Arylowe izoprenoidy jako wyznaczniki stref anoksycznych kolumny wody

• Autorzy: Bieleń W. , Matyasik I. , Janiga M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.11.05

Warianty tytułu

EN

Aryl isoprenoids as indicators of the anoxic zones of the water column

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca wskazuje na użyteczność arylowych izoprenoidów jako wskaźników do uszczegółowienia występowania stref fotycznych w środowisku sedymentacji osadów. Dokonano przeglądu 50 próbek bituminów wyizolowanych przez ekstrakcję próbek skał, zróżnicowanych stratygraficznie i litologicznie, pod względem występowania i dystrybucji arylowych izoprenoidów. W kilkunastu próbkach, w których stwierdzono obecność tych związków, została wykonana analiza korelacyjna z uwzględnieniem składu molekularnego arylowych izoprenoidów, które są użyteczne do oceny warunków paleośrodowiskowych. Na podstawie rozpoznania literaturowego wybrano wskaźniki geochemiczne, które posłużyły do określania stref anoksycznych. Arylowe izoprenoidy są pochodnymi izorenieratenu, czyli pigmentu, który występuje m.in. w zielonych bakteriach siarkowych (Chlorobiaceae). Dla tego typu bakterii niezbędnymi do życia czynnikami są światło i siarkowodór (H2S). Z tego względu izorenieraten, jak również związki pochodne, m.in. arylowe izoprenoidy (takie jak trimetyloarylowe izoprenoidy) oraz diarylowe izoprenoidy, są bardzo dobrymi wskaźnikami warunków anoksycznych (beztlenowych) w strefie fotycznej. Pozwalają one także ocenić czas trwania fotycznej strefy anoksycznej (PZA). Wykorzystanie arylowych izoprenoidów w połączeniu z interpretacją powszechnie stosowanego wskaźnika Pr/Ph pozwala na uściślenie warunków środowiskowych.

EN

The aim of this work is to show the method of identification of compounds from the aryl isoprenoids group, for elaborating the information about photic zones during sedimentation. Several dozen bitumen extracts (from different geological settings) were used for this purpose. The presence of aryl isoprenoids compounds was proven in a dozen of 50 tested samples. Correlation analysis with a composition of isoprenoid compounds which are widely used for paleoenvironmental condition assessment, was conducted for these samples. After literature studies, the authors attempted to select geochemical markers which could be useful for anoxic zones determination. Aryl isoprenoids are derivatives of isorenieratene – a pigment which occurs in green sulfur bacteria (Chlorobiaceae). For these kinds of bacteria, the factors required to control their lives, are light and hydrogen sulfide content. Because of this fact the isorenieratene and derivative compounds like aryl isoprenoids (trimethylaryl isoprenoids) and diaryl isoprenoids are very good indicators of anoxic (anaerobic) condition in a photic zone. They are also useful in the estimation of photic zone anoxia (PZA) duration in time. The use of aryl isoprenoids combined with the interpretation of a commonly used Pr/Ph indicator allows to specify environmental conditions.

Słowa kluczowe

PL

izoprenoidy arylowe; fotyczna strefa anoksyczna; środowisko sedymentacji

EN

aryl isoprenoids; photic zone anoxia; depositional environment

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 11
• Strony: 857--863
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bieleń W.

• Zakład Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

autor

Matyasik I.

• Laboratorium Nafty i Gazu w Zakładzie Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

autor

Janiga M.

