生物标志化合物在有机地球化学研究中的应用

古生物学技术在古生物地层对比中的应用古生物地层对比是地质学中重要的研究方法，它通过对不同地层中的化石进行比较，揭示地球历史上生物的演化过程和地层的时代分布。

在过去的几十年里，古生物学技术的发展对古生物地层对比起到了至关重要的作用。

本文将着重介绍古生物学技术在古生物地层对比中的应用。

一、生物标志物在古生物地层对比中的应用生物标志物是指古生物化石中具有特殊地理或地质意义的生物化合物。

它们可以通过分析化石中保存的有机物质来判断古环境条件、古气候、古地理等信息。

例如，藻类和古菌的化石中保存了许多有机化合物，通过分析这些标志物，可以获得古气候变化的信息。

此外，一些古生物特征的存在与否，如古植物的花粉和古动物的骨骼结构等，也可以作为地层对比的依据。

二、同位素地层学在古生物地层对比中的应用同位素地层学是一种基于同位素组成变化的地层对比方法。

同位素是同一种元素的不同质量的原子，在地质过程中会发生不同的地球化学反应。

通过分析古生物化石中的同位素组成，可以获得关于地层古气候、地球化学和生态系统演化等信息。

例如，碳同位素组成可用于判断古植物的光合作用类型和古环境的水分条件；氧同位素组成则可以用于推测古水体的温度和氧气含量。

同位素地层学的应用，为地层对比提供了更加精确和客观的依据。

三、生物地层学在古生物地层对比中的应用生物地层学是通过对古生物化石的时代分布和演化特征进行研究，建立起地层的时间序列。

根据生物化石的演化特征，可以将地层划分为不同的生物地层带。

通过对生物地层的对比，可以确定地层的对应关系和时代早晚，进而建立地质时间尺度。

例如，在早前寒武纪地层中，三叶虫化石的分布是一种重要的生物地层标志。

不同地区的三叶虫化石可以通过对比其演化特征和分布情况，确定地层的对应关系。

四、地层学与分子生物学在古生物地层对比中的应用近年来，随着分子生物学的发展，它与地层学的结合为古生物地层对比带来了新的方法和数据。

分子生物学通过研究DNA、RNA等生物大分子的序列变化，揭示了生物演化的分子遗传机制。

地球化学中的有机地球化学地球化学是一门研究地球化学元素的分布、运移、化学特性及其在地球圈层中的变化规律的科学。

有机地球化学则是研究有机物质在地球中的分布、特性、形成与演化的学科。

它是现代地球化学领域中的一个分支，与矿物地球化学、水文地球化学等有机结合，构成了地球化学研究的核心内容。

本文将从有机地球化学的研究对象、有机质的主要成分、有机地球化学古气候学、有机地球化学与环境科学等几个方面结合实例进行阐述。

一、有机地球化学的研究对象有机地球化学的研究对象包括石油、煤炭、天然气、沉积岩石等。

这些物质均含有不同程度的有机质，是现代人类社会生产生活的重要能源与原料资源。

石油、煤炭、天然气是含碳量极高的有机物，其成分除了含碳之外，还含有氢、氮、硫等元素。

石油和天然气是构成地球深部烃类资源的主要成分，而煤炭则是由大量的植物残骸在地质历史长期压缩和化学反应形成的，是地球上储量最丰富的燃料。

沉积岩石则是指岩石中含有可见的、经过生物化学反应后形成的化石和其他有机标志物的沉积物。

有机质最为集中的地方是深度较浅的沉积岩系。

研究沉积岩石中的有机质，有助于了解岩石的沉积环境、沉积旋回、海水温度、海平面变化等。

有机质通常包括一系列的生物标志物，如芳香烃、脂肪烃等，这些标志物具有结构独特、成分多样、稳定性高的特征，可以用来将岩石的沉积环境重建出来。

二、有机质的主要成分有机质的主成分是有机碳、有机氮、有机硫、有机氧等元素的有机物。

为了更好的理解有机质和岩石成因的关系，我们需要掌握有机质的具体特征。

（1）碳同位素组成燃料油、煤中的有机碳含量可以用碳同位素组成进行表征。

碳同位素组成是指不同样品中碳的不同原子量之间的比例，以表征碳源以及化学分馏过程。

同位素测量得到的结果是以δ13C ‰ (PDB) 的形式表示的。

其中δ13C为样品同位素组成相对于标准物质Pee Dee Belemnite（PDB）的偏移值，计算公式如下：δ13C ‰ (PDB) = [(13C/12C)样品/(13C/12C)PDB - 1] × 1000‰（2）生物标志物分析生物标志物分析是有机地球化学中的重要研究手段之一。

