荧光显微镜下的丛粒藻化石

丛粒藻与沟鞭藻、盘星藻等,是构成石油生烃母质的主要生物母源。许多优质烃源岩的沉积有机质,均来自丛粒藻。

丛粒藻(botryococcus braunii K?tzig, 1849, 又译布朗丛粒藻),是一种单细胞群体生长的绿藻,在温带至热带大陆性气候区的淡水和微咸水湖泊等水域广为分布;藻细胞呈梨形包在基质中,藻群体由几十到几百个细胞组成,呈串状集落生长,构成整体形如成串的葡萄(国内又称葡萄藻);藻细胞含烃量高,镜下观察时挤压盖玻片就可见被挤出的油滴,因此又称为“油藻”。丛粒藻与沟鞭藻、盘星藻等一样,是构成石油生烃母质的主要生物母源,许多优质烃源岩的沉积有机质,几乎全部来自丛粒藻。丛粒藻是少数几个生物中能直接贡献生油母质和烃类的微藻之一。
丛粒藻属于原始的绿藻类,起源可追溯至前寒武纪,古生代和中、新生代是其繁盛期。但是,丛粒藻化石在烃源岩中的鉴定具有很大的局限性,一是藻细胞本身不易保存;二是富油脂的丛粒藻化石在富有机质油页岩的早期埋藏和泥炭化过程中很容易遭受有机酸的侵蚀,在后期成岩作用过程中微藻化石也很容易被进一步破坏。一般文献中都是利用高分辨的扫描电镜观察获得的。近期,中国科学院广州地球化学研究所卢鸿、刘德汉研究员和兰州地质所吉利明研究员,对茂名盆地油页岩样品中的丛粒藻化石开展了分离和鉴定,发现利用白色荧光即可直接在荧光显微镜下观察获得详细的结构,因为常用的蓝色荧光激发后具有很强的黄色光晕,掩盖了微藻化石的结构(图1);而白色荧光光晕较弱,可以清晰地显示其单体呈多角形及圆形的杯状结构,以及相对较厚的杯壁等结构(图2)。
值得指出的是,丛粒藻有四个化学种,在镜下形貌相似,只有大小的分别。在样品中通过典型生物标志物鉴定出了B种和L种,根据其丰度高低,结合镜下观察发现:B种葡萄藻群体普遍较大,最大可超过100*180μm,形态呈蝶形或不规则。透光镜下可见明显的被膜所覆盖,被膜覆盖部分荧光相对较弱(图1),但是荧光强烈,杯口一般较大,呈多角形及圆形(图2);而L种葡萄藻群体比B种小,大小20~40μm,多数在30μm左右,形态呈三角形、三瓣形、多瓣形及梅花形等。透光镜下亮度较暗,荧光反射强烈,但是杯口较小,杯壁相对较厚,多呈圆形,压扁后可呈三角形(图2)。
上述成果,得到了国家重点研发计划(No. 2017YFC0603102),中科院A类先导专项(No. XDA14010102),中国科学院广州地球化学研究所“一三五”规划项目(No.135TP201602)和国家自然科学基金面上项目(No. 41673066, 41473045, 41673045和41773032)的资助,相关成果发表在国际主流刊物《Organic Geochemistry》上。论文信息:
[1] Hong Lu, Yujiao Zhang, Qiao Feng, Liming Ji, Mingzhen Zhang, Ping’an Peng, Guoying Sheng, Dehan Liu. Geochemical and petrographic evidence for the co-occurrence of races B and L of Botryococcus braunii in the Maoming oil shales, China[J]. Organic Geochemistry, 2018, 125: 14–23.


图1 透射光和黄色荧光下的葡萄藻群体

图2 白色荧光下的葡萄藻群体