g样品,数十天培养之后,MB的生 长能使其磁化率增长最高可达116.4%; 2、MB广泛存在于各种沉积环境当中,菌体的多少、形态、大小等随环境变 化而发生一定的变化。MS与环境的关系则可能更为密切,体现在其数量、 形态、成分、大小,甚至能否形成。温度在一定范围内变化、中至偏碱的 环境、可供MB利用并合成MS的适量的Fe等是MS形成的有利条件;EDAX 等结果表明,段家坡与西峰黄土剖面的磁小体成份可能有些差异; 3、黄土剖面中总有机碳(TOC)分布可反映古气候演化的趋势。由干酪根热解 烃TMAX计算得出西峰剖面 S5-1层形成时古湿度达80%以上,而L1-L6其余各层 古湿度均低于60%;氢、氧指数的分布表明S6-1层时的古环境亦相当稳定。 3、L5-S5层段正构烷烃CPI值、C31/C29、C31/C27、脂肪酸的CPI(A)值、C16/C18 以及不饱和组分等参数表明,黄土地区当时古气候偏干冷,西峰地区较段 家坡更干冷。西峰剖面从S5-1形成到L5堆积时古湿度可能有一个突变,即 古气候由较湿润突然转变为极干燥;而段家坡地区当时的古气候变化较之 西峰要缓和。MB有可能是黄土剖面中脂肪酸的重要来源之一。


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