杭州湾庵东滨岸潮间带现代沉积物中的生物遗迹特征

杭州湾庵东滨岸潮间带软底质沉积中发现的造迹动物有泥螺、珠带拟蟹守螺、弹涂鱼、宁波泥蟹、沙蚕、竹蛏、虹光亮樱蛤、海葵以及鸟类和植物等,包括软体动物、节肢动物、环节动物、脊索动物、腔肠动物等5个动物门类,共计8属,营造的生物遗迹主要有运动迹（爬迹、拖迹、足辙迹）、居住迹、觅食迹（进食迹）、生殖迹、停息迹、排泄迹、逃逸迹以及鸟类足迹和植物根迹等。分析表明潮间带不同的沉积环境,造迹生物及其遗迹的主要类型、空间分布、丰度、多样性具有明显的差异。1）研究区潮间带不同的沉积环境,造迹生物种类与分布不同,其遗迹的主要类型和分布特征具有明显的差异性,高潮区沉积物主要是富含有机质的砂质泥,生物遗迹包括珠带拟蟹守螺拖迹、停息迹和生殖迹,泥螺拖迹和停息迹,宁波泥蟹的觅食迹、居住迹和足辙迹,沙蚕的拖迹、觅食迹、居住迹和排泄迹,弹涂鱼的爬行迹和居住迹,以及鸟类足迹和植物根迹,其中层面遗迹以珠带拟蟹守螺的拖迹、沙蚕拖迹和觅食迹丰度最高,层内遗迹以沙蚕居住潜穴丰度最高,分布面积最广,扰动程度强烈,宁波泥蟹居住潜穴局部密集,扰动程度强烈,植物根迹密集,深度可达50~60 cm,这些生物遗迹常与平行直脊波痕和干涉波痕共生。中潮区沉积物主要由灰色粉砂和含砂粉砂构成,含水率较高,植被较稀疏。中潮区平坦的潮坪上生物遗迹主要由虹光亮樱蛤的居住潜穴和竹蛏的居住潜穴和摄食迹组成,丰度较高,具有少量泥螺拖迹以及植物根迹和鸟足迹。在中潮区潮沟两侧,沉积物颗粒较细,常见珠带拟蟹守螺的拖迹,宁波泥蟹的居住潜穴、足辙迹,弹涂鱼的爬迹。中潮区潮坪上多发育舌型波痕,生物遗迹多与舌型波痕共生。低潮区沉积物主要是灰色粉砂和粉砂质砂,含水率高,多为汤底,无植被,常见遗迹主要是虹光亮樱蛤的居住潜穴,竹蛏的居住潜穴以及少量海葵居住潜穴。2）沉积物的粒度、含水率影响遗迹的清晰度;3）由于受潮水、波浪运动的冲刷作用,沉积物表面的遗迹易被破坏,保存率极低,底内动物的居住潜穴保存率相对较高。该研究不仅为杭州湾潮间带沉积环境研究提供了新的现代生物遗迹信息,而且也可为古代强潮河口湾潮间带沉积环境中的古遗迹学研究提供借鉴。     

