13α（正烷基）三環萜烷系列研究取得重要進展

近日，中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所研究員彭平安和其指導的博士生張濤針對13α（正烷基）三環萜烷系列（13αNATT）的研究取得重要進展。他們采用分子篩絡合的方法富集了該類化合物，并對其穩定碳同位素進行了測定，初步探索了其可能的來源及地質意義。相關成果發表于《有機地球化學》。

燕遼地區中元古界洪水莊組、下馬嶺組中含有豐富的13αNATT。這個系列與常規的三環萜烷不同，其同系物質譜圖均以m/z 123基峰為特征。該系列三環萜烷在C13位有一個α構型烷基取代基團，C14位上卻無任何取代基團。早在30多年前，中國科學院院士王鐵冠就在遼西凌源的龍潭溝下馬嶺組底部的瀝青砂巖中檢測到了該類化合物，并通過合成標樣共注的方法鑒定了其結構。但此后針對該類化合物的研究進展很少，主要是由于13αNATT目前僅僅在燕遼地區的元古代黑色頁巖中大量檢出，其它地區尚未有該類化合物的相關報道。因此，雖然距離該類化合物的發現已經有30多年，但其來源、生物合成機制及地質意義等認識非常有限。

為了保證分析樣品中生物標志物的原生性，該研究采集了位于遼寧西部凌源地區的遼凌地3井（LLD3）的洪水莊組、鐵嶺組和下馬嶺組樣品，并采取嚴格的無污染措施進行實驗分析，最終獲得了可信的生物標志物組成特征。GC/MS結果表明，洪水莊組、鐵嶺組和下馬嶺組中13αNATT含量很高，尤其是C₁₉13αNATT，其含量與nC₁₉豐度相當。此外，補身烷系列與13αNATT相似，濃度也很高，且二者豐度呈現良好的相關性。隨后采用尿素絡合和分子篩絡合的方法對飽和烴部分的不同化合物進行了分離富集，最終獲得了可用于GC-IRMS測量穩定碳同位素的不同化合物部分。

穩定碳同位素分析結果顯示，正構烷烴、補身烷系列以及13αNATT等具有較為相似的碳同位素組成，它們之間的差異一般不超過2‰。但常規三環萜烷系列表現出明顯富集¹³C的特征，其與相同碳數的13αNATT之間的差值在4‰左右。以上結果說明，雖然這兩種三環萜烷結構非常相似，但很可能來源不同。根據13αNATT的高豐度、與飽和烴其他組分相似的碳同位素組成、甾烷的缺失等，研究人員認為13αNATT最有可能來自元古代中期繁盛在燕遼海的原核生物初級生產者。此外，元古代樣品中鑒定出的生物標志物組合簡單，表明燕遼地區中元古代存在著以藍藻為主的原始生態系統，這與前人所認識的中元古代生態系統特征一致。

“該研究成果在揭示13αNATT來源方面提供了關鍵信息，在理解該類化合物的生成機制和指示意義方面邁出了重要一步。”張濤表示，未來研究將聚焦于通過選擇性富集技術對其它類別化合物進行深入分析，目的在于綜合解析并最終闡明這一類化合物的詳細來源，以期為相關領域的科學問題提供明確解答。