阿德莱德大学莫森实验室的有机地球化学研究（1967年至2024年）：回忆录

《Transactions of the Royal Society of South Australia》：Organic geochemical research in the Mawson Laboratories, The University of Adelaide—1967 to 2024: a memoir

本文回顾了澳大利亚阿德莱德大学Mawson实验室自1967年以来的有机地球化学研究历程，涵盖Precambrian至Holocene的地层分析，涉及生物地球化学、古湖生态学及气候研究等领域，对石油系统、环境地质及煤炭地质等方向产生显著影响，并促成多部门合作。

　　有机地球化学研究在澳大利亚阿德莱德大学的开展可以追溯到1967年，当时作者开始对早寒武纪富含三叶虫的艾默湾页岩中的烃类物质进行研究。艾默湾页岩位于坎贝尔盆地的袋鼠岛，而晚元古纪富含微化石的麦克米恩形成则位于北领地的麦克阿瑟盆地。这些研究的起点不仅体现了作者对有机化学和地质学的浓厚兴趣，也展示了其在两个学科之间建立联系的探索精神。从那时起，有机地球化学研究在Mawson实验室逐渐发展，涵盖了生物地球化学、古湖泊学、古气候学以及古生态学等多个子领域。研究对象的时间跨度极为广泛，从太古宙到全新世的沉积物、沉积岩和流体均被纳入分析范围。这一研究不仅在学术上取得了丰硕成果，也对地质学和地球化学的多个分支产生了深远影响。

在最初的探索阶段，作者通过阅读《科学美国人》杂志上关于有机化学与地球科学关系的文章，特别是阿贝尔森（Abelson）1956年的研究以及埃格林顿与卡尔文（Eglinton & Calvin）1966年的成果，逐步确立了以烃类物质为核心的科研方向。随后，作者在阿德莱德大学的硕士和博士阶段深入研究了这一领域，特别是在研究了澳大利亚沉积盆地的源岩和石油地质学后，进一步拓展了研究的深度和广度。这一研究的早期成果不仅帮助作者在学术上取得突破，也为其后续的科研生涯奠定了坚实基础。

随着研究的深入，作者逐渐将目光投向了更广泛的地球科学问题。例如，在1970年至1987年期间，作者在澳大利亚联邦和州政府机构以及康纳科（Conoco）公司的勘探研究部门工作，这一经历使作者能够将有机地球化学研究与实际的能源勘探需求相结合。在此基础上，作者在阿德莱德大学地质与地球物理系建立了“有机地球化学与盆地分析（OGBA）”研究小组，该小组的研究范围涵盖了前寒武纪和早古生代碳酸盐序列的同位素地球化学研究。通过与其他机构和国际学者的合作，如参与国际地质相关计划（IGCP）项目157：“早期有机进化与矿物和能源资源”，以及与德国科隆大学的五年合作项目，研究小组在石油迁移和储层填充方面取得了显著进展。此外，作者还在澳大利亚石油学校（现为国家石油地质与地球物理中心）开设了有机地球化学与石油勘探的短期课程，进一步推动了该领域的知识传播和应用。

有机地球化学研究在这一时期主要集中在澳大利亚沉积盆地的源岩和石油地质学，以及海洋环境中石油的研究。随着研究的扩展，新的研究人员不断加入，使得研究内容更加多元化。例如，马丁·肯尼迪教授在2012年创立了斯普里格生物地球化学中心，由约翰·蒂比教授担任主任，该中心专注于研究古生物与地球化学之间的相互作用。此外，塞斯卡·麦克因纳博士通过分析化石植物的化学特征，探讨了气候变化对过去陆地生态系统的影响；乔纳森·泰勒副教授则在开发基于同位素的工具，以量化过去气候的变化；斯蒂芬·洛尔博士则通过研究海洋和湖泊沉积岩，揭示了古环境和气候变化的记录；而托尼·霍尔和罗伯特·克莱贝博士则专注于细粒沉积物的有机地球化学和矿物学研究，特别是在石油系统、同位素地球化学、古气候学、土壤碳封存以及生物燃料特征等方面。

这些研究不仅在学术上取得了重大进展，也对实际的能源勘探和环境评估产生了重要影响。例如，作者提出了一种新的高压溶剂流穿提取技术，该技术被成功应用于油藏岩心样本的分析，揭示了其电荷历史，并证实了早寒武纪源岩石油在南澳大利亚的库珀和埃罗芒加盆地的广泛存在。此外，作者还研究了澳大利亚沿海地区的沥青现象，特别是蜡状沥青，发现其可以归属于15种不同的石油家族，这些石油家族均起源于印度尼西亚群岛的海底油渗，通过利文流和西风漂流南下至南澳大利亚水域。而较为罕见的黑色沥青则适用于Re-Os放射性测年，从而将其与可能的源岩（如海上湾盆地）联系起来。这些研究成果不仅深化了对澳大利亚地质资源的理解，也推动了对全球能源系统的认识。