滦河三角洲潮坪环境现代生物遗迹组合及其分布特征*

现代生物遗迹的特点、分布和组合特征及其与沉积环境、沉积物性质的关系,对遗迹化石及古环境研究具有重要的实证价值,但现代生物遗迹研究起步较晚,国内研究成果较少。文中论述了滦河三角洲潮坪环境中现代生物遗迹的组成、组合与分布特征,并分析了遗迹组合与沉积环境的关系。研究表明: (1)层面遗迹以节肢动物、环节动物、腹足动物的爬行迹和拖迹为主; 层内遗迹包括垂直或高角度倾斜于层面的潜穴、平行于层面的潜穴,以居住迹为主,丰度高,类型多样。(2)建立了3种生物遗迹组合: 遗迹组合I以Y形和垂直管状潜穴为特征,局部丰度较高,表层潜穴和层面拖迹不发育,造迹生物主要为沙蚕和螃蟹,沉积物底层具有砂含量较高、水动力强、有机质含量低的特点,显示其出现于三角洲潮坪砂质沉积环境;遗迹组合Ⅱ以各种形态的层内潜穴和大量的层面爬行拖迹为特征,层内潜穴包括垂直管状、J形、U形、Y形和分枝形潜穴,丰度高,造迹生物主要是沙蚕和螃蟹,层面遗迹常见爬行拖迹和足辙迹,造迹生物主要为沙蚕、螃蟹、扁玉螺、寄居蟹,沉积物底层具有高泥质含量、高含水率和高有机质含量的特点,形成于三角洲潮坪中低潮区;遗迹组合Ⅲ以与层面近似垂直和与层面近似平行的层内潜穴以及大量的层面运动迹为特征,与层面近似垂直的潜穴包括垂直管状、J形、U形、Y形和复杂分枝形潜穴,造迹生物主要是螃蟹、泥甲虫及其幼虫, 与层面平行的表层潜穴主要是蝼蛄、泥甲虫及其幼虫营造的,层面上的运动迹常见为螃蟹足辙迹和鸟类足迹,沉积物底层具泥质含量高、含水率低、有机质含量高、底质固结程度较高的特点,产生于三角洲潮坪高潮区。(3)基于对遗迹组合和分布特征及其与底层性质和沉积环境关系的分析,建立了三角洲潮坪生物遗迹组合的沉积环境分布模式。该研究成果既可作为古代三角洲潮坪沉积环境的判识依据,也可为相似遗迹化石组合的沉积环境恢复提供佐证。     

山东青岛和日照滨岸潮间带现代生物遗迹组成与分布特征

在山东青岛和日照滨岸潮间带可见到现代生物营造的各种遗迹。通过分析这些生物遗迹与其沉积背景的关系,取得以下成果:(1)研究区生物遗迹中,层面遗迹以腹足类动物的拖迹为主,层内遗迹以居住迹丰度最高,且类型多样。(2)建立了2个生物遗迹组合:一是高潮区组合,主要遗迹类型包括珠带拟蟹守螺拖迹、沙蚕的拖迹、摄食迹和居住迹、四角蛤的居住迹、弹涂鱼的爬行迹和居住迹、鸭嘴海豆芽的居住迹以及螃蟹的居住迹和摄食迹;该组合产生的沉积物底层具有含泥量较高,水、氧、有机质含量均较丰富及基底较稳固等特点。二是中低潮区组合,主要由斑玉螺的拖迹和停息迹、扁玉螺的爬行迹和停息迹、寄居蟹的爬行迹、长竹蛏的居住迹、虾蛄的爬行迹和居住迹、鸭嘴海豆芽的居住迹以及螃蟹的居住迹和摄食迹组成;该组合产生的沉积物底层具有含泥量较低、粒度较粗、间隙水不易保存、有机质含量低等特点;研究区潮间带为急剧多变的海洋环境,该遗迹组合可指示温带季风气候条件下的海洋潮间带沉积环境。(3)通过分析各种造迹生物及其遗迹的组成和空间分布特征以及其与底层沉积物和沉积环境的关系,建立了研究区潮间带沉积中的生物遗迹组合及其沉积环境分布模式。     

海相遗迹化石对显生宙生物大辐射事件的响应*

通过系统梳理前寒武纪和显生宙海相遗迹化石记录及笔者自己的研究,发现在寒武纪生命大爆发、奥陶纪生物大辐射、中生代海洋革命共3次里程碑式的生物大辐射过程中,海相遗迹化石的属级多样性变化和歧异度增减均与生物多样性呈正相关,生物扰动强度和深度明显增加,造迹生物的觅食策略和行为习性多样化明显增多。寒武纪生命大爆发时期,最有代表性的生物行为变化是出现了具有垂向分量的潜穴; 奥陶纪生物大辐射期间,海相遗迹化石的分布逐渐从滨、浅海扩展至半深海和深海,表现为造迹生物群落栖息地的扩张; 中生代海洋革命时期,海相和陆相遗迹化石同步增加,生物对生态空间利用的深度、广度和集约性同步增强,遗迹化石面貌表现为深海雕画迹的多样性和歧异度大幅增加、形态类型多样、多种觅食策略共存。地史时期的海相遗迹化石面貌受环境外因和生物内因控制,表现出形态由简到繁、分布范围由小到大的变化趋势,对生态空间的利用表现为由沉积物表层至浅层再到深层、由二维到三维、由局域(浅水)到广域(浅水和深水以及陆地)的发展,印证了生物获取生态机会的过程。     

