豫西渑池地区寒武纪馒头组微生物岩中的生物标志化合物及其意义

【摘要】：豫西渑池地区寒武纪馒头组剖面出露良好、宏观形态特征明显。本研究选取馒头组主要微生物岩类型中的叠层石、核形石和凝块岩,以及生物碎屑灰岩作为研究对象,利用GC-MS进行生物标志化合物的检测和分析,揭示渑池地区寒武纪馒头组微生物岩的生物标志化合物特征,分析生物标志化合物的来源、分布及沉积环境。渑池地区寒武纪馒头组叠层石、核形石和凝块石等微生物岩中均检测到丰富的正构烷烃、支链烷烃、类异戊二烯烃和少量脂肪醇等有机分子。在核形石和凝块石中正构烷烃的碳数分布为nC12-nC35,而在叠层石中是nC14-nC35。在三种微生物岩中均检测到丰富的短、中链单甲基支链烷烃和高碳位数甲基支链烷烃,如7-甲基十六烷和10-甲基二十烷等。在三种微生物岩检测到的类异戊二烯烃中,最丰富的是姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph),且三种微生物岩中Ph/C18和Pr/C17的值均大于1。这些生物标志化合物的检出和特征分析表明,三种微生物岩中沉积有机质的重要输入源为蓝细菌、藻类、古菌和细菌等。这一结果与目前所认为的微生物岩的微生物成因观点是一致的。然而,从正构烷烃碳数分布图上可以看出,与叠层石和核形石相比,凝块石中正构烷烃的碳数分布较宽泛,且轻烃(碳数21)的含量升高。由于轻烃成分主要有蓝细菌、藻类和细菌所贡献,所以在凝块石中生物标志化合物的来源是蓝细菌、藻类和细菌,同时也提示凝块石的成因中微生物成因作用占得比重可能也较大。在叠层石和凝块石两类微生物岩中,Pr/Ph值均小于1,具有明显的植烷优势,提示渑池寒武纪馒头组叠层石和凝块岩的沉积环境为弱氧化-还原环境;而在核形石中,Pr/Ph值介于1.05-1.13之间,平均值为1.1,接近于1,不具备植烷优势,表明沉积水介质属弱氧化-弱还原性水体。生物碎屑灰岩中正构烷烃的碳数分布从nC12-nC35均有分布,较为完整,主峰碳数为C17和C25,双峰型,指示生物体来源为蓝细菌、细菌和藻类,生活环境为水生、底栖或远洋。CPI(碳优势指数)为0.99,接近于1,有明显奇偶优势,表明为成熟有机质。Pr/Ph值为0.67,具有植烷优势,指示其沉积环境为弱氧化-还原环境。生物碎屑灰岩中还发现丰富的、呈C13-C21分布的正脂肪酸甲酯,但与正构烷烃C12-C35相比,并不具有完全相同的碳数变化范围。这些丰富的正脂肪酸甲酯指示沉积的弱碱性-中性化学环境。