应用沉积有机质单体正构烷烃分子碳同位素定量重建古降雨量的方法及研究实例

作     者：伊海生 伊帆 田康志 石宇翔 

作者机构：成都理工大学沉积地质研究院 成都理工大学地理与规划学院 甘肃省油气资源研究重点实验室 中国科学院西北生态环境资源研究院 成都理工大学地球科学学院 

出 版 物：《地质论评》 (Geological Review)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:42172121) 甘肃省油气资源研究重点实验室开放课题基金项目(编号:SZDKFJJ2022002)的成果 

主　　题：陆地古植物 长链正构烷烃 碳同位素 古降水量 新生代 气候干湿 柴达木盆地 

摘      要：古气候的干湿变化是地质历史时期古环境研究和重建的一项重要内容,降雨量大小的变化是划分干旱和湿润气候带的一个重要指标。根据全球和中国现代植物叶片碳同位素(δ13C叶片)资料,目前认为C3型植物δ13C叶片值的变化主要受降雨量大小控制,湿润区δ13C叶片偏负,干旱区δ13C叶片偏正,年平均降雨量（MAP）与植物δ13C叶片之间可采用对数函数关系进行描述。研究表明,陆生高等植物来源的有机质在沉积地层剖面以长链高碳数正构烷烃nC27、nC29和nC31为标志,这些单体烷烃分子的碳同位素值(δ13C正烷烃)记录古植物叶片的碳同位素信号(δ13C古植物),通过成壤和成岩校对,可以定量计算和复原陆地古植物叶片碳同位素,最后根据古大气CO2碳同位素(δ13C古大气)与古植物(δ13C古植物)分馏差值系数(Δ‰=δ13C古大气-δ13C古植物),引用本文建立的Δ‰值与MAP（mm/a）数学拟合公式,定量计算古降雨量,标定地层剖面气候干湿变化过程,讨论了纬度、高度、温度对计算结果的影响。中国新生代气候环境发生了重大变化,它的表现是古近纪受行星风系控制,而新近纪演变为季风气候,本文以柴达木盆地F104井为例,重建了始新统下干柴沟组上段至第四系七个泉组4514～530m井深地层段的降雨量变化曲线,发现柴达木盆地渐新统上干柴沟组降雨量最小,仅为250mm/a,而上新统狮子沟组降雨量最大,可达1200mm/a,提出8Ma降雨量增加可能与亚洲季风的出现和中国气候湿润化有关。