微生物成矿作用研究的新进展和新动向

本文论述了四种微生物成矿作用的方式及其研究新成果，评述了微生物成矿作用研究方法上的新认识及一些矿种的生物作用研究新进展，阐述了“生物─有机质─流体”成矿系统等一些微生物成矿理论的重点研究方向，最后简述了微生物成矿机制应用于找矿和选矿上的新技术。     

区域生物成矿系统中分子化石来源的复杂性

在由单个热液金属矿床的生物——有机质成矿作用研究向区域生物——有机质成矿系统深入的今天,分子化石的重要性和复杂性日益显得突出。热液金属矿床成矿带往往属于有机质的过成熟区,分子化石的存在首先要考虑成矿后迁入事件的叠加,从中排除某些生物成矿作用假象,如川甘陕金三角区。除了最常见的吸附有机质外,晶包有机质可以是有机质过成熟的金属成矿区分子化石的一种不可忽视的新来源,可提供流体源或矿源的信息,如长江中下游多金属成矿区。赋矿岩与蚀变岩之间的某些分子化石差异则蕴含着与成矿有关的诸如还原作用等化学反应信息,如长江中下游多金属成矿区。     

冰雪层中记录气候与环境变化的痕量含碳杂质

冰雪层是记录全球变化的主要信息载体之一,其中由生源要素碳形成的杂质种类最多。总结了这些含碳杂质记录古气候和古环境变化方面的研究进展,涉及温室气体、低分子可溶性有机酸、人为有机污染物以及孢粉和高碳数有机质。讨论了今后这些研究的重点所在。     

旋回地层学：地层学解读时间的第三里程碑

围绕对地质时间的认识,地层学取得了从岩石地层学、生物地层学和旋回地层学3次里程碑性的重大进展.以生物地层学为基础并与放射性同位素定年技术相结合建立的、以百万年为计时单位的地质年代表既创造了地层学的辉煌,也在一定程度上降低了地质学对精确数字定年的不懈追求和为人类社会服务的功能.本文以时间为线索,简要回顾了地层学解读时间的漫长过程,阐述了旋回地层学概念的起源、形成和发展,以及旋回地层学与层序地层学在科学目标、研究内容和研究方法上的异同.以广西晚泥盆世弗拉期-法门期之交海相碳酸盐地层为例,从理论与实践的结合上剖析了旋回地层学的研究方法以及在岩石地层学和生物地层学基础上构建高分辨率,并能与人类社会时间接轨的地质时间坐标的广阔前景和科学意义.     

湖北清江和尚洞石笋古环境研究的回顾和展望

从1997年开始对湖北清江和尚洞开展了系统的现代过程监测和地质记录的综合研究,以了解气候和生物信息的传输、转化和记录过程,并由此重建长江中游末次冰期以来的气候和生态环境。通过对和尚洞的大气、植被、土壤、围岩、滴水和沉积碳酸盐开展年代学、水文学、地球化学、地球物理学、地球生物学等多学科的调查,已经积累了许多现代过程的基础资料,为进一步进行石笋记录的研究奠定了很好的基础。同时,研究发现该洞穴石笋具有年代准确、环境和生态信息丰富、分辨率高、记录时间长等众多优点,是重建过去气候和生态变化历史的优质载体。下一步研究应该充分利用这些特点,力争在季风的年际和年代际变化以及不同气候态下环境与生物的相互作用两个方向取得进展。     

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.     

安徽宣城更新世红土正构烷烃分布特征及其古植被意义

利用气相色谱一质谱联用仪(GC-MS)在安徽宣城更新世红土中检测出了微量的分子化石,包括正构烷烃、一元正脂肪酸、一元正脂肪醇以及α-正构脂肪酮等．正构烷烃的分布型式表明其来源于低等菌藻类生物和陆生高等植物,其中高碳数正构烷烃主要以C29为主峰,显示流域中的植被类型以木本植物为主;(C27 C29)／(C31 C33)比值的变化反映出,在以木本植物占优势的背景下,流域中草本植物的相对比例也发生了多次变化．这一比值在本剖面上表现出多阶段的变化．而且这种变化与岩性、粒度变化密切相关,反映出这些参数可能还蕴涵着古气候信息．     

长江中游石笋年层厚度作为东亚夏季风强度代用指标的研究

利用Olympus偏光显微镜,直接在光学薄片上对长江中游和尚洞HS4石笋进行微层计数,并测量微层厚度。微层计数结果与其对应的UTh定年结果相吻合,证明该支石笋微层为年层;统计分析说明,该石笋的年层厚度变化响应近百年来东亚夏季风强度变化,两者呈负相关,说明长江中游石笋生长受东亚夏季风制约。因而,长江中游石笋年层厚度可以作为高分辨率的东亚夏季风强度代用指标。     

石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征

利用湖北清江和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋,建立了20世纪逐年的石笋氧同位素序列,讨论东亚季风石笋氧同位素的气候指示意义。与现代气象观测资料对比,发现近100年来和尚洞石笋 δ18O 与当地年总降水量和年均温度的相关性并不显著,但与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数(WPSH)以及相对应的太平洋年代际振荡指数(PDO)相关性好。在年际和年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处于正(负)相位时,副热带高压加强(减弱),石笋的 δ18O 相对偏正(负)。因而,石笋 δ18O 反映了东亚季风大尺度环流特征。     

青藏高原东北部全新世泥炭正构烷烃的生物记录

通过对正构烷烃分布特点的系统分析,恢复了青藏高原东北部全新世以来泥炭的生物记录。正构烷烃nC25和nC31相对含量在泥炭序列中呈现的规律性变化揭示出,在全新世期间因气候的变化幅度不同而引起了生物形态种或化学种的取代,即当气候变化幅度大时,沼泽地可能出现了水生植物和陆生植物群落之间的相互演替;当气候波动小时,则出现了分子（化学）种之间的相互取代。将这一研究结果与同一地区的孢粉资料对比、验证,分析了它们之间的差异性,提出了类脂分子化石可作为恢复植被的有效工具,与孢粉相结合,可获取更为全面的植被演化历史。这一研究为青藏高原地区全新世以来的有关生物学信息提供了新的证据。