A methane fuse for the Cambrian explosion: carbon cycles and true polar wander

The dramatic diversification of animal groups known as the Cambrian Explosion (evolution's ‘Big Bang’) remains an unsolved puzzle in Earth Science. The Vendian–Cambrian interval is characterized by anomalously high rates of apparent plate motion, interpreted as True Polar Wander (TPW), and by more than a dozen large, high-frequency perturbations in carbon isotopes that dwarf all others observed through the past 65 million years. We suggest that these biological, tectonic, and geochemical events are intimately related in the following fashion. First, tropical continental margins and shelf-slopes which formed during fragmentation of the supercontinent Rodinia accumulated massive quantities of isotopically-light organic carbon during Late Neoproterozoic time, as indicated by strikingly heavy isotope ratios in inorganic carbon during interglacial intervals. Second, an initial phase of Vendian TPW moved these organic-rich deposits to high latitude, where conditions favored trapping biogenic methane in layers of gas hydrate and perhaps permafrost. Continued sedimentation during Late Vendian time added additional hydrate/gas storage volume and stabilized underlying units until the geothermal gradient moved them out of the clathrate stability field, building up deep reservoirs of highly pressurized methane. Finally, a burst of TPW brought these deposits back to the Tropics, where they gradually warmed and were subjected to regional-scale thermohaline eddy variation and related sedimentation regime changes. Responding to the stochastic character of such changes, each reservoir reached a critical failure point independently at times throughout the Cambrian. By analogy with the Late Paleocene Thermal Maximum event, these methane deposits yield transient, greenhouse-induced pulses of global warming when they erupt. Temperature correlates powerfully with biodiversity; the biochemical kinetics of metabolism at higher temperature decrease generation time and maintain relatively rich and dense invertebrate populations. Repeated thermal pulses along with progressive disruption and alteration of global ocean circulation patterns by TPW could cause the increase in diversity that accompanied the radiation of metazoans. We suggest that a methane ‘fuse’ ignited the Cambrian Evolutionary Explosion.     

四川盆地南部中-上寒武统储层成岩作用

四川盆地南部中—上寒武统(洗象池群)储层为一套碳酸盐岩局限台地沉积,其岩性为粗粉晶—细晶白云岩、砾屑白云岩、砂屑白云岩、鲕粒白云岩等。成岩作用主要有压实作用、胶结作用、白云石化作用、岩溶作用、破裂作用等,白云石化作用和岩溶作用是形成优质储层的关键。白云石化的机理为混合水白云石化。岩溶作用具有多期性,包括沉积期岩溶、风化期岩溶、埋藏期古岩溶和褶皱期古岩溶等,以风化期岩溶为主。压实作用和胶结作用破坏了大量的原生孔隙和次生孔隙。压实作用主要发生在浅埋藏期,它与埋藏期胶结一同作用使孔隙度由原来的15%左右骤降至2%～3%左右。随着后来的岩溶作用和破裂作用等,部分储层的孔隙度又扩大到4%～5%左右,以晶间孔和晶间溶孔为主要储集空间类型。     

台风艾云尼非对称降水及动热力结构演变特征分析

台风艾云尼(1804号)第2次登陆广东过程中降水表现出显著的非对称分布,强降水主要位于其路径前进方向的右侧(简称台风右侧)。利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料、广东风廓线雷达观测资料以及降水观测资料,对造成非对称降水的环流背景和动力、热力结构演变特征进行了分析。结果表明:艾云尼左右两侧水汽输送及动力、热力条件差异是造成降水非对称的主要原因。加强的低空急流以及台风马力斯(1805号)水汽的输送为台风右侧强降水的产生提供了更好的水汽背景,而低空急流的加强配合高空强的辐散抽吸使得右侧垂直上升运动也明显大于左侧。边界层内强盛的低空急流以及珠江三角洲地区下垫面强摩擦辐合作用导致艾云尼右前侧径向入流强度更强、强入流层厚度更厚、边界层高度更高,且由于距离台风眼墙越近风速越大,上述现象越明显,为强降水的产生提供的动力和水汽条件越好。强降水期间艾云尼右侧低层大气维持不稳定状态,分析表明强低空急流携带的θ_se平流及其随高度的减弱弥补了强降水造成的能量损耗,是不稳定能量维持的重要原因。     

