近日，西安交通大学全球环境变化研究院同位素实验室姚远副教授团队，在地球化学领域著名期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》（Nature Index收录期刊）发表题为“New insights into source of long chainn-alkanes in cave stalagmites”的研究论文，首次证明洞穴石笋长链正构烷烃主要来源于洞穴内部的异养微生物，而非传统认为的陆地植被源。该研究为利用石笋中正构烷烃指标开展古环境重建，特别是微生物生态演化与碳循环过程，提供了全新的视角和依据。

长链正构烷烃是广泛赋存于各类地质载体中的典型有机生物标志物，这类标志物通常表现出显著的碳链奇偶优势，也因此被学界传统地认为主要源自陆地植被。研究团队系统分析了全球不同区域的石笋样本（图1a），发现其中的长链正构烷烃普遍呈现独特的“类金字塔”型分布模式，且无碳链奇偶优势特征（图1b），与陆地植被叶蜡中正构烷烃的碳链奇偶优势分布规律截然不同。进一步通过分析我国南方芙蓉洞、神农宫两个洞穴的上覆土壤、洞穴滴水及石笋样品的烷烃分子指标，结果显示石笋与滴水的正构烷烃分布高度一致，却与上覆土壤存在显著差异，表明其主要来源于洞穴内部环境（图1c）。

图1 （a）石笋样品的采集点。（b）石笋正构烷烃分布模式。（c）三种载体中正构烷烃ACL与CPI指标的组合分析。

为明确该类长链正构烷烃的生物来源，研究团队开展了洞穴滴水的富集培养实验，并对实验体系中产生的正构烷烃进行单体氢、碳同位素分析。结果显示，长链正构烷烃的氢同位素组成显著偏正（图2）；结合碳同位素数据，所有培养实验结果均呈现出异养微生物的同位素特征（图3）。据此最终证实，洞穴石笋中的长链正构烷烃主要源自洞穴内部的异养微生物。

图2 高等陆生植物和具有不同代谢模式的微生物（化能自养微生物、光能自养微生物和异养微生物），以及本研究洞穴滴水培养实验的样本中烷基脂质（烷烃和烷酸）的氢同位素及分馏值。

图3 洞穴滴水培养实验中正构烷烃的碳同位素与氢同位素分馏值。虚线框表示来自高等陆生植物、具有不同代谢模式的微生物（化能自养生物、光能自养生物和异养生物）的烷基脂质的端元碳同位素和氢同位素分馏值。

本研究为后续相关探索奠定了重要基础，未来研究团队将探究地质历史时期洞穴微生物生态群落演变及碳循环过程，从而揭示地下生物地球化学循环的动态及其对环境变化的响应机制。

论文第一作者为西安交通大学硕士研究生赵伊楠，通讯作者为姚远副教授，合作作者包括西安交通大学程海教授、蔡演军教授、张海伟教授、王路博士，云南师范大学李廷勇教授，中科院地球环境研究所曹蕴宁高级工程师。该研究得到国家自然科学基金（42130503; 42573025）和中央高校基本科研业务费专项资金（xzy012025066）的支持。

原文信息：Zhao, Y., Yao, Y*., Wang, L., Cao, Y., Zhang, H., Li, T., Cai, Y., Cheng, H., 2026. New insights into source of long chainn-alkanes in cave stalagmites.Geochimica et Cosmochimica Actahttps://doi.org/10.1016/j.gca.2026.01.031