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.     

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.      

“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。     

藏南吉隆盆地中新世—早更新世沉积演化

位于喜马拉雅北麓的吉隆盆地中新统旦增竹康组,为冲积扇-辫状河沉积。沃马组沉积演化自下而上依次为扇三角洲-滨浅湖-扇三角洲,总体上表现为进积-退积-进积的沉积旋回。沃马剖面在10～7.4Ma期间,古流向主体为SEE向;7.4～1.67Ma,古水流方向主体为SWW向,说明7.4Ma以后,吉隆盆地古地理格局发生显著变化,古地势由原来的西高东低转变为后期的东高西低。根据沉积学、磁性地层学、年代学等方面的研究资料,将10Ma以来吉隆盆地的湖盆演化大致划分为3个阶段:10～7.4Ma,湖盆裂陷形成期;7.4～3.6Ma,湖盆扩展与稳定发展期;3.6～1.67Ma,湖盆萎缩消亡期,代表了盆地周围喜山的3次隆升期,即10～7.4Ma、7.4～3.6Ma和3.6～1.67Ma,其中3.6～1.67Ma为强烈隆升期。     

西藏西南部札达盆地新近纪沉积序列研究

札达盆地为一个藏南晚新生代断陷盆地,基于岩性岩相、古流向和物源分析,认为札达盆地主要经历了裂陷充填期(9.2~7.8 Ma),稳定发展期(7.8~2.6 Ma)和裂后消亡期(2.6~1.7 Ma)。沉积相主要有辫状河相、淡水湖泊相和冲积扇相,以湖相为主;古流向由南西向转变为盆地周缘指向湖盆中心,发展到最后为南东向;物源主要来自北侧的阿伊拉日居山地区,古地势由北东高南西低,经差异抬升变为北西高南东低,沉积中心位于湖盆南缘。至约1.7 Ma之后,贡巴砾岩的出现代表了札达盆地的消亡。札达盆地的演化表明藏南裂陷盆地经历了拉张形成、湖盆最大化而后快速消亡的过程,揭示了藏南在获得最大高度后进一步构造伸展垮塌的演变历程。
      

地层单位与全球界线层型:概念、术语、有关规定与研究实例

全球二叠系-三叠系界线(PTB)层型及点("金钉子")定位我国浙江省长兴县煤山D剖面,极大地推动了PTB及二叠系和三叠系研究进展。在简要介绍地层单位与全球界线层型与点建立的相关概念、术语和有关规定、地层划分的主要种类及其地层单位术语的基础上,以全球二叠系—三叠系界线层型及点(中国浙江省长兴县煤山D剖面)为研究实例,综述了该金钉子剖面牙形石生物地层和年代地层研究现状。煤山D剖面构建了目前全球最完整的PTB地层牙形石带序列,为研究二叠纪末大灭绝后生物残存和复苏过程提供了重要的时间坐标系,也为相关的地质事件研究奠定了坚实的基础。     

Molecular Evidence for Primary Producers and Paleo-environmental Conditions in Mesoproterozoic in the Xuanlong Depression in North China

The molecular organic compounds have been identified by gas chromatography (GC) and GC-mass spectrometry (GC-MS) from Mesoproterozoic rocks in the Xuanlong depression in North China. The main saturated compounds are n-alkanes, monomethylalkanes, n-alkylcyclohexanes, acyclic isoprenoids, and hopanes. The dominant lower-molecular-weight n-alkanes are indicative of the main contribution of microorganisms, in particular, the chemosynthetic bacteria. The presence of abundant monomethylalkanes (mid- and end-branched) and the long chained (>C₂₀) acyclic isoprenoids indicates the existence of abundant bacteria and/or archaea in ancient oceans. The low abundance of pristane and phytane is suggestive of the relatively low abundance of photosynthetic autotrophs in comparison with chemosynthetic bacteria in the Mesoproterozoic oceans in North China. The sedimentary environmental condition is suboxic/anoxic, as indicated by the low value of the Pr/Ph ratio as well as the presence of abundant sulfur-bearing organic compounds, consistent with the other geochemical data in North China and elsewhere in the world. Both the composition of the primary producers and the sedimentary environmental conditions are favorable for the formation of hydrocarbon source rocks.     

