天然沥青中新型含硫石油卟啉的鉴定：需氧生物潜在生物标志物的发现

本研究针对石油卟啉与特定生物前体关联性不明的科学问题，通过化学衍生化结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术，在四川盆地寒武系天然沥青中鉴定出具有环状硫醚结构的低不饱和度含硫石油卟啉（DBE值17-28），揭示其可能源自需氧生物的heme a/o前体，为石油成因与生物标志物研究提供了新视角。

　　

在地球漫长的地质历史中，石油的形成始终与古老生命的遗迹紧密交织。20世纪30年代，Treibs首次发现石油中的金属卟啉结构与叶绿素、血红素的惊人相似性，由此开创了石油生物标志物研究的先河。近一个世纪以来，科学家们陆续鉴定出ETIO、DPEP等经典石油卟啉类型，但关于这些复杂分子究竟源自何种具体生物前体，以及硫元素如何参与其地质演化过程，始终是困扰学界的未解之谜。

中国石油勘探开发研究院的Fang Zheng团队在《Organic Geochemistry》发表的研究，为这一领域带来了突破。研究人员选取四川盆地寒武系高硫天然沥青（硫含量4.06 wt%，钒含量3888 μg/g），通过甲磺酸脱金属预处理结合多级碰撞解离（MS³
）技术，在15.0 T超高场FT-ICR MS上实现了分子结构的精准解析。关键技术包括：1）溶剂萃取结合化学衍生化分离含硫组分；2）DBE值（双键当量）分布分析；3）碰撞诱导解离（CID）碎片模式解析。

【Results】章节揭示：

1. 结构特征：新型N₄
   VOS类化合物表现出显著低于传统含硫卟啉的DBE值（仅比对应N₄
   VO类增加1），通过MS³
   证实硫以环状硫醚形式存在于卟啉侧链，而非既往报道的苯并噻吩结构。
2. 生物溯源：碳骨架特征与heme a/o高度吻合，提示这些分子可能源自需氧微生物的血红素代谢产物。
3. 地质意义：环状硫醚的特殊稳定性使其可能保存原始生物的地球化学信息。

【Conclusions】部分强调：该研究首次建立低DBE含硫卟啉与需氧生物前体的直接关联，提出的成岩演化路径为理解硫循环参与生物标志物转化提供了新模型。鉴于环状硫醚在高温高压下的稳定性，这类化合物或将成为追溯古老油气系统微生物活动和硫地球化学过程的新型"分子化石"。研究获得国家自然科学基金（42030803）等支持，相关技术对页岩油勘探和原油精炼具有潜在应用价值。