华南寒武纪早期海洋化学状态的时空波动

继新元古代埃迪卡拉纪真核生物辐射之后,寒武纪生命大爆发建立了现今动物门类和海洋生态系统的总体格架.本文系统研究了目前华南寒武系纽芬兰统-第二统南皋阶Fe-S-C海洋化学数据在时间和空间(近岸-远洋)上的波动特征,发现寒武纪早期表层海洋虽已氧化,但深部海洋仍旧广泛缺氧铁化,硫化水体可能仅动态出现在陆架缺氧区域且受到硫酸盐供给的重要控制.伴随海侵、海退和硫酸盐输入等关键地球化学要素的波动,华南寒武纪早期这种海洋化学状态的空间结构展现了阶段性演化特征,并与这一时期生物辐射、"灭绝"的空间差异性和阶段性一致.生物与水化学的相关性还进一步表明早期动物可能具有较好地适应低氧环境的生存能力,但水体的硫化对其却是致命的.这一观点可很好地解释梅树村阶Ni-Mo富集层沉积时期陆架地区小壳动物群和外陆架-斜坡相海绵动物的消失.因此,海洋化学条件的时空波动及其效应很可能是寒武纪早期生命出现阶段式"灭绝"和辐射的关键原因之一.     

广西东攀剖面二叠纪末期牙形石动物群: 浅水相与深水相的对比

对华南的广西东攀剖面二叠纪末期至三叠纪早期的牙形石进行了系统的研究, 并在二叠纪末期同沉积的灰岩透镜体中(第3层和第5-2层)获得了丰富的牙形石. 共鉴定出牙形石P1分子1属8种, 包括一新种: Neogondolella dongpanensis sp. nov. 该剖面牙形石产出的特点表明这些牙形石属于Neogondolella yini带, 且该剖面的第3-5层相当于煤山剖面的24层. 根据牙形石资料和前人已发表的放射虫资料, 认为东攀剖面的Neoalbaillella optima带至少延伸到了N. yini牙形石带的上部.     

“四深”微生物的地质作用：从气候环境变化到生态灾难

“四深”微生物是指深海、深地、深空和深时环境的微生物,特别是细菌、古菌、真菌、病毒等。人们对“四深”微生物的了解非常有限,是亟待突破的地球生物学前沿领域。“四深”微生物的研究对理解地球生命起源、界定生物圈的边界条件、促进地球科学与生命科学以及行星科学之间的交叉融合具有不可替代性的贡献。随着我国深海、深空、深地等重大工程计划的推进,一系列与“四深”微生物有关的前沿科学问题不断提出,包括地质微生物与气候环境的相互作用、地质微生物的生物安全与生态安全、地质微生物参与的隐匿地质过程等。特别是,“四深”环境活性氧自由基对微生物的影响、地质病毒对生物演化和地质过程的影响等前沿领域都亟待突破。活性氧自由基能对生物分子、细胞、组织和器官,乃至整个生物圈的演化以及微生物地质作用都产生重要影响。病毒引发了现代和近代诸多全球性疫情爆发,地质病毒则可能对生物的背景灭绝和大灭绝以及一些地质过程产生影响。     

青海同仁地区早三叠世晚期风暴岩的发现及其意义

青海省同仁地区处于祁连和西秦岭造山带的接合部,构造演化历史悠久。对该地区隆务峡一带的三叠系剖面进行了详细测制。根据在该剖面上所获得的化石资料,初步厘定了该套地层的地质时代。在该剖面早三叠世晚期的江里沟组上段发现一套风暴岩沉积,丘状层理非常发育。剖面下部以Sc、Sd组合和Sc、Sd、Se组合为主,并伴随着风暴浊流沉积,属于一套较深水的沉积;上部以Sa1、Sc、Sd、Se组合和Sa2、Sc组合为主,是一套属于风暴浪基面附近的沉积产物。根据这些沉积构造特点和基本层序,判断其为远源风暴岩至B型近源风暴岩,下部为一套较深水型的远源风暴岩沉积,向上过渡为一套B型近源风暴岩沉积。风暴岩的发现表明,该区早三叠世晚期的沉积环境为风暴浪基面附近,早期海水逐渐变浅,晚期又出现了一个小的海侵。     

浙江长兴煤山剖面二叠纪末牙形石Neogondolella大小变化及其意义

通过对浙江长兴煤山剖面晚二叠世晚期牙形石Neogondolella属级和种级水平上个体大小研究, 发现在二叠纪末长兴灰岩顶部24e层中Neogondolella Pa分子出现明显的“小型化”现象, 小个体牙形石突然增多. Neogondolella的这一变化与该时期的一些重大地质事件如δ¹³C值的减小、蓝细菌生物标志的丰度与一般细菌生物标志的丰度比值变化以及水体深度的变浅相一致. 通过对当时古环境和牙形石Neogondolella古生态的研究, 提出了造成Neogondolella的“小型化”的主要由于二叠纪末生物的大灭绝导致牙形石食物来源减少, 水体深度变浅以及水体浑浊度的增大等造成大量幼年牙形石个体的夭折所致. 从上寺剖面获得的初步结果来看, 24e层Neogondolella的“小型化”现象, 可以进行区域性的对比, 表明该时期发生了一次生物灭绝事件, 从而支持二叠-三叠纪之交的生物大规模灭绝事件是多期次的观点.     

