我国古环境中炭屑的研究现状与展望

炭屑是恢复古火灾的一个重要手段,同时也为认识古气候、古植被和古地理提供了重要途径.从炭屑研究方法和应用两个方面总结了国内近年来炭屑研究的进展,提出了炭屑研究中尚需解决的问题,展望未来研究的前景.炭屑的分析方法和现代过程研究可能是今后研究中急需解决的问题,这两个问题的解决可以使炭屑在古环境和人类活动研究中充分发挥其作用....     

新疆克亚克库都克唐代烽燧遗址木炭记录的薪材利用和植被生态

考古遗址中的木炭遗存是重建过去局地木本植被群落组成、植物多样性、景观生态格局以及探索人地关系的关键生物指标之一。对于具有特殊性质的烽燧遗址,木炭是一种用以解读可能与烽烟传递军情、戍守人员生活用火密切相关的特定薪材的地质档案。文章对新疆尉犁克亚克库都克唐代烽燧遗址出土的大量木炭样品进行筛选、鉴定和定量分析,以了解驻防先民对烽燧薪材的选择,重建当地的植被生态和景观。木炭显微结构观察结果及树种数量百分比统计显示,有4种木材被选作薪材,包括数量百分比最高的柽柳属(Tamarix sp.)(83.63%)和数量百分比较低的杨属(Populus sp.)(11.95%)、柳属(Salix sp.)(3.54%),以及驼绒藜属(Krascheninnikovia sp.)(0.88%)。基于"最省力原则"和木炭化石组合中树木种属含量与现今当地林地中的丰度和多度成对应比例关系等理论,推断该军事遗址附近为以柽柳属为优势种,其他木本植物为伴生种的植物群落结构。这与现今在塔里木盆地东北部边缘河流沿岸典型的植被类型分布特征相似,由此进一步指示当时先民生存的地表景观为沿河绿洲。     

现代植物炭屑形态的初步分析及其古环境意义*

通过对23种现代植物炭屑的观察、测量以及对草本、木本炭屑模拟破碎试验后的测量统计发现:现代植物炭屑形态根据其长宽比(L/W)和形态特征可以分为3个类型:1)草本型炭屑,L/W最大,平均为10.2±1.3, 呈长-薄条型、针型、簇纤维型,边缘及断口截然,棱角分明,有些具有气孔构造,很少有不规则的形态出现; 2)木本型炭屑(灌木+乔木),L/W较小,平均3.1±0.2,多呈方~长方型或立方体型,边缘多参差不齐,有些横向断口有粗大木纤维露出,相对致密; 3)阔叶类植物叶片炭屑,L/W最小,平均1.7±0.1,薄片状、网状,絮状,易碎。进一步通过对6个典型草原和森林表土样品的实验室分析,发现现代土壤中的炭屑颗粒大小相对现代植物炭屑颗粒大小总体有所减小,但草原土壤中炭屑长宽比相对森林土壤炭屑仍然较大,土壤中炭屑形态和部分结构鉴别特征仍能保留。表明L/W值与炭屑结构特征可以用来区分多数草本与木本植物炭屑。在此基础上,通过对黄土高原渭南剖面S₁以来不同层位12个地层样品的炭屑形态分析,初步研究了不同草本、木本植物炭屑形态变化的特点和环境意义。     

生物化石显微结构扫描电镜观察

研究生物化石显微结构是为了正确鉴定和区分古生物化石,探索古生物之间的相互关系。沉积岩中含有大量的生物化石及其碎片,要在扫描电镜样品中鉴定它们,就必须确定其显微结构。作者在大量的偏光显微镜观察的基础上,用扫描电镜对近100个样品的生物化石或现代硬体的显微结构进行更深入的观察。     

辽西阜新北部原建平群大理岩系中微古植物化石的发现及其意义

在辽西阜新北部原建平群大理岩系中发现了大量的微古植物化石,经鉴定有５个属,其组合时代为中元古代。这些微古植物化石的发现为确定这些大理岩形成时代提供了可靠证据,并对进一步探讨华北板块北缘古大陆边缘构造演化及整个东北亚地区的前寒武纪地质具有重要意义。     

辽西地区义县组植物群古生态研究

对产于辽西北票地区不同地点义县组二段湖相含珍稀化石沉积岩层中的植物化石时行了系统的总结研究.应用现代植物生态学的原理和方法,根据义县组植物群的组成特征和分类群生态学分析,研究了义县组植物群所反映的古生态特征,并划分出4个古植物群落.通过义县组植物群的叶相特征与现代不同气候带植被的对比,推断义县组时期的古植被面貌总体指示了亚热带-暖温带温暖湿润气候条件下的植被景观.同时,认为存在季节性干旱、半干旱气候条件.     