青海省同仁地区上二叠统石关组上部火山岩的新发现及其地球化学特征和构造环境意义

青海省同仁地区位于秦、祁结合部,构造演化历史悠久.在该区隆务河两侧广泛发育着二叠、三叠纪地层,通过两套地层岩石组合分析,我们认为晚二叠世晚期至早三叠世早期该区属于半深海浊积扇相沉积环境.在该区晚二叠世晚期地层中新发现一套火山岩,火山岩的岩石组合主要为玄武岩、安山岩、玄武安山岩等.根据岩石的常量元素特征,可以将本区火山岩分为两部分:下部岩石的SiO2含量为49.04%~52.43%,平均为51.28%,TiO2含量为0.67%~1.11%,平均为0.9%,ALK值为2.64%~3.6%.通过常量元素投点图分析,本组火山岩岩性偏基性,属于拉斑玄武岩系列,显示高钛玄武岩特征.上部岩石的SiO2含量为56.25%~60.36%,平均为58.76%,TiO2含量为0.52%~0.63%,平均为0.58%,ALK值在5.26%~5.54%之间.岩性偏中性,属于钙碱性系列,显示低钛玄武岩特征.火山岩的稀土元素也有明显差异,下部稀土总量较低,∑REE=(61.7~97.17)×10-6,(La/Lu)N比值平均为3.07,轻重稀土分馏不明显,显示与过渡型洋中脊玄武岩相似的特征;而上部稀土总量较高,∑REE=(107.51~143.32)×10-6,(La/Lu)N比值平均为7.78,轻重稀土分馏明显,稀土分配曲线显示与岛弧安山岩相似的特征.该区火山岩的微量元素比值蛛网图显示与岛弧钙碱性玄武岩-过渡类型玄武岩具有较强的相似性.构造环境判别显示出本区火山岩具有从拉张的过渡型洋中脊环境到闭合的岛弧环境的演化特征.     

青海省同仁县古浪堤中上三叠统古浪堤组孢粉组合及其地层意义

经过对青海同仁县古浪堤组实测剖面的17块样品做孢粉分析, 在6个层位样品中见有孢粉化石30属41种, 据此在该剖面自下而上划分2个孢粉组合:Dictyophyllidites-Di-saccus组合和Verrucosisporites-Di-saccus组合.上述孢粉组合中的孢粉的优势属为Dictyophyllidites, Cyathidites, Verrucosisporites和Chasmatosporites, Protopicea, Pinuspollenites.其中, Dictyophyllidites频繁出现于欧亚、北美、大洋州的晚三叠世和早侏罗世组合, Aratrisporites在南半球大量发育于中三叠世, Asseretospora在澳大利亚的分布时期是中三叠世-早侏罗世.前人于黄南的阿龙江上游及柴陇沟北, 古浪堤组产卡尼期的菊石Protrachycerassp.及双壳类Eumorphotis (Asoella) cf.illyrica.综合而言, 该地区古浪堤组时代厘定为中-晚三叠世, 古植物群生长于暖温带-亚热带河控三角洲环境.      

甘肃夏河-青海同仁一带二叠系大关山组有孔虫动物群

甘肃夏河-青海同仁一带位于西秦岭造山带的西段, 区内中二叠世大关山组发育, 经本次研究为生物礁灰岩.大关山组产出丰富的古生物化石, 主要种类为串管海绵, 纤维海绵, 苔藓虫, 钙质藻类, 复体珊瑚, , 非有孔虫, 腕足, 腹足, 棘皮和双壳等.本次在大关山组中共发现11属16种, 其中包括10个未定种, 非有孔虫共16属23种, 其中包括11个未定种.根据和非有孔虫属种在大关山组中的逐层分布, 自下而上划分为2个组合和一个带: Pseudofusulina-Parafusulina组合, Cancellina cf.houchangensis带和Afghanella-Sphaerulina组合; 2个小有孔虫组合: Pachyphloia-Cribrogenerina-Nodosaria组合和Cribrogenerina-Hemigordius组合.通过将研究区的化石组合与国内外其他地区相同层位的带对比, 将西秦岭大关山组的时代厘定为中二叠世罗甸期—冷坞期.