• Zakład Geologii i Geochemii. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Brocks J.J., Love G.D., Summons R.E., Knoll A.H., Logan G.A., Bowden S.A.: Biomarker evidence for green and purple sulphur bacteria in a stratified Paleoproterozoic sea. Nature 2005, vol. 437, s. 866-870.
• [2] Brocks J.J., Schaeffer P.: Okenane, a biomarker for purple sulfurbacteria (Chromatiaceae), and other new carotenoid derivatives from the 1640 Ma Barney Creek Formation. Geochim. Cosmochim. Acta 2008, vol. 72, nr 5, s. 1396-1414.
• [3] El-Shafeiy M., Birgel D., El-Kammar A., El-Barkooky A., Wagreich M., Mohamed O., Peckmann J.: Palaeoecological and post depositional changes recorded in Campanian-Maastrichtian black shales, Abu Tartur plateau, Egypt. Cretaceous Research. 2014, vol. 50, s. 38-51.
• [4] Frimmel A., Oschmann W., Schwark L.: Chemostratigraphy of the Posidonia Black Shale, SW Germany: I. Influence of sea-level variation on organic facies evolution. Chemical Geology 2004, vol. 206, nr 3-4, s. 199-230.
• [5] Grice K., Cao C., Love G.D., Bottcher M.E., Twitchett R.J., Grosjean E., Summons R.E., Turgeon S.C., Dunning W., Jin Y.: Photic zone euxinia during the Permian-Triassic superanoxic event. Science 2005, vol. 307, s. 706-709.
• [6] Hong L., Shen C., Zhang Z., Liu M., Sheng G., Peng P., Hsu C.S.: 2,3,6-/2,3,4-Aryl Isoprenoids in Paleocene Crude Oils from Chinese Jianghan Basin: Constrained by Water Column Stratification. Energy Fuels 2015, vol. 29, nr 8, s. 4690-4700.
• [7] Hu S., Wilkes H., Horsfield B., Chen H., Li S.: On the origin, mixing and alteration of crude oils in the Tarim Basin. Org. Geochem. 2016, vol. 97, s. 17-34.
• [8] Matyasik I., Bieleń W.: Oznaczanie jakościowe i ilościowe (za pomocą pułapki jonowej Polaris Q) związków chemicznych: oleananu i bisnorhopanu, stosowanych w interpretacji geochemicznej. Nafta-Gaz 2013, nr 5, s. 361-367.
• [9] Peng P.A., Sheng G.Y, Jiang J.G., Fu J.M., Bao J.P., Yu Z.Q.: Hydrocarbon compositions of soluble organic matter and characteristics of biomarkers in source rocks in a hypersaline lacustrine basin. In Generation, Migration and Accumulation of Oils and Gases in Hypersaline Lacustrine Basin, China. Guangdong Science and Technology Press: Guangzhou, China 2004, vol. 6, s. 139-188.
• [10] Santos A.L., Sousa E., Santos Júnior G.R., Rocha M., Lopes J.A.D., Citó A.M.G.L., Reis F.A.M., Souza I.V.A.F, de Lima S.G.: Identification of aryl isoprenoids in oils from Sergipe-Alagoas Basin, northeastern Brazil using Triple Quadrupole GC-MS/MS. Latin American Congress on Organic Geochemistry 2014.
• [11] Schwark L., Frimmel A.: Chemostratigraphy of the Posidonia black shale, SW Germany: II. Assessment of extent and persistence of photic-zone anoxia using aryl isoprenoid distributions. Chem. Geol. 2004, vol. 206, nr 3-4, s. 231-248.
• [12] Sousa Júnior G.R., Santos A.L.S., de Lima S.G., Lopes J.A.D., Reis F.A.M., Santos Neto E.V., Chang H.K.: Evidence for euphotic zone anoxia during the deposition of Aptian source rocks based on aryl isoprenoids in petroleum, Sergipe-Alagoas Basin, northeastern Brazil. Org. Geochem. 2013, vol. 63, s. 94-104.
• [13] Summons R.E., Powell T.G.: Identification of aryl isoprenoids in source rocks and crude oils: Biological markers for the green sulphur bacteria. Geochim. Cosmochim. Acta 1987, vol. 51, nr 3, s. 557-566.
• [14] Sun Y.G., Xu S.P., Lu H., Chai P.X.: Source facies of the Paleozoic petroleum systems in the Tabei uplift, Tarim Basin, NW China: implications from aryl isoprenoids in crude oils. Org. Geochem. 2003, vol. 34, nr 4, s. 629-634.
• [15] Wang L., Song Z.G., Yin Q., George S.C.: Paleosalinity significance of occurrence and distribution of methyltrimethyltridecyl chromans in the Upper Cretaceous Nenjiang Formation, Songliao Basin, China. Org. Geochem. 2011, vol. 42, nr 11, s. 1411-1419.
• [16] Zhang C., Zhang Y., Cai C.: Aromatic isoprenoids from the 25-65 Ma saline lacustrine formations in the western Qaidam Basin, NW China. Org. Geochem. 2011, vol. 42, nr 7, s. 851-855.
• [17] Ziemianin K., Brzuszek P., Słoczyński T., Jankowski L.: Dispersed organic matter in shales from Menilite Beds within Polish Outer Carpathians-preliminary diagnosis. Nafta-Gaz 2015, nr 9, s. 615-623.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).