陆相湖盆高盐度对伽马蜡烷生成的抑制机制

摘要

伽马蜡烷传统上被认为是一种与水体分层密切相关的C₃₀三萜类生物标志物，并将这种分层性与盐度紧密关联。但高盐度水环境沉积物中伽马蜡烷缺失的机制仍不明确。本研究以德国南部中新世诺德林根（N9rdlinger Ries）湖相页岩为对象，通过矿物学、有机地球化学（总有机碳、总硫、生物标志化合物、干酪根元素和热解分析）等多指标综合研究，揭示了伽马蜡烷的保存与水化学环境控制的微生物活动间的关联。结果表明：湖盆水体古盐度演化经历了中盐度→超咸水→中盐度→淡水的变化，但伽马蜡烷丰度在相对低、高盐度下与盐度分别呈现出正、负向协同演化关系。淡水-正常海、弱氧化-弱还原条件下（盐度<40‰,剖面中、上部）,伽马蜡烷丰度与水体分层性、盐度呈正相关关系。中盐度-超咸水、强还原条件下（盐度>40‰,剖面中、下部）,因水化学环境改变（盐度、缺氧度增大）引发的食物链断裂（伽马变形菌门等原核生物减少）,导致纤毛虫活性受抑制，进而降低伽马蜡烷生成和反硝化作用强度。同时，伽马变形菌衰亡削弱了硫酸盐还原菌的增殖，抑制有机质硫化过程，表现为有机硫含量与热解T_max值的协同变化。研究证实，伽马蜡烷的保存不仅依赖水体分层，更受控于微生物群落的生态响应，为高盐湖盆中伽马蜡烷地质意义的复杂性与局限性提供了新解释。

关键词

伽马蜡烷 / 水体分层 / 超咸水 / 硫酸盐型湖盆 / 陆相盆地

基金资助

国家自然科学基金项目(42502132,42401182,U22B6004); 中石油科技项目(2021DJ0102)