真菌促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及地质、地球化学效应

真菌分布广泛,从地球表层到深达1.4 km的陆壳都可以找到它们的存在。根据它们的生态习性和营养方式,真菌可分为腐生、共生和寄生真菌。菌丝是真菌的基本结构单位。真菌的菌丝通过其顶端延长的生长方式和强大的代谢能力,在硅酸盐矿物的风化过程中发挥独特的作用,尤其是对含有营养元素的硅酸盐矿物。这一过程调控着成壤、成矿,以及元素的生物地球化学循环等重要地质与地球化学过程。但是,真菌在硅酸盐自然风化过程中发挥的作用一直没有受到足够的重视。本文首先梳理了真菌的生长方式,旨在阐明其促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及对硅酸盐矿物自然风化的贡献。通过文献回顾并结合全球变化的背景,本文提出了未来相关工作重点攻关方向;(1)进一步限定真菌在自然环境中对硅酸盐矿物风化的贡献;(2)阐明真菌促进的硅酸盐矿物风化与地质、地球化学过程的偶联;(3)应用功能真菌提高陆地增强硅酸盐风化(enhanced silicate weathering)的碳去除效率。这些研究将深化对真菌在地表关键过程中扮演角色的认识,为地球系统模型(GEOCARB、COPSE和SCION)提供重要信息,提高不同圈层相互作用预测的准确性,并为增强硅酸盐风化实现高效固碳提供新途径和科学依据。

新疆乌鲁木齐地区上石炭亚系祁家沟组介形类及其古环境和古地理意义

新疆乌鲁木齐地区上石炭亚系祁家沟组地层出露较完整,沉积序列清晰,古生物化石丰富,但一直以来对祁家沟组的时代多有争论,且介形类研究薄弱。笔者在新疆乌鲁木齐地区祁家沟剖面上石炭亚系祁家沟组中鉴定出的介形类共计11属19种,并系统研究了这些介形类的组合面貌、地层分布,探讨了其古环境和古地理意义。结果表明:(1)根据介形类的组合面貌推断,祁家沟剖面祁家沟组的时代应为晚石炭亚纪莫斯科期—卡西莫夫期;(2)祁家沟组介形类生态类型属于古足目类和光滑速足目类的混合集群,符合构造活动区域的介形类OA1-OA3组合特征;(3)根据介形类的生态组合变化以及沉积学的证据,推断祁家沟剖面祁家沟组整体为滨、浅海沉积,存在海退序列;(4)祁家沟组介形类面貌与同时期的塔里木、准噶尔、中天山以及俄罗斯乌拉尔地区等产出的介形类最为相近,与北美、西欧和华北等板块的介形类也较为相似,表明晚石炭亚纪准噶尔、塔里木等块体聚集,并且距离劳俄大陆较近,所以其可与欧洲、北美板块的介形类进行属种交流。研究结果不仅进一步丰富了祁家沟组的化石材料,也对探索古亚洲洋演化特征和区域矿产开发具有重要的意义。

华南地区石炭纪-早二叠世早期成冰期的地球生物学过程与烃源岩的形成

石炭纪-二叠纪冈瓦纳大陆成冰事件控制着全球(尤其是华南地区)的海平面变化,从而决定着生境型及生产力的变化.冈瓦纳大陆成冰事件造成石炭纪-早二叠世早期有4次全球性海退,其中Tournasian末期到Visean早期的海退在华南地区最为明显,导致生境型发生了明显的变化.在盆地相区,由斜坡相(Ⅴ1)转变为下部浅海上部(Ⅳ1).在远岸碳酸盐台地区,由上部浅海(Ⅲ1)、(Ⅲ2)转变为潮间带(Ⅱ1)、潮下带(Ⅱ2).在连岸碳酸盐台地区,由浅水碳酸盐沉积区(Ⅱ1)、(Ⅱ2)转变为陆相或海陆交互相沉积区.通过对生境型、生物类群的分布及氧化还原环境的分析,探讨了冰期与间冰期生物群的演替、海洋生物生产力及埋葬条件的变化,进而确定成冰事件对烃源岩形成和分布的控制作用.

桂北南丹巴平剖面早石炭亚纪盆地相烃源岩的地球生物学特征

早石炭亚纪冰川性海平面变化及黔桂盆地独特的古地理位置控制着盆地中的地球生物学过程,决定了生烃母质生物的生产力和有机质的保存条件,进而影响了盆地相烃源岩的形成与分布。通过对广西巴平剖面地球生物相分析,探讨下石炭亚系盆地相烃源岩形成的地球生物学过程,结果表明:汤粑沟期早期、旧司期中晚期生境型以Ⅵb(台间深海盆地生境相)为主,盆地中生产力水平较低,但盆地中水体较深,古氧相为厌氧相,有机质埋藏效率高,形成了下石炭亚系的优质烃源岩。汤粑沟中期生境型为Ⅵb,生产力水平低,古氧相为贫氧相—厌氧相,由于沉积速率过慢,发生了大量的Mn/Fe氧化还原反应,降低了有机质的埋藏效率,仅形成了一套非烃源岩。早旧司期及上司期生境型为Ⅳ1(范围为风暴浪基面至真光层下界面)、Ⅳ2(范围为真光层下界面至大陆架坡折处),生产力水平低—中,古氧相为准厌氧相—贫氧相,形成了一套非烃源岩—一般烃源岩。上司期末期—罗苏期生境型主要为Ⅲ2(范围为强光合作用面至风暴浪基面),局部为Ⅳ1,生产力水平中—高,古氧相为常氧相—贫氧相,有机质埋藏效率低,形成了一套非烃源岩—差烃源岩。

