藿烷類化合物是指示細菌的生物標志物，普遍存在于各種沉積物和原油中。常見的藿烷包括常規藿烷、重排藿烷、異藿烷、降藿烷、斷藿烷、甲基藿烷、芳基藿烷、單芳藿烷、二芳藿烷、三芳藿烷、苯并藿烷和降苯并藿烷等系列化合物。苯并藿烷在生物降解瀝青、原油、碳酸鹽、煤和湖泊沉積物較為常見。目前，已報道的苯并藿烷有三個系列（Hussler 等， 1984；Schaeffer等，1995，Nytoft 等， 2016），包括C-20位環化的常規苯并藿烷（本研究定義為a系列）、六環苯并藿烷（本研究定義為b系列）和C-16位環化的苯并藿烷（本研究定義為c系列）。苯并藿烷系列a和c廣泛存在于沉積巖和原油中，但在蒸發巖和碳酸鹽巖環境中尤其豐富。到目前為止，苯并藿烷b系列和c系列似乎只出現在未成熟的沉積物中，而苯并藿烷a系列則出現在不同成熟度梯度的地質樣品中，這可能說明與苯并藿烷a系列相比，從藿烷類前驅物到苯并藿烷b系列和c系列的轉變相對脆弱。
近期，中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室的博士后姜連與合作導師王云鵬研究員及國際合作者在中國東北地區朝陽盆地ZK1006井一套早白堊世未成熟-低熟沉積物中發現，除了已報道的三個苯并藿烷系列，地質體中可能還存在另外兩個系列苯并藿烷，即新發現的d系列和e系列苯并藿烷（圖1-2）。
通過進一步對其不同系列苯并藿烷化合物分子量、化學結構式、質譜信息、色譜-質譜出峰順序和保留時間分析，并結合其母質來源和沉積環境，探討了苯并藿烷系列化合物的地球化學意義與潛在的地質應用前景，該研究取得的重要進展包括:
(1)?? 苯并藿烷a系列（C31-C35）、b系列（C33-C35）和c系列（C31-C35）的形成途徑不同，而新發現的d系列（C31-C34，可能到C35?）和e系列（C31-C32，可能到C35?）苯并藿烷的形成機制相似 （圖3-4a）。
圖1 朝陽盆地ZK-1006井3個代表性樣品中苯并藿烷系列a和b的分布。
TIC =總離子色譜圖。BH =未知苯并藿烷。8β-和8α-表示C31二芳型8,14-斷藿烷（分子量414 Da）。
圖2 朝陽盆地ZK-1006井3個代表性樣品中苯并藿烷系列c、d和e的分布。
(2)?? 一般而言，地質體中a系列通常是主要的苯并藿烷系列，但偶爾樣品以系列c苯并藿烷為主。b系列苯并藿烷可能與陸源有機質有關 (圖4b)。
(3)?? a系和b系苯并藿烷可能受氧化還原性質的影響，而c系苯并藿烷的形成和富集更可能受古鹽度的控制。與升藿烷指數類似，本項研究提出了兩個新的參數（苯并藿烷指數和C35/C34苯并藿烷比值）可作為研究區有用的古環境指標。一般而言，較高的苯并藿烷指數和C35/C34苯并藿烷比值可能提示缺氧環境 （圖5）。
圖3 地質體中5個系列苯并藿烷化合物的形成機制示意圖
圖 4 苯并藿烷相關比值散點圖
圖5 朝陽盆地ZK-1006井苯并藿烷等生物標志物及無機地球化學參數深度剖面圖。苯并藿烷指數由苯并藿烷系列a和c (BHI-a和BHI-c)計算，苯并藿烷比率由苯并藿烷系列a、b、c計算。BHI-a = C31 a/(C31 a- C35 a) × 100%；BHI-c = C31 c/(C31 c- C35 c) × 100%。GI =伽馬蠟烷指數。注：Sr/Ba、(Cu+Mo)/Zn和2U(/U+Th/3)比值見附表。
該研究成果首次在地質體中鑒定和識別了五個系列的苯并藿烷類化合物，并提出苯并藿烷指數和苯并藿烷比值可與升藿烷指數類比，作為新的古環境參數指標，進一步豐富了生物標志化合物在古環境研究方面的應用。此研究成果近期發表于國際期刊《Organic Geochemistry》上，得到國家自然科學基金、廣東省自然科學基金和中國科學院PIFI項目的資助。
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論文信息：Jiang, L. (姜連), Li, Li., Nytoft, H. P., Wang, Y. (王云鵬), George, S.C., 2024. Five series of benzohopanes in early Cretaceous sediments from the Chaoyang Basin, NE China. Organic Geochemistry 195, 104843.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2024.104843
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