黄河三角洲潮坪环境中现代生物遗迹组成与分布特征

沉积物中的生物遗迹记录是生物与环境相互作用的结果,是沉积环境及生态环境的良好指示标志。通过野外观察和实验室研究方法（取样,粒度分析,CT扫描及三维重构等技术）,研究了黄河三角洲潮坪环境现代生物遗迹的组成与分布特征。取得了以下几点认识:1）潮坪各个微环境中现代生物遗迹的分布有很大的差异性。现代生物遗迹主要分布在潮间带中,并且,从泥坪到混合坪到砂坪依次减少。潮上带主要有日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉形的居住潜穴。潮间带的泥坪中有大量日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉的居住潜穴,少量双齿围沙蚕的层面爬行迹,觅食迹,和层内的垂直、Y形居住潜穴,跳跳鱼的层面爬行迹,泥螺的层面拖迹,红带织纹螺的层面觅食迹;混合坪中有大量双齿围沙蚕的层面爬行迹,觅食迹和层内的垂直、Y形居住潜穴,少量日本大眼蟹的层面进食迹和层内U形、Y形、多分叉的居住潜穴,托氏昌螺的层面觅食迹,四角蛤的垂直潜穴,少量豆形拳蟹的层面爬行迹和层内Y形居住潜穴,泥螺的层面拖迹;砂坪中有竹蛏的垂直进食和居住潜穴,棒锥螺的觅食迹,以及秀丽织纹螺的觅食迹。2）对日本大眼蟹、双齿围沙蚕和四角蛤所造的层内潜穴,进行了三维重构,为精细研究这些潜穴的建构特征提供了图像基础。     

遗迹学的可持续发展:第4届国际遗迹学大会综述*

第4届国际遗迹学大会于2016年5月6日—9日在葡萄牙新伊达尼亚世界地质公园召开。从会议报告、展板、论文摘要集和野外地质考察可以看出:遗迹化石与沉积环境分析及遗迹化石的系统古生物学是当前遗迹学研究的热门领域,新概念和跨学科的研究方法将是未来遗迹学发展的重要推动力。对比表明,中国学者在遗迹化石的系统分类学、陆相遗迹化石以及新遗迹学领域研究较为薄弱。笔者认为,注重遗迹化石在地质突变期中的分析、发展新遗迹学、加强四足动物及鸟类足迹的研究,将是近期国内遗迹学的主要研究方向。     

海峡沉积研究进展*

海峡是不同于三角洲、陆架的一类独特沉积环境,具有特殊的沉积作用组合。海峡的形态多样,长度为几千米至数百千米,深度为几十米至上千米; 海峡由狭窄区域向两端逐渐过渡为相对开阔海区,开阔海区大多深度相比海峡更深; 海峡的狭窄区域横截面积小、流体流速最大,通常以侵蚀地貌为特征; 流体流经狭窄区域后,由于海峡横截面积增加,导致流速向两端开阔海区域锐减,并表现为沉积地貌。浅水海峡通常以潮流为最主要的沉积作用,其他的沉积物搬运方式包括单向的海流和重力流; 深水海峡则以海流和重力流为主。海峡高能区沉积以砾石滞留和发育交错层理为特征,低能区表现为泥质沉积并发育流水砂纹; 在低海平面时期,暴露的浅水海峡以河流沉积作用为主; 海平面上升过程中,河流逐渐演化为三角洲/河口湾、海湾和贯通的海峡。     

