晚古生代冰期（LPIA）于中二叠世逐渐终结，全球气候由冰室向温室过渡，这一过程对陆地生态系统尤其是湖泊生物地球化学循环产生了深远影响。理解这一时期古湖泊氮循环对气候变暖的响应机制及其对有机质富集的控制作用，对揭示温室地球环境下烃源岩形成规律具有重要意义。本研究以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组上段（P₂l₂）为例，通过元素地球化学、氮同位素、生物标志物及岩石热解等地球化学分析，重建了古湖泊环境演化序列，揭示了气候变暖背景下碱湖氮循环演化与有机质富集机制。
研究岩心根据岩性组合及沉积构造从下向上可划分为三个单元：A段（底部）以白云质泥岩为主，含叶肢介化石；B段（中部）为白云质粉砂岩与泥岩互层，发育波状层理；C段（顶部）以页岩和泥岩为主，含植物碎屑、介形虫和鱼鳞化石。地球化学分析显示，总有机碳（TOC）含量从A段到C段呈上升趋势（均值分别为5.7%、3.7%和7.9%），生烃潜力（S₂）在A段（均值43.9 mg HC/g）和C段（均值34.8 mg HC/g）同样表现出高值，表明这两段具备优质烃源岩潜力。T_max均值440℃值证实样品处于未熟-低熟阶段。δ¹⁵N值则从A段向C段降低（+11.9‰、+9.9‰和+7.9‰），记录了氮循环路径的转变。
CIA和C值显示化学风化增强，气候从A、B段寒冷干旱向C段温暖湿润转变。B/Ga比值、B_xs及GI指示盐度自下而上升高，C段水体分层。U_EF、Mo_EF和Pr/Ph比值显示A段和C段为缺氧环境，B段存在间歇性氧化。生物标志物揭示有机质来源演化：A段以耐盐绿藻和微生物为主（高C₂₈–C₂₉st，St/H均值0.25）；B段β-CI和7,8-甲基十七烷升高指示蓝藻勃发；C段藻类输入为主，陆源有机质输入增加。
氮同位素与CIA值显著负相关（R² = 0.42），表明气候变暖通过增强风化作用调控氮循环。本研究提出一个三阶段演化模型。A段寒冷干旱气候下，高盐、缺氧的碱性环境（pH >9.25）导致强烈的氨挥发作用，引起δ¹⁵N显著正偏（>+10‰），耐盐绿藻和微生物发育，形成高有机质丰度与高生烃潜力的优质烃源岩；B段陆源营养盐输入增加，但间歇性氧化条件不利于有机质保存，导致TOC和S₂降低。氮循环以不完全反硝化和生物固氮为特征（δ¹⁵N +8‰ ~ +10‰），引发了蓝藻勃发；C段化学风化增强，气候更加温暖湿润，淡水输入使pH降至近中性，水体分层加剧。表层水体生产力高，底层强缺氧环境极利于有机质保存，反硝化作用成为主要氮汇（δ¹⁵N +5‰ ~ +8‰），最终沉积了TOC和生烃潜力最高的优质烃源岩。
综上，中二叠世气候变暖通过改变古湖泊的化学风化强度和气候，驱动了水体碱度、盐度和氧化还原状态的改变，进而调控了生物地球化学氮循环路径和初生物群落结构，最终决定了有机质的生产、保存与烃源岩的品质。
 

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