关于新灾变论的争论现状

本文评介了新灾变论(Neocatastrophism)近年来的发展.着重介绍彗星陨击、小行星陨击、超新星爆发三种球外事件的生物绝灭效应,以及绝灭周期性及其与宇宙运动的对应.关于彗星与小行星陨击,讨论了有关陨击证据、陨击频率、陨击效应、特别是绝灭效应等四方面的支持和反对的论证.本文认为应当支持对灾变的研讨,但目前只宜作适当的估价.一方面要注意大规模绝灭的生物内在因素,另一方面,在外因中,常规地内因素与地外灾变因素的相对比重亦尚需研讨.     

先伊迪卡拉期的淮南生物群

在廿世纪中叶以前,人们对于先寒武纪的生物化石发现得很少,除藻类遗迹化石及一些可疑化石外,几乎没有什么可靠的生物化石。与此相反,在古生代地层中,特别是在早寒武世的地层中,却发现了极其丰富的发育较为高级的多门类的生物化石。当时,人们为了解释这种所谓突变现象,就提出了多种假说。但是,在廿世纪中叶以后,随着生产的发展和科学研究的深入,陆续地在晚先寒武纪地层中,发现了许多较大的生物化石、微古植物与微体化石等。由于晚先寒武纪生物化石资料的不断丰富,使得“灾变说”等不攻自破了。     

地球科学的新思维—现实主义灾变论十年进展与回顾

回顾了现实主义灾变论的产生与发展。通过对地质事件的频率、概率、幅度及其影响的理论分析,从时空理论上讨论了灾变事件的可能性、必然性及其影响的重要性。据最近十年来地球科学研究的新进展和证据,进一步说明了在地球的长期历史演变、发展过程中,确曾发生许多幅度不等的灾变事件,其中既有地外成因的又有地球自身发生的,前者具有比人们想象的更重要的作用。最后,就现实主义灾变论的哲学意义、地学理论意义和实践意义作了评价。     

协同进化：生物发展的全球观

保护全球的生物多样性是人类社会持续性发展的重要前堤。生物界的协同发展是主导,生物间的斗争或竞争是将要的。自然选择的中心是环境变化,生物进化是克服环境的限制,协同地完善抗熵机制。新灾变论排除了“优胜劣汰”的理论,也警告人类必须保持生物多样性。     

评“地质构造的力学分析与历史分析相结合”的原则

恩格斯指出:“地质学按其性质来说主要研究那些不但我们没有经历过而且任何人都没有经历过的过程”(《反杜林论》)。地质学自诞生以来,赖尔以地球的缓慢的变化这样一种作用,代替了由于上帝的一时兴发所引起的突然革命,“第一次把理性带进地质学中”,渐变论战胜了灾变论。他继康德之后,在形而上学的自然观上打开了第二个缺口。在渐变论思想的指导下,赖尔把地层和地层中的化石作为追索地球历史发展过程的主要资料,     

辽宁复县震旦系高家屯组皱节虫化石的发现

辽东半岛南部晚前寒武纪地层分布广泛,发育完整,顶、底界线清楚,厚度巨大,生物化石丰富,并为中、外地质学家所重视,但是其地层对比一直是争论的问题。有的认为偏老,属青白口系以下,有的认为偏新,属青白口系以上。微古植物、可疑化石Chuaria、叠层石的研究结果受到怀疑;南关岭组底部所产的后生动物化石“水母”、“海绵骨针”和“遗迹化石”,现被查明是非生物成因的;同位素年龄的数据也是矛盾重重。     

地球灾变作为生物进化一个重要动因的实证与机制

群集出现常伴随着群集消失,这可见于显生宙许多发生过灾变事件的纪一级或其他级别的地层界限附近。如同群集消失由地球灾变引起一样,文章认为地球灾变亦是群集出现的一个重要动因。在灾变期,地球表层一般可分为非灾变区、边缘灾变区和中心灾变区。非灾变区生物以背景消失和背景出现为主,中心灾变区一般以群集消失、尤其是群集灭绝为主,而边缘灾变区则既有群集消失又有群集出现、尤其是群集起源,是进化的活跃地区。     