2009─2010学年 第2学期《有机地球化学》课程考试试卷( A 卷)专业：地球化学 年级：07级 考试方式：闭卷 学分：3.5 考试时间： 120分钟是： 和 ，其次是 、和 。

2．影响烃源岩生烃潜力的主要因素是： 、 和 。

3．氯仿沥青“A”的族组成包括： 、 、 和 。

4．在Tissot 和Welte 的石油分类中，饱和烃含量大于50%的原油有 、、 ；饱和烃含量≤50%的原油有： 、和 。

5．重油是指难于开采的具有较大粘度和密度的原油。

根据其成因特征，可将其区分为：型和 型。

4分，共20分）．有机质成熟度2．质量色谱图A 卷 第 1 页共 4 页3．热蚀变作用4．生烃门限与液态窗5．生物标志化合物4分，共16分）姥/植比（Ｐr/Ph）的分布常与沉积环境有关。

盐湖相原油Ｐr/Ph值常低于1，而煤成油常具有明显较高的Pr/Ph值，说明盐湖相烃源岩形成于强还原环境，而煤系烃源岩形成于弱氧化环境。

2. 烃源岩的生烃门限是有机质开始大量生烃的起始深度。

生烃门限的差异不仅与烃源岩的有机质类型有关，而且与烃源岩所在沉积盆地的地温梯度有关。

3．CPI是正构烷的碳优势指数。

当CPI<1时，说明正构烷烃存在偶碳优势，这种分布常出现在强还原环境形成的烃源岩中。

当CPI接近１时，说明烃烃源岩形成环境的还原性相对较弱。

4.陆相原油与海相原油的化学组成常存在较明显的差异，其主要特征是高蜡、低硫、高钒低镍，高环烷烃、低芳烃。

A卷第 2 页共 4 页8分，共24分）．什么是运移分馏效应？运移分馏过程造成的原油物理性质和2．有机质的生烃演化过程可划分几个阶段？各阶段生成的主要产物是什么？3．简述Tissot干酪根元素分类法中四种类型的划分方法及主要特征A卷第 3 页共 4 页20分）A卷第4 页共4页2009─2010学年第2学期《有机地球化学》课程考试试卷( B卷)专业：地球化学年级：07级考试方式：闭卷学分：3.5 考试时间： 120分钟的生物是：、、和。

古生物学中的地球化学技术探索古代生态系统古生物学是研究古代生命演化及其生态系统的科学领域，通过对古生物化石的研究和分析，我们可以揭示地球上生命的演化历史以及古代生态系统的变迁。

