青藏高原东部早中全新世湖沼沉积物有机地球化学特征与古环境应用

【摘要】：地质沉积物存有的类脂物分子化石能够提供古环境变化下有机质的来源、保存、成岩过程、历史变化等丰富有用信息,越来越多的应用于古环境重建研究。若尔盖盆地地处青藏高原东部,是第四纪青藏高原强烈隆起构造运动中形成的相对沉降区,在亚洲季风影响下,形成我国面积最大的高原泥炭沼泽集中分布区,早已成为我国古环境重建研究理想地之一。前人通过红原泥炭分子化石研究,已经证实分子化石能够弥补传统指标的不足,提供泥炭地详细的生物源、植被和古气候等环境生物信息。但目前若尔盖盆地沉积物分子化石研究还处于初期阶段,因此,今后需对若尔盖盆地沉积物继续深入开展相关研究,这对理解若尔盖盆地生态环境和古气候变化具有十分重要的科学意义。 基于此,本论文选取若尔盖盆地北部郎木寺湖沼连续沉积剖面为研究对象,在AMS14C年代标尺框架下,通过剖面岩性、总有机碳、热解分析、有机碳同位素和分子化石多项有机地球化学指标的综合分析,结合前人研究成果,探讨了这些指标尤其分子化石组分及参数对生物源、古气候等环境信号指示意义,重建了郎木寺盆地早中全新世古植被和古气候演变序列。本论文的主要结论和认识如下。 1.通过郎木寺剖面613C记录与同地区红原泥炭木里苔草纤维素δ13C记录的对比,发现郎木寺上部泥炭木里苔草613C记录与同期红原记录具有相似的变化趋势,而郎木寺剖面下部湖泊粘土全样δ13C记录与之没相关性。这些特征表明郎木寺和红原两地受同一个气候系统影响,郎木寺泥炭木里苔草纤维素δ13C指标能很好地记录该地区7.3～4.5cal ka BP期间古气候演变信息,而湖相全样δ13C由于受植被类型影响,而没有明显的古气候指示意义。 2.利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),从郎木寺湖沼沉积剖面样品中不仅检测到地质体中普遍存在的正构烷烃(C16～C35)、正构烯烃(C19～C28)、类异戊二烯烃姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph),和直链烷基-2-酮(C19～C35)系列化合物,还检测到特殊的脂肪酸甲酯系列化合物(C14～C30) 3.样品中氢指数平均值约250mg HC/g TOC,氯仿沥青“A”中饱和烃和芳烃馏分含量均很低,而非烃和沥青质馏分含量很高。饱和烃和芳烃馏分中检测出的正构烷烃、正构烯烃和直链烷基-2-酮具有明显的奇偶优势,且脂肪酸甲酯具有明显的偶奇优势。这些特征反映了郎木寺湖沼沉积物未成熟特征,有机质主要源自高等植物。 4.本文与前人对若尔盖泥炭中直链烷基-2-酮研究充分证实,若尔盖泥炭沉积物具有独特的C23占绝对优势的直链烷基-2-酮化合物。而本剖面湖相沉积物以C27-31为主的直链烷基-2-酮系列化合物,因此直链烷基-2-酮参数(Cmax-KET、 CPI-KET和ACL-KET)可作为环境代用指标敏感指示该剖面沉积演变过程。 5.郎木寺样品有脂肪酸甲酯系列化合物,说明沉积物中存在特殊的生物化学过程。尽管目前对其来源无法确认,但其参数C16/C24比值具有一定的环境指示意义。 6.郎木寺剖面124cm往上正构烷烃、直链烷基和脂肪酸甲酯碳优势指数CPI值都呈递减趋势,说明该阶段沉积有机物中微生物发育、降解作用强烈。 7.根据岩性和有机地球化学分布特征,重建了郎木寺盆地11.4～4.5cal ka BP(346-26cm深)期间沉积环境演变历史：在11.4～7.3cal ka BP期间,郎木寺盆地主要为较高水位、水生植物和陆生植物有机输入为主的湖相条件；7.3～4.5cal kaBP期间该盆地为水位较低、当地草本植物为主的沼泽环境。在这演化过程中还叠加有9.8～8.6cal ka BP期间频繁水位波动,反映了亚洲季风强度多频大幅变化,说明早全新世古气候的不稳定性。郎木寺盆地在4.5cal ka BP之后停止连续堆积,很可能是青藏高原晚全新世普遍盛行冷干气候所致。