论大灭绝后的幸存类型、复活效应与避难所

大灭绝后生物的幸免实质上是对灾变恶化环境的忍耐和适应生存。幸存分子能提供大灭绝规模和残存机制的部分信息。历次大灭绝后的残存与复苏有不同的形式,不同生物类群和同一类群中的不同生物对大灭绝事件更有不同的应对策略。在识别奥陶纪末大灭绝后3种幸存类型(“扩增幸存型”、“减缩幸存型”和“复活型”)的基础上,文中进一步指出,“减缩幸存型”的研究有助于理解“复活型”的含义。复活效应的识别应建筑在较高质量的化石记录基础上,但实践中寻找真正的复活生物却非易事。复活分类单元并不一定反映大灭绝的强度,其数量是受许多条件限制的;不同的大灭绝事件对不同门类(或类群)的冲击程度不一样,其复活表现形式也各不相同;并非每次大灭绝、每种生物类别都发育复活分子的。因此,复活效应和复活生物在大灭绝过程中的意义比过去想象的小得多。分析复活现象须掌握全球、而非局部地区的资料。在灾变时期,典型、常见分子是识别一个动物群的标志,而稀有分子更有助于复活效应的研究。史前避难所包含古地理、古生态、古环境和宏演化四方面因素,其识别和确定需寻找尽可能多的证据。史前“减缩幸存型”研究可能会给当今生物界研究一个有益的启示,即“濒危种”不一定完全陷入“穷途末路”之境地,而是仍有续生(或复活)的可能。     

新元古代极端冰期事件中生物避难所的环境条件

新元古代成冰纪(南华纪)(720～635 Ma)以全球性冰期事件而闻名。这次冰期事件对早期生命演化产生了显著影响,被认为是生命演化的“过滤器”和“瓶颈”。冰期前后生物对比表明生物演化并未中断,暗示冰期过程中存在生物避难所。扬子板块北缘神农架地区成冰系南沱组中发现了罕见的宏体藻类生物记录——宋洛生物群。为了探究成冰纪全球性冰期背景下,古环境与生物幸存之间的关系,本文对扬子北缘宋洛剖面和青林口剖面南沱组内含化石页岩层和不含化石泥岩层开展了元素地球化学对比研究。结果显示,不含化石泥岩层沉积于半咸水氧化环境,而含“宋洛生物群”化石的页岩层沉积于冰消期末期,当时海洋为正常盐度、次氧化状态,该地区具有相对温暖的气候条件。这可能为“宋洛生物群”在极端冰期下幸存并保存为化石提供了有利条件。该研究也表明新元古代极端冰期事件中的确存在适合复杂生命生存的避难所。     

北京延庆第四纪盆地杨户庄剖面新信息——有孔虫与海相介形虫新发现

文中报道了在北京延庆杨户庄剖面,发现的第四纪有孔虫与海相介形虫化石。该化石产地以化石层位稳定、分布面积较广、化石丰富及地质时代较明确为特点。至于化石是否是“海侵”或“海泛”的产物?,或是由“生物传布的空中通道”而来,还是为“湖盆内盐度增高的水介质中生存的特殊生物相”?都正在研究与探讨之中。     

辽宁西部义县组湖相枕状熔岩的发现及其意义

通过详细的区调工作,在四合屯、三百垄等地发现了一系列湖相枕状熔岩.研究表明,这些枕状熔岩产于同一地层层位--义县组二段,是珍稀化石沉积层中的火山岩夹层.它们除了代表一次灾变事件外,还反映出形成枕状熔岩的古湖泊接近最大湖泛期,并且水体较深.在这种环境下,生物快速繁衍.而强烈的火山作用使得大批生物死亡,形成了现今丰富的化石组合. 这些枕状熔岩的发现对于准确确定珍稀动植物化石的形成时代和环境具有重要意义.     

山东车西地区沙三、沙四段界线之我见

山东车西地区沙河街组沙三、沙四段之间发育一套油泥岩“尾巴”段地层,其中沙三、沙四段的标志化石混生,在层位归属上一直存在分歧。通过标志化石组合特征的分析对比,并综合层序地层学、地震地层学、岩石地层学、生物地层学以及岩电组合特征的研究,认为沙四段化石的延续是早期古生物分子的孑遗,沙三段标志性化石的产生是古生物新成员的先驱,以生物地层学进行层位划分应以标志化石新成分的出现作为一个新的时代阶段的开始,而油泥岩“尾巴”段的层序地层特征、岩石地层和岩电特征等均趋向于沙三段,所以将其划归为沙三段比较合适。     

大地构造学呼唤地质哲学

地球科学、特别是大型构造学在争论中的发展,伴随着地质哲学“渐变论”与“灾变论”、“活动论”与“固定论”,“水平论”与“垂直论”的争论与发展,和近年来的“新灾变论”的挑战。西方地质哲学诞生的三十多年,使地质哲学从自发走向自觉的研究,构建了地质学的基本框架;但在本体论、认识论、方法论上存在不同程度地缺陷。地球科学、特别是大地构造学呼唤地质哲学;建立新的宇宙－地球观;建立新的地球演化观;建立新的人与地球     

