南海北部海马冷泉区表层沉积物的AOM生物标志化合物特征及意义
Characteristics and Significance of Biomarkers Related to AOM in Surface Sediments of the Haima Cold Seep in the Northern South China Sea作者机构：中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室海洋地球科学学院山东青岛266100 中国科学院大学北京100049
出 版 物：《地球科学》 (Earth Science)
年 卷 期：2022年第47卷第8期
页 面：3005-3015页
核心收录：
学科分类：0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0704[理学-天文学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
基 金：国家自然科学基金资助项目(No.91958105) 国家重点研发项目(No.2018YFC031005) 广东省基础与应用基础研究重大项目(No.2019B030302004)
主 题：冷泉 管状蠕虫 贻贝 甲烷厌氧氧化古菌 硫酸盐还原菌 生物标志化合物 海洋地质.
摘 要：选取采自南海天然气水合物赋存区海马冷泉,管状蠕虫区(ROV06站位)和贻贝区(HM101站位)的2个表层沉积物柱状样品,提取其中的生物标志化合物,对其种类和稳定碳同位素进行了测定,用以探讨海底表层沉积物中的有机质来源、微生物种群分布及其对冷泉渗漏活动的响应特征.两个站位的沉积物中均发现了大量与甲烷厌氧氧化古菌(ANME)有关的生物标志物,如2,6,11,15‐四甲基十六烷(crocetane)、2,6,10,15,19‐五甲基二十烷(PMI)等类异戊二烯烃,古醇(archaeol)、sn2‐羟基古醇(sn2‐OH‐Ar)等,以及来源于硫酸盐还原菌(SRB)的异构/反异构脂肪酸iso‐C_(15)和ai‐C_(15)等.这些生物标志物均具有极低的碳同位素特征(古菌生标δ^(13)C值低至−126‰,硫酸盐还原菌生标δ^(13)C值低至‐89‰),表明沉积物中发生了甲烷厌氧氧化作用(AOM).ROV06和HM101站位沉积物中均检测到了crocetane,大多数sn2‐羟基古醇/古醇大于1,同时ai‐C_(15)/iso⁃C_(15)脂肪酸比值小于2,这说明两个站位沉积物中的甲烷厌氧氧化古菌主要以ANME‐2/DSS为主,指示甲烷渗漏强度较强.ROV06站位的表层沉积物含有crocetane,但sn2‐羟基古醇/古醇小于1,且ai‐C_(15)/iso⁃C_(15)脂肪酸比值大于2.1,指示了ANME‐1/DSS和ANME‐2/DSS混合存在的种群特征,说明ROV06站位顶部甲烷渗漏强度有减小的趋势.根据古菌种群ANME‐2化合物对甲烷的碳同位素分馏(Δ:−50‰)及古菌生物标志物(PMI、古醇、sn2‐羟基古醇)的平均δ^(13)C值,计算得到甲烷δ^(13)C值(−58‰~−53‰),显示甲烷为热成因和生物成因混合气.虽然ROV06和HM101站位的甲烷具有相近的δ^(13)C值,但ROV06站位的SRB生物标志物比HM101站位要更加亏损^(13)C(Δδ^(13)C:18‰),这可能与管状蠕虫的共生菌(硫氧化菌)吸收硫化物并释放出硫酸盐有关,因为其不断释放出的硫酸盐很可能极大地增强了甲烷厌氧氧化作用,使沉积物中含有更多^(13)C亏损的无机碳.
维普期刊数据库