豫西下二叠统太原组遗迹化石与古氧相的响应特征*

基于对豫西禹州和焦作地区下二叠统太原组中的遗迹化石组成与产状特征的研究,以及对不同颜色Zoophycos潜穴充填物中碳氧同位素和微量元素含量的测试分析,取得成果如下: (1)灰白色充填物中δ¹³C值较低,主要介于-2‰~-4‰之间;灰色充填物中δ¹³C值大多在-0.8‰~-2‰之间。二者的V/(V+Ni)值均小于0.46,Ce/La值均小于1.5。反映其为富氧相,即氧化环境。(2)红褐色充填物中δ¹³C值一般在-0.2‰~-0.9‰之间,V/(V+Ni)值大于0.46,反映其为贫氧相,即弱还原环境。(3)黑色充填物中δ¹³C值最高,多数在0.2‰~1.6‰之间,Ce/La值大于1.8,反映其为厌氧相,即还原环境。综合分析上述特征,提出了3种古氧相(富氧相、贫氧相和厌氧相)的遗迹化石响应关系及其形成的沉积背景模式。这一研究成果可为精细分析豫西下二叠统太原组碳酸盐岩的沉积环境演变规律提供直观的生物遗迹识别标志。     

柴北缘西段侏罗系沉积特征*

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。     

21世纪遗迹学热点与前沿:第14届国际遗迹组构专题研讨会综述*

第14届国际遗迹组构专题研讨会于2017年4月29日至5月2日在中国台北台湾大学顺利召开。从会议口头报告、展板、会间和会后野外地质考察以及交流讨论可以看出遗迹学热点与前沿: (1)遗迹化石的系统分类将一直是遗迹学家努力的方向,旨在为古生物学研究提供丰富的行为学资料,并为沉积学、古生态学等研究提供科学、客观和简便的遗迹分类学框架;(2)遗迹组构分析在沉积学中的深入应用,能提供大量传统沉积学、地球化学分析所无法揭示的生物学信息;(3)重大地质事件的遗迹学响应以及遗迹化石的演化古生态学为地质—生命突变期研究提供了独一无二的新素材;(4)地微生物学与遗迹学的结合进行了初步有益尝试;(5)特殊化石行为如求偶行为的报道扩大了深时行为类型;(6)定量形态表征和统计分析是遗迹学研究精细化和定量化的重要途径,通过遗迹组构分析来定量刻画沉积环境因子是遗迹组构研究的重要前景方向。     

杭州湾庵东浅滩现代沉积物中的生物遗迹

杭州湾庵东浅滩沉积物中发现有多种造迹生物,主要有蝼蛄、泥甲虫、宁波泥蟹、珠带拟蟹守螺、泥螺、弹涂鱼、蚂蚁和鸟类等,营造的生物遗迹主要为觅食迹、居住迹和爬行迹(爬迹、拖迹和鸟足迹)等。分析表明,浅滩不同亚环境的造迹生物及其遗迹的主要类型和分布特征具有明显的差异性: (1)在潮上带植被茂密的草滩环境中,以层面上的生物觅食迹、居住迹和鸟足迹为主,造迹生物主要有蝼蛄、泥甲虫、蚂蚁和鸟类等,其中以蝼蛄的潜穴最为丰富。(2)在高潮滩的积水泥沼环境中,有大量近海喜盐植物,生物遗迹主要有宁波泥蟹的“J”形、“W”形和“Y”形潜穴、弹涂鱼的羽状爬迹、珠带拟蟹守螺在层面上营造的弧形、圆圈状的觅食迹和“C”形的条带状生殖迹。(3)在中、低潮间带的粉砂质环境中,以层面上珠带拟蟹守螺不规则的觅食迹为主。生物遗迹的分布与浅滩沉积底质沉积物粒度与含水量等特征密切相关。本研究不仅丰富了杭州湾浅滩沉积的新遗迹学研究,而且对古代潮汐沉积及其环境研究有重要的借鉴意义。     