然而，光靠古生物化石本身的信息是远远不够的，地球化学技术的应用在古生物学中起着举足轻重的作用。

本文将介绍一些地球化学技术在古生物学研究中的应用，并探讨其对古代生态系统理解的贡献。

一、同位素地球化学同位素是元素在自然界中存在的不同形式，具有相同原子序数但质量数不同的同一元素谓其同位素。

同位素地球化学是通过研究元素不同同位素比例的变化，探索古代生态系统的方法之一。

同位素地球化学主要应用于古代生物群落结构和食物链的研究。

通过分析化石中的同位素比例，可以确定古代生物的饮食结构和相对位置。

例如，碳同位素分析可以判断生物所处的生态位，不同植物或动物的同位素比例差异较大，通过分析其碳同位素组成可以揭示古代生态系统中不同种群之间的相互作用关系。

氧同位素分析则可以反映水体的温度和气候变化情况，从而帮助我们重建古代气候与环境条件。

二、生物标志物地球化学生物标志物是生物合成的特定化合物，在地球化学技术中被广泛应用于研究古代生态系统。

脂质标志物是生物标志物中的一类，通过分析化石中的脂质标志物，可以了解古代生物的生活习性和环境适应能力。

例如，鳞状脂质标志物n-alkanes的组成可以反映古代植物群落的结构和类型，通过分析烯醇和脂肪酸标志物，可以推断古代植物的水分利用策略和生长环境。

此外，胆固醇和叶绿素等脂质标志物也可以提供关于古代生态系统的重要信息。

三、微量元素地球化学微量元素是指在地壳中含量较低的元素，但它们对古代生态系统的研究具有重要意义。

微量元素地球化学主要应用于研究古代生物的生存环境和生活习性。

通过分析化石中微量元素的含量和组成，我们可以了解古代生物对其所处环境的适应能力和响应机制。

如硅、锶、钙等微量元素可以揭示古代生物在水质、水温和骨骼有机质合成等方面的适应情况。

1.Tmax：是由Rock-Eval热解仪分析所得到的S2峰的峰顶温度，对应着实验室恒速升温度的条件下热解产烃速率最高的温度。

2)氢指数：IH=S2/TOC*100 (S2干酪根，TOC总有机碳) 反映有机质生烃能力的高低。

3）氧指数：IO=S3/TOC*100 (S3有机氧)4）庚烷值：庚烷值=正庚烷/（环己烷-甲基环己烷之间的馏分和）*100%5）异庚烷值：异庚烷值=（2-甲基己烷+3-甲基己烷）/1顺3+1反3+1反2）-2甲基戊烷6）甲基菲参数：MPI1=[1.5(2-甲基菲+3-甲基菲)]/（菲+1-甲基菲+9-甲基菲）MPI2=3（2-甲基菲）/（菲+1-甲基菲+9-甲基菲）1.说明生物的发育与沉积环境的关系？能解释原因吗？1）海洋环境分为滨海、浅海、海湾和深海。

滨海水体动荡，含氧量高，由于水体能量过高，陆源，水生生物、高等植物、细菌、浮游动物均发育较少。

浅海环境由于阳光充足，温度适宜，江河、波浪、潮汐带来陆岸大量营养，故水生生物、浮游动植物、细菌均发育良好，陆源生物、高等植物发育良好。

海湾水生生物、细菌，浮游动植物十分发育。

深海区由于远离大陆缺乏营养来源，温跃层、盐跃层的存在又使深层含营养物的水不易升到表层，生物极少产量最低。

2）海陆过渡相：潮汐、河流、波浪作用强，营养物质丰富，盐度、温度、阳光适宜，各种生物都发育。

3）湖泊分为滨湖、深湖、浅湖、半深湖相。

滨湖水体能量高，各种生物均不发育，浅湖区由于河流的注入，同时带来营养物质的陆源生物、水生生物、浮游动物发育中等，深湖、半深湖区由于比海洋浅的多，阳光充足，河流注入带来大量的营养物质，各种生物均十分发育。

4）沼泽：沼泽是土壤充分湿润，季节性或长期积水、丛生着多年生喜湿性植物的低洼地段。

湿度变化大、含氧多、透光性好，水生生物、高等植物十分发育，而陆源、浮游动植物、细菌发育很少。

二. 影响有机质沉积和保存的因素有哪些。

1.水体能量：能量过高则含氧量增加氧化作用强，有机易被氧化，又加之有机质难以埋藏，如滨海、滨湖、河流显然有十分充足的光照也不行。

油⽓地球化学《油⽓地球化学》考试试卷（第⼀套）⼀、名词解释（每题2分，共16分）1、⽴体异构⽴体异构是指具有相同的分⼦式和相同的原⼦连接顺序，但是由于分⼦内的原⼦在空间排布的位置不同⽽产⽣的异构2、稳定同位素根据⽬前的测试⽔平和技术条件，凡未发现有放射性衰变或裂变的同位素称为稳定同位素3、⼲酪根⼲酪根是指不溶于⾮氧化的⽆机酸、碱和有机溶剂的⼀切有机质4、镜质体反射率指在油浸介质中测定的镜质体⼊射光强度与反射光强度的百分⽐。

