松辽盆地晚白垩世典型露头剖面四醚类脂物分布特征及其古环境参数的适用性研究

A number of attempts have been made to develop global time series temperature reconstructions for the gelogical history. In recent years, novel temperature proxies have been proposed based on membrane lipids of crenarchaeota/bacteria. At present, two classes of glycerol dialkyl glycerol tetraethers (GDGTs), namely isoprenoid GDGTs and branched GDGTs are being extensively studied and the temperature proxies include TEX86 and MBT/CBT. Songliao Basin located in northeastern China is one of the largest Cretaceous continental rift basins in the world. Well-preserved Cretaceous lacustrine deposits in this basin provide a unique opportunity to study the paleoenvironment and paleoclimate of the non-marine Cretaceous. However,little paleotemperature information exists about the continent, which hampers the research of paleoclimate in continental Cretaceous. The distributions of GDGTs of Late Cretaceous lacustrine sedimentary strata in the Songliao Basin will be studied, which could provide the information on the biological sources of GDGTs. GDGT-based paleoenvironmental index will be calculated. Compared with the reconstructed paleoenvironment based on other molecular biomarkers, paleoenvironmental applicability of GDGTs, especially paleotemperature will be judged in the Songliao Basin.

古温度的定量重建是古环境/气候学研究的重要内容，不同领域的学者为此一直进行着不懈的探索。近年来，一种基于古/细菌的细胞膜类脂化合物――甘油二烷基甘油四醚(GDGTs, Glycerol dialkyl glycerol tetraethers)的古温度指标得到了广泛的应用与发展。松辽盆地是我国东北部大型中、新生代陆相沉积盆地，是我国陆相白垩系发育最为完整的地区。但因为缺乏定量古温度重建数据，使得海陆对比难以进行，不利于探讨我国乃至东亚地区白垩纪古气候/环境演变的规律和机制。松辽盆地陆相白垩纪古温度的重建研究还鲜见报道。本项目将通过对松辽盆地晚白垩世典型露头剖面沉积记录的GDGTs进行定性、定量研究，分析其GDGTs组成特征，判断其GDGTs源输入特征，计算GDGTs的各项古环境参数，结合其他有机分子指示的古环境特征，判识GDGTs古环境参数特别是温度计算在松辽盆地古温度重建研究中的适用性.

近年来，一种基于古/细菌的细胞膜类脂化合物-GDGTs (Glycerol dialkyl glycerol tetraethers)的古温度指标得到了广泛的应用与发展。与其相关的指标主要包括TEX86和MBT/CBT。其中TEX86 主要用来计算海水的表层温度(SST)的。但研究显示TEX86 古温标也可以用于大型湖泊表层水体温度的重建。MBT/CBT 用来计算大气温度 (MAT)。虽然这些指标的应用得到了长足的发展，但也存在一定的局限性。如，二者都受到GDGTs 的来源的影响，也受成岩和热成熟作用的影响。目前的研究认为成岩作用并不直接改变TEX86 指标，而热成熟作用对TEX86 指标有较大影响，但这可以通过其他分子标志化合物指标来判断，如藿烷的22S/(S+R)比值等。对于热成熟作用较高的样品，TEX86 将不能作为古温标来应用。. 松辽盆地是我国陆相白垩系发育最为完整的古湖盆，随着“松科1 井”科学钻探的实施和完成，我国在国际陆相白垩纪研究中的地位快速提升，预计其研究成果可为解决当前全球变暖问题和预测未来气候变化提供重要的参照。但关于古温度定量重建研究任然难以开展，因为与GDGTs 相关的古温度指标TEX86 和MBT/CBT 都显著受热成熟作用的影响，“松科1 井”资料显示，其热成熟作用明显。因此，要进行松辽盆地白垩纪的古温度定量重建，只能以成熟度相对低的露头剖面为研究对象。. 本项研究通过对松辽盆地晚白垩世典型露头剖面──岳王城剖面、后金沟剖面、姚家车站剖面、李家坨子剖面以及LD6-7井和J79井样品的GDGTs 的定性、定量研究，获取GDGTs的源信息，从而判断GDGTs相关指标的适用性，在此基础上选择合适的古温度计算方式来进行松辽盆地晚白垩世古温度重建。项目针对松辽盆地主要的烃源岩层位（嫩江组一、二段和青山口组一段）进行了研究，检测出GDGTs化合物主要为isoGDGTs, 通过化合物分子组成及相关指标的计算，认为TEX86指标可以用来进行松辽湖泊古温度的定量重建，重建结果表明，嫩江组一、二段沉积时段的温度为14.2-26.0℃，在白垩纪温室气候的大背景下，松辽盆地也存在短期的低温事件，但松辽盆地在晚白垩世整体处在亚热带气候区。