近年来，研究重点进一步拓展，从最初关注石油的来源和分布，转向了对气候变化及其对陆地生态系统影响的解读。例如，研究小组通过分析化石植物的化学和同位素特征，探讨了新生代和第四纪气候变化的模式。这些研究不仅有助于理解地球历史上的气候变迁，也为现代环境问题提供了重要的历史参照。此外，研究还涉及对澳大利亚主要金属矿床覆盖土壤和植被的金属含量分析，以评估其作为勘探工具的潜力。同时，研究小组还创新性地利用河流红 gum 和黑箱树的生物地球化学采样，监测默里河泛滥平原的盐化现象。这些研究不仅丰富了有机地球化学的应用领域，也展示了其在环境科学中的重要价值。

研究过程中，作者还注意到有机地球化学研究在多个方面促进了跨学科的合作。例如，与大学内的物理、化学和地球科学系，以及澳大利亚石油与能源资源学校、生物科学系等合作，共同探讨了地球科学的多个分支。这种跨学科的互动不仅提升了研究的深度和广度，也推动了新技术和新方法的发展。例如，通过分析沉积物和沉积岩中的有机成分，研究小组能够更准确地重建过去的环境条件，从而为理解地球历史上的生态系统演变提供了关键线索。

此外，有机地球化学研究还对生物燃料的开发和利用提供了重要的理论支持。例如，通过分析现代和古代的有机物质，研究小组能够识别其来源和演化路径，为生物燃料的优化和可持续利用提供了科学依据。同时，研究还涉及对土壤碳封存机制的探讨，为全球碳循环和气候变化的应对策略提供了新的视角。这些研究不仅推动了学术界对地球系统演变的理解，也为工业界和政策制定者提供了重要的科学支持。

研究小组的成果不仅体现在发表的论文和报告中，也通过多种形式的学术交流和合作得到了推广。例如，通过参与国际地质相关计划（IGCP）项目，研究小组能够与全球范围内的学者进行交流，分享研究成果和经验。此外，通过与科隆大学的合作项目，研究小组在石油迁移和储层填充方面取得了显著进展，并为澳大利亚的能源勘探提供了新的思路。这些合作不仅促进了知识的共享，也推动了新技术和新方法的发展，使得有机地球化学研究在国际学术界获得了更高的认可。

研究过程中，作者还注意到有机地球化学研究在多个方面促进了跨学科的合作。例如，与大学内的物理、化学和地球科学系，以及澳大利亚石油与能源资源学校、生物科学系等合作，共同探讨了地球科学的多个分支。这种跨学科的互动不仅提升了研究的深度和广度，也推动了新技术和新方法的发展。例如，通过分析沉积物和沉积岩中的有机成分，研究小组能够更准确地重建过去的环境条件，从而为理解地球历史上的生态系统演变提供了关键线索。

此外，有机地球化学研究还对生物燃料的开发和利用提供了重要的理论支持。例如，通过分析现代和古代的有机物质，研究小组能够识别其来源和演化路径，为生物燃料的优化和可持续利用提供了科学依据。同时，研究还涉及对土壤碳封存机制的探讨，为全球碳循环和气候变化的应对策略提供了新的视角。这些研究不仅推动了学术界对地球系统演变的理解，也为工业界和政策制定者提供了重要的科学支持。

研究小组的成果不仅体现在发表的论文和报告中，也通过多种形式的学术交流和合作得到了推广。例如，通过参与国际地质相关计划（IGCP）项目，研究小组能够与全球范围内的学者进行交流，分享研究成果和经验。此外，通过与科隆大学的合作项目，研究小组在石油迁移和储层填充方面取得了显著进展，并为澳大利亚的能源勘探提供了新的思路。这些合作不仅促进了知识的共享，也推动了新技术和新方法的发展，使得有机地球化学研究在国际学术界获得了更高的认可。

尽管有机地球化学研究在阿德莱德大学的Mawson实验室已经取得了许多成就，但研究并未止步。随着研究的深入，新的方向和挑战不断出现。例如，研究小组在探讨生物地球化学与环境变化之间的关系时，发现了一些新的现象和机制，这些发现不仅丰富了现有的理论体系，也为未来的科研提供了新的切入点。同时，随着对气候变化研究的深入，研究小组还开始关注全球气候变化对生态系统和生物多样性的影响，这些研究为应对当前的环境问题提供了重要的历史背景和科学依据。

此外，研究小组还致力于推动有机地球化学研究在实际应用中的发展。例如，通过分析沉积物和沉积岩中的有机成分，研究小组能够为能源勘探、环境评估和气候变化研究提供重要的数据支持。这些数据不仅有助于理解地球历史上的资源分布和环境变化，也为现代的能源开发和环境保护提供了科学指导。同时，研究小组还通过与工业界的合作，将研究成果应用于实际的能源开发和环境监测中，为可持续发展提供了重要的技术支持。

总的来说，有机地球化学研究在阿德莱德大学的Mawson实验室已经走过了数十年的发展历程，从最初的石油研究到后来的气候变化和环境评估，研究内容不断拓展和深化。这一研究不仅在学术上取得了重大进展，也为实际的能源勘探和环境保护提供了重要的科学支持。研究小组的成果不仅体现在发表的论文和报告中，也通过多种形式的学术交流和合作得到了推广，使得有机地球化学研究在国际学术界获得了更高的认可。未来，随着对气候变化和环境变化研究的深入，有机地球化学研究将继续发挥重要作用，为人类社会的可持续发展提供科学依据和支持。