如何利用化石植物定量研究古海拔？

古海拔问题是当前古植物学与古环境研究领域中的难点之一,属于化石植物生物学与地球科学和环境科学相互交叉、相互渗透的前沿性研究。定量研究古海拔的变化对阐述诸如青藏高原抬升历史等重大科学问题具有十分重要的意义。应用生物学的思想和方法,利用化石植物研究地质历史时期古海拔的变化是当前研究的一个热点。化石植物既是研究地质历史时期植被演替的直接证据,又是研究古海拔变化的珍贵材料。本文简述了利用化石植物定量研究古海拔的3类主要方法,即最近亲缘种分析、共存因子分析和叶相分析的基本原理和实际应用,侧重分析中国地区（如西藏南部南木林盆地）古海拔的研究进展和存在问题,并结合近年来的研究实践展望了将来的工作。     

安徽巢湖湖泊沉积物孢粉-炭屑组合记录的全新世以来植被与气候演变

利用湖泊钻孔的孢粉及炭屑分析资料,探讨了安徽巢湖湖泊沉积物孢粉-炭屑组合记录的全新世以来植被与气候演变。孢粉-炭屑记录表明：本区9870-6040 cal.{a BP},植被是以壳斗科的落叶、常绿属种为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气候呈现温和略干的特点;6040-4860 cal.{a BP},植被是以落叶栎类、栗属、青冈属和栲/石栎属为主的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气候由前一阶段的温和略干变为温暖湿润,进入全新世最适宜气候期;4860-2170 cal.{a BP},植被是以落叶栎类占绝对优势的落叶阔叶、常绿阔叶混交林,气温逐渐降低、湿度下降,气候温和干燥,环境整体向着干旱趋势转化,2170 cal.{a BP}左右出现一次明显的干旱事件;2170-1040 cal.{a BP},森林退缩,落叶阔叶、常绿阔叶混交林迅速被破坏,演替成以禾本科为主的草地,气候处于转型时期,总体上温和湿润;1040-200 cal.{a BP},木本植物仅零星分布,可能存在针叶阔叶混交林植被,植被类型逐渐演替成以禾本科、蒿属和蓼属等为主的草丛,其中包括较多的农作物,气候温凉稍湿;200 cal.{a BP}以来,湖区周围零星分布有阔叶乔木,松林在远处可能有分布,植被仍是以禾本科、蒿属和蓼属等为主的草丛,气候相对温暖湿润,但也有若干变凉干的波动,湖泊富营养化水平逐渐增加,人类活动已经对环境变化产生了较大的影响。     

河北宽城地区中元古界高于庄组微古植物群

通过对河北宽城地区高于庄组微古植物进行系统采样,利用化学浸解法,获得了大量微古植物信息,在80件样品中发现微古植物个体5000余粒,共鉴定出41属108种(含1个新属,9个新种,38个未定种),其中包括丰富的多细胞植物化石及其碎片。根据微古植物化石的分布和特征,划分出4个化石组合。与下伏长城系微古植物相比,高于庄组微古植物具有明显的差异。这些微古植物的发现为地球早期生物演化、区域地层划分和对比,以及生物成矿和成油研究提供了重要信息。     

福建晋江深沪湾海底古森林群落类型的初步研揪

深沪湾海底古森林座落在北纬24°37′～40′,东经118°38′～40′,,福建省晋江市深沪湾潮间带中下部.在1986年该古森林被发现时仅有树桩7棵,其中4棵样品被鉴定为松科(Pinaceae)植物,与现代油杉属(Keteleeria carr.)的木材结构相似. 为进一步研究深沪湾海底古森林,我们于1998年10月上旬特大低潮时,对古森林遗迹进行了测量及编号,共发现65棵古树桩,分布在中、南、北3个不同区域.因大部分古树的木材保存尚好,我们拟对所有古树桩的木材进行鉴别,以确定其森林群落的基本类型、组分及优势种,为恢复其生长时期的古植被、古气候与古生态提供依据.第一批共取6个木材样品进行比较观察,其中1号样品因木材较为坚硬,制片前曾经软化处理,2～6号样品的木材已炭化、腐朽,采取炭蜡包埋.上述样品经切片、脱蜡、染色、脱水后制成永久光学切片.现将观察结果简要报道如下.     

