江汉盆地沉积有机质中紫硫菌和绿硫菌的生物标志物之成岩演化研究

江汉盆地低熟高硫原油样品中，检出有双峰型、可能为2,3,4-和2,3,6-结构的芳基类异戊二烯化合物，指示其盐湖相盆地膏盐、高硫环境下主力烃源岩沉积时期，水体中发育有光合异养作用的紫硫菌和绿硫菌，为其古环境重建、生物标志物研究提供了新的生源解释思路和理论框架。作为光合硫细菌的母源化合物，类胡萝卜素系列化合物的成岩演化较为复杂，既有沉积分层水体的微生物降解作用，又有成岩作用早期无机硫加入脂类官能团的硫化作用，以及成岩作用过程中的加氢、环化、芳构化和碳碳键断裂等。需要从分子级水平上对目标化合物(单芳)及其前身物(二芳类胡萝卜烷)和含硫衍生物的成岩演化给予精细刻划。首先通过原油样品进行目标化合物、前身物及其衍生物的地球化学属性研究，然后扩展到沉积有机质的自然演化剖面和人工加热、熟化演化研究中，对其成岩演化给予全面研究。研究成果有助于探索我国膏盐相低熟油的成因、演化机理及其沉积盆地的古环境重建。

江汉盆地原油中双峰型分布的芳基类异戊二烯化合物中，2,3,6-结构的化合物，其前身物为二芳的isorenieratene/isorenieratane和单芳的chlorobactene/chlorobactane，主要来源于绿硫菌；2,3,4-结构的化合物，其前身物是二芳的renierapurpurin/renierapurpurane和单芳结构的okenone/okenane，具有紫硫菌生源。在盐湖分层水体柱中的化跃层之下，绿硫菌可以与紫硫菌共生、共存在一起或者绿硫菌层存在于紫硫菌层之下，这样的共生、共存或者上下层分布，在生源上解释了江汉盆地原油中2,3,6-和2,3,4-结构的芳基类异戊二烯化合物呈双峰型分布共存的面貌。结合样品中伽马蜡烷指数、Pr/Ph以及MTTCI等沉积环境参数表明：在盐湖的分层水体化跃层之上发育有大量的噬菌纤毛虫，以其下的紫硫菌和绿硫菌为食，生成大量的四膜虫醇并成岩演化为高丰度的伽马蜡烷。光合硫细菌对高丰度植烷也有贡献。因此，单峰型的2,3,6-结构的芳基类异戊二烯化合物的出现，只能代表没有大规模扰动的静水透光带生活有绿硫菌；双峰型分布的2,3,4-和2,3,6-结构的芳基类异戊二烯化合物的共同出现，代表了盐湖分层水体透光带中共同生活有绿硫菌和紫硫菌。盐湖分层水体中细菌微生物的分布模式，有助于江汉盆地特征生物标志物的母源和沉积环境解释，以及盐湖古生态和古环境重建。.值得指出的是所有的原油样品获得的Pr/Ph和伽马蜡烷指数，都指向一个介于高盐度的盐湖和中等盐度的半咸水之间的沉积环境，这与光合硫细菌中绿硫菌和紫硫菌主要发育在化跃层附近有关。这本身是一个氧化/还原界面，完全缺氧的超高盐湖是不可能的，因为存在透光带和密度流等水流的循环；半咸水环境下达不到分层也不能引起上溢的硫化物和下潜的氧逸度的交换和分层。因此，这也指示了水体分层的沉积环境！.另一方面，传统地，大家都认为藻类和植物通过光合作用利用光能和细胞内的细菌叶绿素和类胡萝卜素，经过光反应和暗反应，将CO2(或H2S)和水转化为碳水化合物等有机物，释放出氧气(或H2)，成为生油母质的初始生产力。事实上，在光合细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)中也可以完成上述光合作用过程，生成有机化合物。因此，江汉盆地沉积水体中的绿硫菌和紫硫菌通过光合作用生成细菌叶绿素和胡萝卜素，也是初始生产力，对生油有机质具有重要的