新灾变论进化方式和系统地质学——三论系统的耗变和侵变

从1980年Alvarez父子等发现中、新生代地层接界处的粘土层中铱异常丰富以后,天外带给生物界的灾难对地球生物的演进起着决定作用的新灾变论于是盛行起来。这一简单直截的灾变论点又特别吸引那些并不从事古生物或生物研究的局外专家。为此,现从生物界容易为人明瞭的量方面的剧变现象,再向前跨一步,审视以生物界为主体的当时地质史在基本性质方面的变化。在仔细分析了有关化石的形态、构造、功能和当时地球各圈层的演变阶段以后,可以发现随中、新生代的交替所发生的大冷血动物恐龙类和温血动物哺乳类之间的替     

北京延庆第四纪盆地杨户庄剖面新信息：有孔虫与海相介形…

文中报道了在北京延长杨户庄剖面，发现的第四纪有孔虫与海相介形虫化石。该化石产地以化石层位稳定，分布面积较广，化石丰富及地质时代较明确为特点，至于化石是否是“海侵”或“海泛”的产物？，或是由“生物传布的空中通道”而来，还是“湖盆内盐度增的水介质中生存的特殊生物相？”都正在研究与探讨之中。     

生物标志化合物在黔西南晴隆锑矿床成因分析中的应用

来自相同有机母源的有机物具有相同的生物标志化合物组成特征,被誉为“地球化学化石”或“生物分子化石”,被广泛应用于油气勘探,但在固体矿产方面的应用并不多见。通过对黔西南晴隆锑矿床中与锑矿密切共生的萤石进行有机包裹体生物标志化合物特征分析,与相邻的右江盆地进行生物标志化合物特征对比,认为晴隆锑矿床的成矿流体来源于右江盆地上二叠统邻好组,经古岩溶面横向运移至晴隆聚集成矿,成因为燕山期热液充填交代成矿。     

浮游生物——海生动物群发展的基础

如所周知,寒武纪海生动物群几乎包括了与下古生代晚期动物群同样丰富的种类,而在前寒武纪地层中几乎没有生物化石,这种情况曾引起查尔斯·达尔文的注意,他在“物种起源”一书里在以“关于在已知最低含有化石的岩层中相近种群的突然出现”为题的专门章节中谈到这件事。     

脊椎动物化石採掘法

什么是化石生物體埋藏在地層裹和它周圍的土石接觸後,便發生替換作用,年代久了,有機質逐漸腐散,無机質逐漸增加,直到最後生物體的結構就形成了化石。所謂“石化”也可說是一種替換和填充間隙的作用。“化石”這個名子是由拉丁文“fossilis”譯來的,即“由地下發現者”的意思。其含意很廣,凡是由地層中掘出來的東西可以供作研究资料者,如地層中所發現的古代人遺留下來的灰燼,石器和骨器等等都可視为化石。將fossilis這個字譯作“化石”,往往容易     

江苏句容青山早三叠世鱼类化石埋藏学研究

江苏句容青山出露一套下三叠统青龙组和龙山段滨海-浅海相泥岩、碳酸盐岩沉积地层,含鱼类、节肢类、菊石、双壳类及牙形石等化石。有的鱼类化石保存在结核中,反映了一种特殊的埋藏环境。沉积学研究显示,早三叠世奥伦尼克阶斯密斯亚阶时期,该区主要为热带浅海大陆架,局部为潮坪。软质海底通常水动力条件较弱,海水富氧清澈,但大风暴或海啸会将海底淤泥掀起,海水因而缺氧浑浊。从化石埋藏保存的状态分析,不同生长阶段的、呈直挺或扭曲挣扎姿态的鱼类化石以及一些其他生物化石均保存在结核中,埋藏在一层灰黑色富含微小草莓状黄铁矿颗粒的泥岩里。显然,当时一场灾变突发,一股富含H2S的黑色泥浆水团侵入了鱼类等生物生活的水域,毒杀并掩埋了这些生物,经厌氧微生物的作用,最终形成包裹鱼类等生物化石的泥灰岩结核。     

再谈假疑源类化石

近五十多年来,由于在古老的前寒武纪地层中发现大量特殊的早期生命活动遗迹,从而扩大了建立于显生宙的化石概念,使那些与生物活动有关但并非石化生物遗体的生物遗迹也被认为是化石。实际上,前寒武纪地层中的化石,绝大部分属于被扩大化石概念的范畴中的化石。它们不仅包括原始生物的印模、活动痕迹、沉积构造和改变了成分的构造上保存个体,而且还包括原始生物分解产物的化学分子遗物。作为与前寒武纪生物地层研究密切有关的,则是大家熟悉的迭石和疑源类化石。就疑源类化石来讲,具有明