华夏植物群起源中心的研究

要贺兰山一带石炭纪、二叠纪地层发育,晚石炭世早期至二叠纪的地层连续出露,其中富含植物化石,特别是晚石炭世纳缪尔B—C期的红土洼组含丰富的早期华夏植物群分子。笔者多年来的研究表明,在此连续剖面上,植物化石反映出植物群的演化趋势颇为明显,构成石炭纪和二叠纪植物群较为连续的演化序列。植物群中含有大量的华夏型分子,属典型的华夏植物群。内蒙古阿拉善左旗呼鲁斯太剖面晚石炭世早期红土洼组是迄今为止含华夏植物群的最有代表性层位,所含植物化石是目前已记载的最为丰富的晚石炭世早期华夏型植物组合,因此笔者认为贺兰山一带可视为华夏植物群的起源中心。     

内蒙古乌拉特后旗乌兰剖面记录的早白垩世火灾事件

古火灾事件研究对于重建当时的古气候及古地理具有重要的意义,白垩纪是全球火灾事件最盛行的时期之一,但在我国目前报道较少。本文通过对内蒙银根-额济纳旗盆地东部乌兰剖面早白垩世砂岩中发现的大量炭屑的显微形貌特征观察和多环芳烃(PAHs)测定,发现炭屑燃烧痕迹明显,木质细胞结构保存完好;同时在样品中检出了燃烧源的多环芳烃(PAHs)菲、芘、苯并荧蒽、苯并[e]芘等,证实炭屑是火灾产物,燃烧温度可达520℃以上。结合沉积环境分析、孢粉资料和岩石磁化率测量,认为乌兰剖面上3个炭屑密集层代表该区在早白垩世经历了3个大火频发时期,炭屑是火灾过程中松柏类和衫科类等高大乔木燃烧后的残留物,并推测大部分炭屑是由周边地区发生火灾堆积,后期通过快速搬运而来,结合前人在霍林河煤田发现的早白垩世火灾事件,推断我国华北地区在早白垩世大火频发,是早白垩世北半球中纬度火灾带的组成部分。     

新疆北部准噶尔盆地西缘泥盆系古油藏的地质时代

泥盆纪时期森林首次出现,陆生植物最早成煤.新疆北部准噶尔盆地西缘的中—晚泥盆世地层中报道了丰富的植物化石,也发现了最早的森林和煤层,对于烃源岩和古油藏的发现具有重要指示意义.本文通过研究新疆北部布龙果尔地区泥盆系古油藏的岩石地层和植物化石,将该古油藏地层确定为呼吉尔斯特组上段,讨论认为该古油藏的地质时代应为中泥盆世吉维特期.有限的地表露头剖面无法确定该古油藏的分布与规模,宜通过进一步研究确定其潜力与价值.     

叶缘—年均温中国模型在定量重建中国新生代植物群古年均温中的应用

叶缘分析法是一种利用现代植被木本双子叶植物全缘叶物种百分比与年均温的函数关系,定量重建化石植物群古年均温的方法。该方法在新生代植物群的古年均温定量重建研究中得到了广泛的应用。目前基于世界不同地区现代植被的研究表明,尽管全缘叶物种百分比与年均温存在很好的相关性,但其相关性具有地区差异性。本文旨在总结叶缘分析法的研究进展,并介绍基于中国植被建立的叶缘—年均温中国模型;同时,采用该模型重建了中国新生代不同时期植物群的古年均温,且与前人采用其它模型得到的年均温重建值相比较。结果表明,叶缘—年均温中国模型能够有效地重建中国新生代植物群的古年均温值。     

西沙群岛石岛根管石特征、成因及地质意义

西沙群岛石岛由第四纪地层构成,包括4个风成生物砂屑灰岩层和3个化石土壤层,生物砂屑灰岩层和化石土壤层相间分布,在化石土壤层中发育根管石。研究表明,根管石在结构构造、成分和沉积成岩变化方面具有三层分带性。其中,内带由泥晶碳酸盐组成,具有泥晶结构,环形纹层或纤维状构造,是原始植物根系交代和石化的结果; 中带和外带均为细粒砂屑结构,块状或层理构造,砂屑颗粒由珊瑚、珊瑚藻、有孔虫、软体动物、棘皮类等古生物化石和砂屑组成,中带钙质胶结较强,中带、外带及寄主岩石多为过渡关系。根管石的中带和外带是植物根系附近微化学成岩环境和后期差异风化作用的产物。西沙群岛石岛存在3个根管石发育层,标志着三期成土作用和植被化作用的存在,反映了气候条件的重大变化。西沙群岛石岛风成生物砂屑灰岩层和化石土壤层的相间分布特征,及CaO/MgO比值、锶元素和有机质含量变化,记录了4个气候演变和风成沉积演化旋回。     