油气形成的力化学作用--油气地质理论思考之一

传统油气地质学认为构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而烃类形成演化的能量主要是热能。近年来,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质直接成烃的力化学作用在成烃过程中举足轻重,从而引起高度重视。在地质和地球化学资料基础上,结合高分子力化学分析,阐述了力化学作用的基本特点,沉积盆地中应力分布、成烃力化学作用方式、反应类型、影响因素和实验证据以及力化学作用与油气分布,以推进油气     

云南东川铜矿田白锡腊铜矿床岩浆岩岩石地球化学特征

根据化学组成、稀土元素、微量元素等特征对白锡腊矿区岩浆岩进行了系统研究。结果表明：该区岩浆岩是由来自深部的碱性－超碱性玄武岩浆分异结晶而成，晚期向富碱、富硅演化，形成了与富铜矿化关系密切的基性脉岩。     

思茅坳陷油气地质特征与勘探前景

思茅坳陷存在古生界和中一新生界两套沉积盖层,具有多套生储盖组合。以二叠系、三叠系为主力烃源岩,储层低孔低渗,侏罗系一白垩系“红层”组成区域盖层。思茅坳陷气水同喷、原油显示表明,该区海相地层仍有油气勘探前景,以存在K3-N区域盖层、断裂改造较弱、源岩成熟度较低、构造发育的英德一景谷、勐腊一勐满含油气保存单元为首选靶区,具有一定勘探前景。     

从化石记录看古人类起源和演化

古人类的起源及演化是一个极其复杂而远未解决的问题，目前掌握的重要化石材料包括：距今约5600万年的灵长类，约1700万年的人猿超科代表，620万年(?)-440万年的人科动物，以及约350万年(?)-200万年的古人类和人造石器等。中国是世界上古人类及与之演化相关的化石发现最多的国家之一，先后找到已知最早的高级灵长类——约4500万年前的曙猿化石，人猿超科的早期代表——l400万年和800万年前的古猿化石，240万年-200万年前的人造石器，200万年前的能人(?)化石，170万年前的直立人及28万年-20万年前的智人化石等。拟从迄今的化石记录人手勾勒出古人类起源及演化的大致轮廓。     

腾冲-梁河地区锡铜铅锌稀有多金属成矿模式

腾冲-梁河地区Sn、Cu、Pb、Zn等元素成矿规律明显,找矿标志清楚。由东往西划分为四个次级成矿带,各具有不同矿产组合或典型矿床。根据成矿地质条件、矿产分布特征、控矿因素和找矿标志等,归纳5种成矿模式。初步建立该区矿床找矿模型,为今后矿产预测奠定基础。     

三峡水库蓄水后上荆江不同河床组成江心洲的演变过程及其机制

三峡及上游梯级水库群运用后,大坝下游江心洲以冲刷为主,直接影响分汊河段河势条件及航道边界的稳定性。本文采用卫星遥感影像、实测水沙及固定断面床沙级配等资料,分析上荆江枝江、沙市河段中不同河床组成江心洲的演变过程及其机理。结果表明:(1)三峡水库蓄水后(2003—2019年),沙市段沙质江心洲较枝江段卵石夹沙质江心洲萎缩更为显著,出露面积的减幅分别达31%和24%。(2)以关洲和金城洲分别代表卵石夹沙质和沙质江心洲,三峡工程运用后关洲洲头形态较为稳定,受无序采砂的影响其沙质组成的洲尾面积显著减小,而金城洲面积萎缩程度更大。(3)床沙组成对江心洲冲刷程度差异具有重要影响,关洲洲头较金城洲抗冲性更强,与其床沙在年内达到起动条件的数量更少、时长更短有关;建立了江心洲面积与水流冲刷强度及相对水深的定量关系,该关系能综合考虑水沙变化与床沙组成调整的影响,能更好地反演近期江心洲的面积变化特点。     

关于中国西部干旱区生态环境演变与调控研究的思考

从中国西部干旱区的界定、自然条件特点的分析出发,结合国家西部大开发战略的实施,指出进行该区生态环境演变与调控研究的重大意义。提出了在时间序列上进行生态环境演变研究,在空间结构上开展生态系统结构、功能及生态过程研究,在时空耦合界面上探讨重大生态环境问题,进行生态系统的调控与管理研究的思路。并从生态环境形成演变、生态系统结构和功能、重大生态环境问题及生态环境管理等方面探讨了研究工作的技术路线。同时,指出了主要研究内容和需要解决的关键科学问题以及将要实现的研究目标。