黄河中下游焦作区段现代边滩沉积中的生物遗迹*

沉积物中的生物遗迹记录是生物与环境相互作用的结果,是沉积环境、气候及生态环境的良好指示标志。文中主要研究了黄河中下游焦作区段现代边滩沉积物中的生物遗迹及其造迹者的组成与分布特点,即：（1）近岸边滩：几乎无植被,以层面上的生物觅食迹为主,其造迹生物主要有鸟类、长泥甲虫（鞘翅目长泥甲科）和隐翅虫（鞘翅目隐翅虫科）等;（2）远岸边滩：有大量植物根出现,大多数生物遗迹是层内U形、Y形和W形潜穴以及层面上的F形、Y形爬行迹和觅食迹,其主要造迹生物为蝼蛄（直翅目蝼蛄科）、蟋蟀、狼蛛和蠕虫类等;（3）泛滥平原：出现大量植物根,以层内J形、漏斗形等的生物居住迹和进食迹为主,主要造迹生物为蝼蛄、蟋蟀、田鼠、蚁狮和狼蛛等。基于沉积物粒度分析、总有机碳测定、菌落平板计数法等手段分析得知,研究区现代生物遗迹的深度随沉积物中微生物群落数量的增加及植物根长度的增长而增加,而丰度和分异度随沉积物粒度的递减及总有机碳含量的增加而增大。该成果一方面能为研究区黄河边滩上生物成因的沉积构造提供新资料,另一方面也能为地史时期河流沉积环境的研究乃至古地理、古生态环境重建提供生物遗迹学方面的科学依据。     

山东青岛地区首次发现恐龙化石

在山东青岛地区发现了鸟脚类恐龙化石。根据尾椎椎体、肱骨、肠骨和股骨形态特征判断,它属于小型鸟脚类恐龙。虽然目前发现的材料较少,种属归属存在一定困难,但它对于研究鸟脚类恐龙的分布、演化及地层划分都具有重要意义。这些化石为将来在该地区进一步发现更多的恐龙骨骼化石提供了线索和依据。     

夏季长江河口潮间带反硝化作用和N2O的排放与吸收

采用培养箱乙炔抑制和现场静态箱法,于夏季(7月)在长江河口潮滩潮间带进行了采样,研究表明,长江河口潮滩水体自身N2O产生速率很低,在潮汐淹没期沉积物是上覆水体N2O的来源,其来自沉积物中反硝化、硝化等氮素循环的多个反应过程,沉积物中N2O自然产生速率在0.10～8.50μmol/(m2·h)之间,反硝化速率在21.91～35.87μmol/(m2·h)之间。退潮出露期中潮滩是大气N2O的排放源犤交换速率在-11.03～13.17μmol/(m2·h)之间犦,5～10cm地温是影响N2O排放速率的显著性因素;低潮滩-大气界面N2O排放、吸收速率在-5.75～0.49μmol/(m2·h)之间。总体上看,中潮滩是大气N2O的排放源;而低潮滩对大气N2O有明显的吸收作用。潮滩植被(海三棱草和底栖藻类)的光合作用明显抑制了N2O的排放并可能导致吸收,而其呼吸作用则增加了N2O的排放,潮间带-大气界面N2O的排放和吸收与CO2的排放、吸收有显著的正相关关系。     

长江口现代潮滩表层沉积物磁性特征和自生铁硫化物的分布*

以长江口崇明岛北支潮滩的3个潮滩为对象,在粒度测量和磁性分析的基础上,揭示了现代潮滩表层沉积物的磁性变化,探讨了磁性矿物、尤其是自生亚铁磁性矿物—硫复铁矿（Fe₃S₄）在潮滩沉积微相的分布规律及机制。研究结果表明：长江口潮滩表层沉积物的磁性特征由亚铁磁性矿物及超顺磁颗粒(SP)主导。淤积型中高潮滩磁铁矿以单畴(SD)和SP为主,侵蚀型潮滩的中低潮滩则更多假单畴/多畴(PSD/MD)晶粒,反映了水动力的分选及以细颗粒矿物溶解为主的早期成岩作用。此外,最东侧的北四滧港剖面潮上带—高潮滩芦苇带普遍存在自生亚铁磁性硫复铁矿,北堡港和新卫剖面的高潮滩也局部存在硫复铁矿,反映了本区高潮滩—潮上带丰富的有机质及细颗粒沉积物、加上有限的海水淹没时间,是早期成岩作用过程中生成硫复铁矿的主要机制。     