甘肃省文县关家沟组微古植物化石的发现及地质意义

通过对甘肃省文县关家沟组剖面的系统采样,获得大量微古植物化石,鉴定出16个属28个种。依据中国南方及其他地区南华系、震旦系资料,将本区关家沟组的微古植物化石组合特征与峡东、川西北等地区的晚南华世南沱期的微古植物化石组合进行对比,确认关家沟组地层时代为晚南华世南沱期。这一结果对研究关家沟组地层对比、时代划分提供了依据。     

大庆长垣南端晚白垩世孢粉组合特征及其古气候记录

钻孔ZKMX15位于松辽盆地北部大庆长垣南端,岩性以泥岩夹粉砂岩为主,富含孢粉化石。通过对大庆长垣南端铀矿区钻孔ZKMX15岩芯孢粉分析,可以确定采样段岩心的地质时代为晚白垩世Campanian期;根据沉积特征和孢粉植物群面貌,对古植被和古气候进行了讨论,认为本区晚白垩世嫩江组上部沉积时期植被类型是针叶林、草丛,属于半干旱、半湿润的热带-亚热带气候环境。     

内蒙古锡林浩特侏罗纪红旗组孢粉化石的发现及其古气候意义

内蒙古锡林浩特煤矿侏罗纪红旗组下部首次发现了大量孢粉化石,经鉴定计有孢粉化石26属39种。根据孢粉化石组合特征及地层分布将其命名为Dictyophyllidites-Cyathidites-Classopollis组合,时代属早侏罗世晚期,与华北区、东北区及西北区同时期地层中的孢粉组合能很好地对应。此外,通过孢粉化石组分研究,确定该区早侏罗世古植物主要为掌鳞杉科、松柏类、苏铁科、桫椤科、双扇蕨科等,古植被类主要为针、阔混交林,进而推断该期为亚热带半干旱—半湿润、偏湿润的古气候。     

中新世山旺盆地植被演替与环境变迁

山东省临朐县山旺盆地中新世植物群及其研究成果闻名遐迩 ,但是在植物群的研究上依然有以下问题 :(1)在植物分类鉴定方面 ,缺乏解剖学特征研究 ;(2 )在植被演替的研究上 ,缺乏高分辨率的时间尺度 ;(3)在古环境和古气候的分析上 ,缺乏定量化标准 ;(4 )在时间和空间范围上 ,需要拓展性研究。针对上述问题 ,我们首先将山旺组富含化石的硅藻土沉积划分为 19层 ,然后以厘米级间距逐层采集标本和孢粉样品 ,目的是进行高分辨率研究和保证多种材料、多种方法研究结果的可比性。在植物类群研究方面 ,我们已经报道了中国可靠的、国际公认的化石杜仲新记录 ,建立了一个新属(Chaneya) ,而且开展了山旺古果实学的研究。在古植被演替的研究上 ,孢粉学研究表明山旺中新世植被经历了 5个发展阶段。应用特有种气候分析法、共存分析法、叶相分析对山旺中新世的古气候进行定量重建 ,获得诸如年均温、降水量、相对湿度等气象数值。根据国际学术界的最新动向 ,今后有必要在全球变化和亚洲古环境的宏观背景下加强和拓展山旺植物群的研究 ,如 :深入研究植物演化过程和植被演替的规律 ,从地层沉积物和植物化石上提取全球气候变化的信息 ,搜寻东亚季风形成和兴盛的新证据 ,探讨植物对洋流改变和新生代第 3次重大撞击事件的响应     

浙江新昌早白垩世木化石新材料及内含真菌菌丝化石

浙江新昌下白垩统馆头组是我国南方地区为数不多的白垩纪木化石产出层位。本文报道了新昌地区馆头组木化石新材料及其内含真菌菌丝化石。木化石具明显生长轮,管胞径壁纹孔南洋杉式(多数单列、椭圆形、紧挤排列,偶见双列互生排列);交叉场纹孔南洋杉式;木射线单列式,多数2~11个细胞高。当前木化石新材料具有与现生南洋杉科植物相类似的木材解剖特征,显示其应归入贝壳杉型木属(Agathoxylon Hartig)。鉴于该类型木化石的分类现状仍有待厘清,将其定为Agathoxylonsp.。木化石内含真菌菌丝化石,管状,具横隔,平直或弯曲,常以不同角度分叉,菌丝壁光滑,具典型的锁状联合,属于担子菌类。当前木化石木材组织具有明显的木材腐朽特征,与现代真菌造成的木材白腐一致,推断此真菌化石为木材白腐菌。新昌地区贝壳杉型木属木化石新材料的发现进一步丰富了馆头组木化石的多样性,有助于增进对南方地区早白垩世植物群组成特征的认识。当前真菌菌丝化石是我国南方地区首次发现白垩纪担子菌化石,为探究白垩纪时期森林生态系统真菌与植物的相互作用提供了新的化石证据。