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《中国科学院广州地球化学研究所》 2001年
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蓟县剖面元古宙沉积物(1.8-0.85Ga)的分子有机地球化学研究

李超  
【摘要】: 迄今为止,地球科学家的注意力仍主要集中于显生宙地球的研究,而对早期地球与早期生命的演化段却知之甚少。本研究以我国著名的中晚元古代地层剖面天津蓟县剖面(1.8-0.85Ga)中保存的沉积有机质为研究对象,运用分子有机地球化学的方法和理论系统研究了该剖面元古宙沉积物中的可溶有机分子特征、干酪根化学与热降解产物分子特征以及各种有机质类型(包括可溶单体烃类、干酪根等)和共生碳酸盐的碳同位素特征。在研究和讨论中还重点结合了蓟县剖面丰富的古环境和古生物的资料,从分子和同位素的角度对燕山盆地及其生命在全球演化大背景下的早期演化进行了深入探讨。 剖面生物标志化合物特征的调查显示整个剖面具有基本相似的分子组成。值得一提的是在剖面串岭沟组约1.8Ga的页岩中发现了指示真核生物存在的古老甾烷和指示原生动物存在的目前所知的最古老的伽马蜡烷。通过对剖面分子特征与独立的古环境和古生物资料的对比研究发现蓟县剖面中的有机分子很好地记录了燕山盆地元古宙各阶段的生物和古环境演化的信息。 干酪根和共生碳酸盐的碳同位素组成(δ~(13)C_k和δ~(13)C_(carb))以及二者的差值(Δ_C)反映了在全球大环境演化下的燕山盆地小生境的演化特征。δ~(13)C_k和δ~(13)C_(carb)的剖面特征表明,大约1.55Ga前,全球CO_2浓度曾持续快速下降,而之后趋于稳定。Δ_C被证明能有效反映局部环境中不同生物群落在利用CO_2过程中的碳同位素分异程度的差异。Δ_C在剖面上的规律性变化显示了燕山盆地生物整体同位素分异程度在元古宙演化过程中出现旋回式波动。这一波动能很好地被解释为燕山盆地周期性海进与海退所导致的不同生物群落的更迭。 单体烃碳同位素组成与共生干酪根碳同位素组成之间的关系提供了燕山盆地演化中更为深层次的有关生物地球化学循环方面的信息。剖面中具有较重同位素组成的类异戊二烯化合物和早于高于庄期(>1.4Ga)的样品中的正构烷烃可能较多地来源于生存在燕山古海中的喜盐等古细菌类脂,而高于庄期后样品中的正构烷烃可能较多地起源于具有相对较轻同位素组成的原始藻类有机质。正构烷烃与共生干酪根碳同位素关系在高于庄末期(1.4Ga)的明显倒转可能表明在高于庄末期以后原始有机质的异养生物降解程度明显降低。这一降低可能与燕山盆地进入稳定的浅水陆表海沉积环境有关。蓟县剖面元古宙沉积有机质中独特的单体烃与共生干酪根的碳同位素关系特征地反映了具有明显局限特征 中科院广州地球化学研究所博士学位论文 的元古宙燕山盆地所特有的生物地球化学循环过程。 Rock-Eval等数据以及初步的干酪根化学和热降解的研究表明剖面中大部 分干酪根样品己对应成熟至油窗结束阶段,且只有来自剖面洪水庄组干酪根具 有开展全面有机地球化学研究的价值。多种有机地球化学方法对剖面洪水庄组 干酪根的综合研究不仅获得了洪水庄组干酪根重要的分子结构特征和有机质生 物起源的信息,而且还从干酪根的角度证实了洪水庄组可溶有机质原生性的本 质。 通过对剖面洪水庄组与北美老页岩组分子特征及其他地球化学特征的对比 表明华北地块很可能在1112亿年以前与劳伦大陆是紧紧挨在一起的。 此项研究具有以下特色和创新之处:()研究对象连续时间跨度最长;门) 研究内容涉及面较全面;(3)较早详细探讨了前寒武纪沉积有机质的分子特征 与古环境和生物群落的演化关系;N)独立推导和论证了吵C_和5’3C。的差 值(八C)的生物和环境的重要意义:6)在前寒武纪有机质研究中区分了局部 封闭环境下的生物地球化学循环过程与广域海环境下的生物地球化学过程的差 异:(6)开展了前寒武纪干酪根化学和热降解研究;()开创性地将分子有机 地球化学的数据应用于元古宙Rodinia超大陆的重建中。
【学位授予单位】:中国科学院广州地球化学研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:P618.13

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋建中;珠江三角洲地区土壤和表层沉积物有机质的非均质性研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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10 WOLFGANG SIEBEL;;South China provenance of the lower-grade Penglai Group north of the Sulu UHP orogenic belt,eastern China:Evidence from detrital zircon ages and Nd-Hf isotopic composition[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第三卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓尚贤;滇中苍山群和苴林群的变质作用演化与地球化学研究[D];中国科学院广州地球化学研究所;2000年
2 李勇;上扬子区晚震旦世地层古生物研究[D];西北大学;2002年
3 裴先治;勉略—阿尼玛卿构造带的形成演化与动力学特征[D];西北大学;2001年
4 廖泽文;沥青质地球化学行为研究及其在石油勘探开发中的应用前景[D];中国科学院广州地球化学研究所;2001年
5 肖万生;地球内部成烃新机制探索[D];中国科学院广州地球化学研究所;2001年