二叠纪-三叠纪之交重大地质突变期微生物对环境的作用

生物与环境之间是相互作用和协同演化的.目前在生物对环境变化的响应方面已取得了许多重要的认识,而在生物对环境作用方面的认识还非常薄弱.本文以二叠纪-三叠纪之交这一生物与环境的重大突变期为例,探讨了微生物对环境的作用并指出了下一步的重点突破方向.类脂物生物标志化合物、C-N-S稳定同位素地球化学和矿物学的研究表明,硫酸盐还原微生物功能群、H2S的厌氧氧化微生物功能群、产甲烷微生物功能群、甲烷的好氧氧化微生物功能群、反硝化微生物功能群和固氮微生物功能群在二叠纪-三叠纪之交显著繁盛.不同微生物功能群既可以加剧环境的恶化,也可以改善环境,正是这些多方面的微生物作用才使得地球环境不至于向一个方向演变,而是处于一个能够自我调节的状态.     

缝合线研究的新进展——以湖北大冶铁山地区为例

为深入研究碳酸盐岩中的压溶作用,加深对压溶作用的认识和理解,以常见的缝合线构造为例,结合前人的研究成果和现代科技手段对湖北大冶铁山地区的缝合线构造进行了全面深入的研究,得到以下研究成果:丰富了缝合线类型;结合计算机技术获得了缝合线的三维形态;总结了缝合线形成中的一些主控因素;论述缝合线在应力分析、应变测量等传统领域及在能源资源等新领域的应用;对缝合线研究中存在的问题及分歧进行了评述并指出今后几年的研究重点。认为缝合线构造其实是一种不规则的压溶曲面;缝合线的形成是各种主控因素相互间复杂作用的结果;有关各主控因素的作用地位和特点方面的研究结果又可以为缝合线构造的实际应用提供理论依据。     

Molecular Records of Primary Producers and Sedimentary Environmental Conditions of Late Permian Rocks in Northeast Sichuan, China

A series of biomarkers were identified in the aliphatic and aromatic fractions of the extracts from Late Permian Dalong (大隆) and Wujiaping (吴家坪) formations in Shangsi (上寺) Section, Northeast Sichuan (四川), South China, on the basis of the analysis of gas chromatography-mass spectrometry (GC-MC). The dominance of lower-molecular-weight n-alkanes throughout the profile suggests the dominant contribution of algae and bacteria to the organics preserved in the marine section. Wujiaping Formation is characterized by the elevated contribution from algae as well as other photoantotrophs such as photosynthetic bacteria as shown by the molecular ratios of hopanes to steranes or tricyclic terpanes as well as the ratio of pristane (Pr) and phytane (Ph) to C17 and C18 n-alkanes. This is in accord with the data from the microscopic measurement on the calcareous algae. In contrast, Dalong Formation is featured by enhanced contribution from bacteria and probably terrestrial organics indicated by the enhanced C24 tetracyclic terpanes relative to tricyclic terpanes. The two formations also show a distinct discrimination in sedimentary environmental conditions including redox condition and salinity. The anoxic condition was only found in the middle of the Dalong Formation as shown by the ratios of Pr/Ph and dibenzothiophene to phenanthrene, consistent with the reported data of Mo and U. An enhancedsalinity indicated by the homohopane index is observed at the shallow Wujiaping Formation. On the basis of the composition of primary productivity and the redox condition, Dalong Formation is proposed, herein, to be potential hydrocarbon source rocks in the study site. It is notable that the topmost end-Permian is characterized by a large perturbance in both the redox condition and salinity, with oxic conditions being frequently interrupted by short-term anoxia, likely showing a causal relationship with the episodic biotic crisis across the Permian-Triassic boundary.     

浙江煤山P/T之交碳同位素对有机碳埋藏的指示意义

根据碳酸盐碳同位素和有机(干酪根) 碳同位素记录, 结合碳循环模式, 计算得到了浙江煤山全球二叠系-三叠系界线层型剖面第23-40层的有机碳埋藏分数f_org.在第23-24层和第27-29层下部出现f_org的两个高峰值, 与绿硫细菌反映的两个缺氧环境条件相对应.在第25-26层和第32-34层出现两个f_org低谷值, 与2-甲基藿烷指示的两次蓝细菌繁盛(第26层和第29层上部到第34层) 基本吻合.这些结果反映了f_org与埋藏时的氧化还原条件密切相关.f_org与总有机碳含量TOC的关系比较复杂, 一些TOC较高的层位(如第26层) f_org却较低, 而一些TOC较低的层位(如第27层) f_org却较高, 反映了原始生产力对TOC的重要贡献.根据原始生产力和f_org得到的原始有机埋藏量, 可以校正现今测得的残余TOC.本次研究结果说明, 同步有机-无机碳同位素分析, 在建立一定碳循环模型的基础上, 计算有机碳埋藏分数, 可有效指示有机质埋藏状态, 进而为建立生物-环境-有机碳埋藏的耦合关系模型提供基础.