湖北清江和尚洞石筍GDGTs來源:5、6-甲基支鏈GDGTs和brGMGTs新證據

作者：張佳皓,黃鈺瑩,王燦發,楊歡

摘要：巖溶關鍵帶是地球各圈層相互作用的場所,具有較為獨特的生物地球化學過程.洞穴沉積物石筍是各圈層相互作用的產物,也是記錄古氣候的良好載體.目前,石筍中多種古氣候代用指標已經被應用于古氣候重建.來自于微生物細胞膜的甘油二烷基甘油四醚化合物(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,即GDGTs)也在石筍中被發現,拓展了GDGTs相關指標的應用范圍.然而,石筍GDGTs來源尚不明確,查明石筍中GDGTs來源是其相關指標得以準確應用的前提.本文以湖北清江和尚洞為例,對喀斯特洞穴關鍵帶中古菌和細菌GDGTs的垂直分布進行了詳細調查,發現表層土壤和洞穴內部石筍中GDGTs分布存在顯著差異,土壤中細菌支鏈GDGTs(brGDGTs)顯著多于古菌類異戊二烯GDGTs(isoGDGTs),而石筍與之相反.土壤中5-甲基brGDGTs多于6-甲基brGDGTs,而石筍中6-甲基brGDGTs為主要異構體類型,5-甲基brGDGTs幾乎檢測不到.包括5-和6-甲基brGDGTs的甲基化指數MBT、環化指數CBT和異構體指數IR在內的多種指標反映出的brGDGTs分布在土壤和石筍中均存在顯著差異;此外,土壤中的甘油單烷基甘油四醚(GMGTs)相對含量遠低于石筍中GMGTs的含量.洞穴滴水中GDGTs的檢測也表明滴水GDGTs分布與洞頂土壤完全不同,其GDGTs組成以古菌isoGDGTs為主,且古菌isoGDGTs分布模式與石筍一致.這些證據都表明,石筍中GDGTs化合物不是來自于洞穴上層土壤;石筍中的GDGTs可能主要來自于石筍表面原位生長的菌群和巖溶裂隙中地下水系統的貢獻,其記錄的信號主要是地下水和洞穴內部的環境信息,而非土壤的環境信息.

發文機構：生物地質與環境地質國家重點實驗室 中國地質大學（武漢）地理與信息工程學院

關鍵詞：石筍古菌isoGDGTs細菌brGDGTs來源地下水土壤stalagmiteisoGDGTsbrGDGTssourcegroundwatersoil

分類號： P593[天文地球—地球化學]P931.5[天文地球—地質學]