6 付少英;鄂尔多斯盆地上古生界煤的生烃动力学及其分子特征研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
7 李丽;不同级分腐殖酸的分子结构特征及其对菲的吸附行为的影响[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
8 张善文;济阳坳陷深层稠油成因机理、储层评价与成藏规律[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
9 肖中尧;哈得4油田成藏地球化学研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
10 宋建中;珠江三角洲地区土壤和表层沉积物有机质的非均质性研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
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1 曹星辉;不同结构水钠锰矿催化氧化对苯二酚腐殖化反应的特点[D];华中农业大学;2010年
2 郑艳敏;煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D];河南理工大学;2010年
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4 刘文杰;天津市北部金矿带的典型矿床类型及其成矿规律[D];昆明理工大学;2010年
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7 张福勇;柠条塔矿2~(-2)煤自然发火特征温度及其影响因素研究[D];西安科技大学;2011年
8 柴辉婵;基于地球物理特征的岩相古地理研究[D];山东科技大学;2011年
9 周洁;东海盆地西湖凹陷始新统平湖组煤系烃源岩地球化学特征[D];浙江大学;2012年
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 付少英;鄂尔多斯盆地上古生界煤的生烃动力学及其分子特征研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2002年
2 李丽;不同级分腐殖酸的分子结构特征及其对菲的吸附行为的影响[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2003年
【二级引证文献】
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1 冯瑞华,彭平安,宋建中,张文兵;Pahokee泥炭腐殖酸的电喷雾质谱特征研究[J];地球与环境;2005年01期
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1 邓红梅;西江流域水体有机污染物及大分子有机质的研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
2 张素坤;珠江三角洲地区土壤/沉积物中PCDDs和PCDFs的空间分布和污染源研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
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1 王伟伟;珠江表层沉积物中有机质结构特征与HOCs吸附模式研究[D];华南师范大学;2007年
2 周丹丹;生物碳质对有机污染物的吸附作用及机理调控[D];浙江大学;2008年
3 吕金妹;崇明东滩沉积物腐殖酸与重金属生物地球化学研究[D];华东师范大学;2008年
【二级参考文献】
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3 本报记者 李响;寻找前寒武纪宝藏的路线图[N];中国国土资源报;2006年
4 本报记者 滕艳;前寒武纪,中国铁矿的突破口[N];地质勘查导报;2006年
5 记者 张兆军;从海底火山口克隆古细菌基因[N];科技日报;2001年
6 王黎黎 郑华坤;地质学中的漫漫求索者[N];科技日报;2005年
7 本报记者  吴昌红 吴红梅;南京科学家为达尔文圆梦[N];新华日报;2006年
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9 本报记者 董毅然;探秘澄江生命大爆发之地[N];北京科技报;2006年
10 记者 李大庆;达尔文的“猜想”被中国科学家证实[N];科技日报;2006年
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1 李超;蓟县剖面元古宙沉积物(1.8-0.85Ga)的分子有机地球化学研究[D];中国科学院广州地球化学研究所;2001年
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7 朱书法;贵州典型陆地生态系统土壤中有机碳含量及碳同位素组成[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2006年
8 苏瑞侠;季风气候对南海北部珊瑚钙化和氧碳同位素组成的影响[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2006年
9 沈微;Pyrococcus furiosus a-淀粉酶基因在不同宿主中的表达[D];江南大学;2003年
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7 刘芳;岩坝地区铀矿找矿方向研究[D];成都理工大学;2009年
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