夏季长江口潮间带CH4、CO2和N2O通量特征

使用原位静态箱现场采样,对夏季(7月和8月)长江口崇明东滩湿地3种主要温室气体CO2、CH4和N2O的界面通量进行了同步观测.结果表明,夏季低潮滩是大气CH4的排放源(40.2 μg/(m2·h)),CO2和N2O的吸收汇(通量值分别为-86.3 mg/(m2·h),-27.6 μg/(m2·h)).7月和8月中潮滩是3种温室气体的排放源,CH4日平均排放速率达到6.56 mg/(m2·h),CO2为301 mg/(m2·h),N2O为69.9 μg/(m2·h).温度(气温和不同深度地温)、沉积物有机碳含量以及潮滩植被海三棱藨草和沉积物表层藻类的光合和呼吸是决定CH4、CO2、N2O产生、排放和吸收的主要因素.相关分析表明中潮滩气体排放通量与温度(气温和不同深度地温)呈显著正相关关系,但在低潮滩气体通量与温度的相关关系不明显.     

天津三河岛潮间带137Cs与210Pb的分布及现代沉积过程

位于永定新河、潮白新河与蓟运河汇流处的三河岛是天津市列入国家海岛名录的唯一岛屿,其独特的地理位置记录了现代海、陆交互作用的变化过程。取自该岛南、北两侧泥质潮间带的2组现代沉积物样柱,揭示137Cs和210Pbexc的最大检出深度分别达到90～123cm和140～210cm,属于渤海湾西岸泥质海岸带现代沉积最为活跃的“面向开放海湾亚带”。     

Grain-size distribution characteristics and sedimentary environment of Silurian- -Devonian sandstone in Keping area of Xinjiang Province

In order to systematically study the evolution characteristics of Silurian- -Devonian sedimentary environment in Keping area, the authors analyzed the sandstone in detail through sedimentary, stratigraphic and grain size analysis. Four sedimentary environments, including river-controlled delta, tidal-controlled delta, tidal flat and coast, were identified, with their own unique grain-size characteristics and probability cumulative curves. River-controlled delta is featured with typical two stages, hop-suspension transition and low-skew multistage. Fan delta is featured with the upper arch arc. Tidal-controlled delta is featured with typical three stages and multistage. Coastal area is feotured with high oblique two stages and high oblique multistage. The sedimentary environment gradually changed from wet river-controlled delta to dry coastal deposit from Silurian to Devonian, with the increasing maturity of sandstone. This indicates that Keping area was gradually away from provenance area and in the background of structural stability.     

新疆柯坪地区志留系—泥盆系砂岩粒度分布特征及沉积环境

为了系统研究柯坪地区志留系—泥盆系沉积环境演化特征,采用沉积学、地层学的方法,重点以粒度分析为研究手段,对砂岩进行详细分析。通过研究识别出河控三角洲、扇三角洲、潮坪和滨岸4种沉积环境,每种环境都具有独特的粒度特征及概率累积曲线: 河控三角洲主要为典型两段式、一跳一悬夹过渡式、低斜多段式; 扇三角洲主要为上拱弧形式; 潮坪主要为典型三段式和多段式; 滨岸环境主要为高斜两段式、高斜多段式。从志留纪—泥盆纪,沉积环境由湿润的河控三角洲逐步转变为干燥的滨岸沉积,砂岩的成熟度也逐渐增加,表明柯坪地区逐渐远离物源区,逐步处于构造稳定的背景。