（指在油浸介质中测定的镜质体反射率）。

5、有机成因天然⽓指沉积岩中分散状或集中状的有机质通过细菌作⽤、物理化学作⽤等形成的天然⽓6、地质⾊层作⽤油⽓在运移过程中，岩⽯矿物对⽯油中不同组分的吸附能⼒不同以及油⽓运移路径的差异等所引起的油⽓化学组成的变化称为地质⾊层作⽤。

7、⽣物标志化合物沉积物或岩⽯中来源于活体⽣物，并基本保存原始⽣化组分碳⾻架的、记载原始⽣物母质特殊分⼦结构信息的有机化合物。

8、潜在烃源岩能够⽣成但尚未⽣成具有⼯业价值油⽓流的岩⽯。

1、构造异构构造异构是指具有相同的分⼦式，但由于分⼦中原⼦结合的顺序不同⽽产⽣的异构2、放射性同位素根据⽬前的测试⽔平和技术条件，凡发现有放射性衰变或裂变的同位素称为放射性同位素。

可利⽤放射性同位素测定古代沉积物的地质年龄。

4、⽣油门限在烃源岩热演化过程中油⽓开始⼤量⽣成时所对应的地层温度或地层埋藏深度称为⽣油门限。

5、⽆机成因天然⽓泛指在任何环境下由⽆机物质形成的天然⽓。

6、分⼦离⼦峰分⼦受到电⼦轰击后失去⼀个外层电⼦形成的正离⼦为分⼦离⼦或母体离⼦，质谱图中对应于分⼦离⼦的峰为母峰或分⼦离⼦峰。

7、脱沥青作⽤在油⽓藏过程中或多期次成藏时，当⼤量⽓态烃（特别是湿⽓或凝析⽓）注⼊时，使原油中沥青质、胶质分离出来的作⽤，称为脱沥青作⽤。

稳定同位素分馏：稳定同位素分馏是指稳定同位素在两种同位素⽐值不同的物质之间的分配，包括同位素的动⼒分馏效应和同位素的交换分馏效应。

2006年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.元素丰度2.半衰期3.相容元素4.稳定同位素5.类质同象6.同位素计时体系的封闭温度7.微量元素8.U-Pb同位素体系的普通Pb9.温度效应气体10.晶格能11.分配系数12.地幔交代作用二、简答1.等时线定年法的原理。

2.目前锆石U-Pb体系定年的主要方法和各自的优缺点。

3.简述埃达克岩的特征和形成环境。

4.简述识别地幔岩浆遭受地壳混染的地球化学手段。

5.简述氧同位素测试方法和其应用。

6.简述大气圈和水圈的形成和演化。

三、论述1.概述同位素分馏、分馏系数及其影响因素。

并举例说明稳定同位素分馏程度在地球科学其一领域中的应用。

2.论述岩浆作用过程中（部分熔融和分离结晶）相容元素和不相容元素的变化规律。

3.概述研究高级变质岩热演化（T-t曲线）的原理和方法（以某一岩石类型为例，如榴辉岩、麻粒岩）。

4.论述地球化学方法在花岗岩成因研究中的应用（可结合实例说明）。

2007年中科院地质与地球物理所地球化学专业博士入学考题一、名词解释1.球粒陨石2.相容元素3.吉布斯相率4.部分熔融作用5.稀土元素标准化6.稳定同位素分馏系数7.等时线8.封闭温度9.分配系数10.放射性衰变常熟11.地幔楔12.类质同象二、简答和论述1．列出你所了解和阅读的国际重要的地球化学杂志名称（>4）2.说明太阳、行星和陨石对元素丰度研究的贡献。

3.简述戈尔施密特元素地球化学分类的依据，结果和意义。

每类列举三种以上的代表元素。

4.简述类质同象法则。

举例说明它对微量元素集中和分散的影响。

5.论述微量元素地质温度计的原理和应用。

6.举例说明稀土元素在地球化学研究中的作用。

7.造成地幔不均一性的可能因素有哪些？简述大陆陨石的同位素组成变化大于大洋岩石同位素组成变化的原因。

8.举例说明H、C同位素在矿床地球化学示踪的应用。

9.选取某一同位素体系（Rb-Sr，Sm-Nd）及以岩类或者矿床为例，叙述其视年龄、内部矿物等时线和全岩等时线年龄方法的原理、前提、差异及应用。