生物标志化合物数据处理及在重建古环境中的应用

本文主要地讨论了生物标志化合物数据的处理方法，并将此应用到古沉积环境的判别方面。全文共分三大部分：第一部分主要讨论是多元统计方法对那些研究的较成熟的烃类生物标志经合物参数在重建古沉积环境方面的应用。对分别采自不同沉积环境的共46个样品中生物标志化合参数的R型因子分析和对应分析的结果表明：生物标志化合物参数可以有效地将所研究的样品分划分为：淡水湖泊相沉积环境、半咸水/淡水环境、膏盐环境和泻湖沉积具火山灰沉积的环境，与此对应，生物标志化合物参数也可以划分为相应的四大类，即：（1）反映淡水湖泊沉积环境的特征为：含较丰富的高等植物输入的生物标志化合物，如：具较高的H/L，C31/C17，C27/C17比值等；（2）半咸水/淡水沉积环境以较高的Pr，Pr/Ph和高的藿/甾比为特征；（3）生物标志化合物参数组合{Ph/nC18，植烷，升藿烷指数，伽玛蜡烷指数， iC25+iC30和Tm/Ts}是反映膏盐环境的一类生物标志化合物参数；（4）可能可以用含较高的C28甾烷和β-胡萝卜烷来区分泻湖具火山灰沉的环境。正构烷烃的分布对于划分沉积环境远不如上述的综合生物标志化合物那样有效，但是，中等链长的正烷烃（C22，C24）在主因子分析的第二主因子轴上有较大的载荷，反晨了含较高中等链长的正烷烃是膏盐环境的一个特征，对其归一化数据的主因子分析的结果还表明，它是一类较好的物源（高等植物或低等生物输入）指示生物标志化合物。第二部分讨论的是膏盐环境中含硫化合物GC/MS数据的处理方法，通过初步确定碳数、碳数的校正、计算TPI（噻吩指数，Thiophene index）和CTPI、确定噻吩代码、建立TPmaster、绘制噻吩化合物分布的“指纹图”等步骤，在大多数噻吩化合物结构不明的情况下，快速地、清楚地、有条理地将这类化合物的所有异构体表达出来，同时还实现了这类化合物在不同样品间的自动对比和直观对比；大大的方便了这类化合物在地质体中应用的研究。在理论上，可以通过TPmater寻找新的异构体和新的噻吩化合物系列。第三部分在计算同位素分子峰发布的基础上，快速地、有效地处理了卟啉的质谱数据，即：卟啉Probe-MS数据的同位素校正。这一计算程序不仅可以计算混合分子同位素峰束中单个化合物的含量（即质谱数据的同位素校正），还可以计算任意化合物和混合物的分子同位素峰的分布类型，通过对比质谱数据，有助于地质体中新的卟啉化合物的发现和鉴定。在用该计算程序处理了采自不同沉积环境的七个样品的Probe-MS数据后，再加上自由基卟啉的HPLC特征，结果表明：可以用卟啉的分布将淡水/半咸水环境的沁阳凹陷、泻湖相具火山灰沉积的准葛尔盆地和四川三叠系海相区分开来。