中国若干地区前寒武纪与早寒武世沉积岩石有机地球化学初探研究.pdfVIP

中国若干地区前寒武纪与早寒武世沉积岩石有机地球化学初探 摘 要 有机地球化学方法长期以来作为石油勘探的标准工具之一，在判断石油和源 岩的年代、成熟度等方面都发挥了重要作用。自上世纪八十年代，特别是在近十 年中，有机地球化学方法在地球环境和古生物学方面的应用受到越来越广泛的关 注，甚至在早期生命研究上被称为 “早期生命研究的新的分子窗口”(ANewM- olecularWindowonEarlyLife)(Knoll,1999)。前寒武纪和早寒武世是地球上新 的生命形式不断出现和繁荣的阶段，己经成为古生物学和演化生物学的研究热 点，同时也是有机地球化学研究的重点。前寒武纪地层中化石较少，特别是保存 了可供亲源关系识别特征的化石非常稀少，有机地球化学手段不失为一种探讨一 些特殊生物种类的起源和环境背景的好方法。现代生物学的研究表明，一些生物 种类含有独特的标志性化合物 (biomarker)，如甲藻苗烷是沟鞭藻的生物标志化 合物:91烷是真核生物的生物标志化合物。在古老的地层中它们有可能保存为分 子化石，因此我们可以利用有机地球化学方法对含有机质的化石和沉积岩石进行 检测，从而探讨一些特殊生物种类的起源和演化。 本篇论文的研究内容是前寒武纪山西五台地区太古代金刚库组的黑色片岩、 山西永济地区中元古代北大尖组含大型带刺疑源类的粉砂质页岩、湖南民乐地区 和湖北古城地区的新元古代大塘坡组黑色页岩底部锰矿、安徽休宁县震旦纪和早 寒武世的黑色页岩。研究进展主要有: (1)在山西五台地区太古代晚期金刚库组的 (约25-29亿年)灰、黑色片岩 中检测出真核生物标志化合物— W烷，同时在金刚库组地层中还发现了许多热 降解比较严重的微体有机外壁化石，从这些微体化石的大小来看，非常接近真核 生物。如果这项研究能得到更进一步的证实，它将提供迄今为止最古老的真核生 物的形态学和分子生物学证据，也为我们评估太古代大气圈中自由氧含量的变化 提供有益的资料。 (2)在山西永济地区中元古代北大尖组 约〔12-15亿年)含大型带刺疑源类 的粉砂质页岩中检测出了沟鞭藻的生物标志化合物— 三芳甲藻m烷。分子钟推 断沟鞭藻起源于10亿年左右，而最早的、可靠的沟鞭藻形态学记录是中三叠纪 的地层中。北大尖组发现的三芳甲藻幽烷，结合同一岩石中的大量保存极为完好 的大型带刺疑源类，我们推测，这些大型带刺疑源类中至少有某一类型与沟鞭藻 关系密切，或者说北大尖组的粉砂质页岩中含有迄今为止最古老的沟鞭藻的形态 学和分子生物学记录。 (3)对湖南民乐和湖北长阳的新元古代间冰期沉积— 大塘坡组的黑色页岩， 进行了生物标志化合物的研究，在其中发现了丰富的甲藻幽烷和各种多环芳香 烃。大塘坡组的黑色页岩被认为是热液成因，大量多环芳烃的出现也支持这个观 点。而且大塘坡组黑色页岩中甲藻幽烷的检出也表明了，新元古代冰期的间冰期 沟鞭藻和其他真核生物一样，同时发生了迅速的分异。 (4)对安徽休宁县震旦系和早寒武世黑色页岩连续剖面的系统的有机地球化学 分析，表明新元古代南沱冰期之后沉积的蓝田组、皮园村组和早寒武世的荷塘组 含有大量的有机碳。黑色页岩的生物标志化合物分析证明其有机质主要来源于菌 藻类。黑色页岩中幽烷与羞烷的比值大于1，表明黑色页岩是沉积在含氧的水体 环境中。同时，间接阐明新元古代冰期结束后多细胞生物的辐射与黑色页岩沉积 对大气氧的贡献关系密切。 关键词:有机地球化学，生物标志化合物，街烷，三芳幽烷，甲藻幽烷 Abstract Orgnaicgeochemistryplaysna importantroleinestimatingtheagenadmaturityof pertoleumnadsourcerocks,nadthusbecameoneofthestandardtoolsinpertoleumexploration. Inrecentyears,orgnaicgeochemistryhasbeenappliedwidelytopaleoenvironmentalnaalysisnad paleontology,thestudyopens“anewmolecularwindowonearlylife.Precambrinathroughto EarlyCambrinaisageologicalperiodofimportantevol