江汉盆地蒸发岩沉积中的色素类化合物成岩演化研究

In the stratified water column of evaporitic sediments in the Jianghan Basin, there are halophilic algae and cyanobacteria with aerobic photosynthesis within the surface layer, as well as photosynthetic bacteria such as green sulfur bacteria and purple sulfur bacteria with anaerobic photosynthesis within the chemocline. They both are the primary productivity contributed to the generated crude oil components. After sedimentary diagenesis, these pigment compounds with initial mixed source input need to make a distinction between the molecular biomarkers associated with anaerobic photosynthetic bacteria and the molecular biomarkers derived from aerobic photosynthetic algae and higher plants. Especially, it is worth noted that what are the diagenesis pathways for the pigments with different source input, including bacterial carotenoids, algal carotenoids, bacterial chlorophyll and algal chlorophyll. For the Eogene sediments, it is difficult to conduct morphological trace for the photosynthetic bacteria and many analysis on modern algae. And source input from the photosynthetic bacteria was generally neglected on biomarker precursor deduction which usually attributed to the common algal contribution. Thus, diagenesis studies for the photosynthetic pigments, functionally and structurally, need joint, detailed characterization on those biomolecular chlorophyll and carotenoids, which help to realize the accurate deciphering on petroleum biomarkers. The detection and measurement for those bio-macromolecules by HPLC and LC/MS equipment, together with thermal simulation experiments on the standards, are helpful to give a good solution on these questions.

江汉盆地蒸发岩沉积中，既存在水体表层进行产氧光合作用的藻类，又存在水体分层界面进行厌氧光合作用的光合细菌。它们都是初级生产力，是生油母质的主要供给者。生物母源上交织在一起的色素类化合物，沉积成岩演化后，需要区分出哪些是与厌氧光合细菌相关的分子、生物标志物，哪些是与植物、藻类产氧光合作用有关的分子、生物标志物；这些不同生源色素化合物的成岩演化途径如何:光合细菌类胡萝卜素如何演化，藻类类胡萝卜素如何演化；光合细菌叶绿素如何演化，藻类叶绿素如何演化。古老沉积物中难以开展光合细菌的形态追踪和现代藻类分析，生物标志物研究中很多传统的藻类生源解释很可能存在光合细菌的来源；因此，色素类化合物的成岩演化研究，需要从功能上、结构上，向生物母源更接近的叶绿素和类胡萝卜素化合物的联合精细表征，实现对生物标志物的精准解读。HPLC和LC/MS所分离的生物大分子分析配合馏分和标样的热模拟实验，有助于上述问题的解答。

蒸发湖泊中既存在水体表层进行产氧光合作用的藻类，又存在水体分层界面附近进行厌氧光合作用的光合细菌。生物母源上交织在一起的光合色素类化合物，沉积成岩演化后，需要区分出哪些生物标志物、分子标志物是与光合细菌直接相关的，哪些是与植物、藻类光合作用有关的；这些光合细菌生源的和藻类生源的类胡萝卜素和叶绿素如何演化，成岩演化途径如何。因此，主要研究内容是江汉盐湖盆地沉积有机质中的叶绿素+类胡萝卜素等色素类化合物的分布特征及其成岩演化。.本项目重点在江汉盆地蒸发盐沉积中的光合细菌类胡萝卜素化合物上取得进展，在烃源岩和原油样品中同时获得2,3,6-和2,3,4-芳基类异戊二烯化合物，分别指示绿硫菌和紫硫菌的母源输入及其对生油母质和早期生烃的贡献；通过这些生物标志物与姥植比、伽马蜡烷指数、脱羟基维生素E指数等母源和沉积环境指标的关系研究，阐明了蒸发盐湖泊中分层水体的生态分布与生物标志物生源组成，为其母源、成熟度和沉积环境以及古环境重建等提供了清晰的理论依据，对于理解我国膏盐相沉积中低熟油的成因、演化机制及油源对比等具有重要的意义。.分析测试上，在光合色素叶绿素类卟啉化合物的FT-ICRMS质谱分析、检测上取得一定进展。鉴于硅胶、氧化铝柱层析分离方法对卟啉化合物有较高的吸附效应，放弃对非烃和沥青质的分离而直接对抽提物进行电喷雾（ESI）和大气压光电离（APPI）电离进样高分辨质谱分析。但是，需要加入甲酸铵电离促进剂，将离子源高温作用下释放出的氨气质子留在分析物分子上，形成了质子化的带电离子，对卟啉类化合物产生较强的响应。.整体研究内容上，由于蒸发盐湖中浮游藻的贡献相对略低，对江汉盆地中藻类叶绿素和类胡萝卜素等色素类化合物的分布特征及其成岩演化上针对性不强，相对较为薄弱。