石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列及沉积演化

通过分析石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列和沉积特征,探讨沉积演化过程及其控制因素。研究区深水地层序列包括下述的9个岩石地层单元:鹿寨组(C_1lz)、巴平组(C_1bp)、下如牙组(C_1xr)、上如牙组(C_1sr)、王佑组(C_1w)、睦化组(C_1m)、打屋坝组(C_1dw)、南丹组(C_1-P_1nd)和船埠头组(C_1c),并且可以识别出4种主要的深水沉积相:台间盆地相、斜坡相、深水陆棚相和台前斜坡相,以砂岩、碳质页岩、硅质泥岩、硅质岩、钙屑碎屑岩、泥晶灰岩和白云质灰岩为主要特征,与桂西南深水盆地的差别显著。依据地层序列和沉积组合的时空分布特征,可以将石炭纪—早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的沉积演化划分为3个阶段:1)裂谷作用强烈期(早石炭亚纪汤耙沟期早期);2)裂谷作用减弱期(早石炭亚纪汤耙沟期中期—德坞期);3)裂谷作用稳定期(晚石炭亚纪—早二叠世)。

黔北地区铝土矿形成的地质时代

在黔北地区铝土矿层之下的黄龙组灰岩中采获了大量时代意义很强的类及非有孔虫化石。经鉴定,这些化石包括类5属13种,另有3个未定种,非有孔虫8属17种,另有9个未定种。在此基础上建立了两个带,自下而上为Pseudostaffella antiqua带和Profusulinella带,由此确定铝土矿层之下黄龙组时代为晚石炭世滑石板期至达拉期早期。此外,通过对区域上石炭纪至二叠纪层序地层及海平面变化的分析研究,确定研究区石炭纪末至中二叠世栖霞期早期为当时区域上海平面下降幅度最大的时期,继而判断铝土矿的形成时代应为石炭纪末至中二叠世栖霞期早期。

黔北务正道地区及邻区石炭纪-二叠纪之交海平面变化对铝土矿的控制

晚石炭世至早二叠世,受全球成冰事件的影响,华南海平面变化频繁。其中,达拉期至小独山期海侵规模最大,导致碳酸盐岩普遍发育,为研究区铝土矿的沉积提供了空间上的保障;而紫松期至隆林期,本区出现最大规模的海退,很多地区的碳酸盐岩沉积减薄,甚至暴露,遭受风化剥蚀,在黔北地区表现尤为明显,长时间的沉积间断有利于该区红土化和铝土矿化的进行。讨论了晚石炭世至早二叠世华南地区海平面变化规律,简要分析了这段特殊时期贵州北部及其邻近地区古地理格局的变化,结合古气候资料,认为黔北铝土矿形成于华南地区晚石炭世至早二叠世海退规模最大的时期,即早二叠世紫松期至隆林期。

四川龙门山石炭纪鲕状赤铁矿及其古环境意义

四川龙门山地区石炭系总长沟组底部发育一层鲕状赤铁矿,其内的铁质鲕粒由各种不同类型的核心和同心纹层构成。鲕粒核心主要有3种:由纯赤铁矿颗粒构成的鲕粒核心、由破碎鲕构成的鲕粒核心、由夹有石英颗粒的赤铁矿构成的鲕粒核心。鲕粒同心纹层由赤铁矿及高岭石组成,存在着明显的颜色、成分差别。纹层颜色有暗黑色、铁红色及亮白色,与之相对应,Fe2O3含量分别为39.472%～58.200%、12.988%～24.275%及3.617%～9.230%。三者交替出现,构成鲕粒圈层。通过对鲕状赤铁矿的成分、结构及其他相关特征分析,推测其形成于后砂坝环境。汤靶沟阶晚期存在一次规模较大的古暴露及古岩溶事件,其间风化剥蚀形成的铁铝质风化壳为鲕状赤铁矿提供了物质基础。

川西北剑阁县猫儿塘二叠纪地层划分与对比

以川西北地区剑阁县上寺乡猫儿塘二叠系标准剖面为例,通过野外剖面观察、岩石薄片、铸体薄片和微体古生物化石薄片观察鉴定等方法,从宏观到微观将岩性特征与古生物特征相结合,并对比周边其他二叠系剖面特征,剖析了二叠系主要地层界线及区域差别,提出了川西北地区二叠系划分标准及地层划分标志。猫儿塘剖面自下而上划分为中统梁山组、栖霞组及茅口组,上统吴家坪组及大隆组,与下伏地层上石炭统黄龙组假整合接触,与上覆地层下三叠统飞仙关组整合接触。根据有孔虫化石的分布,自下而上划分出3个有孔虫带:StaffellaNankinella带、Neoschwagerina带和Neoschwagerina craticulifera带,分别对应于早二叠世空谷阶下部、空谷阶上部和中二叠世罗德阶、沃德阶。发现了华南二叠纪标准分子Hayasakaia和Ipciphyllum,分别对应于早二叠世空谷阶和中二叠世卡匹敦阶。在大隆组中识别出长兴期2个菊石生物带:Penglaites带及Pleuronodoceras带。认为依据猫儿塘二叠系标准剖面建立各层位划分标准及划分标志是可靠的,与前人及其他剖面具有可比性,仅二叠系底界线及栖霞组-茅口组界线仍需要深入研究分析。

黔南惠水下石炭统上司组礁滩灰岩微相

黔南惠水雅水剖面下石炭统上司组底部含有厚度约7m的生物沉积和建造灰岩,为上下生屑滩夹含5m厚的珊瑚格架礁,微相类型丰富,可划分出4种类型:1泥粒状灰岩;2粒泥状灰岩;3珊瑚障积岩;4层孔虫盖覆岩。在生屑滩沉积生物碎屑泥粒状灰岩中,珊瑚、腕足类、钙藻、介形类、海百合茎等破碎程度高,分选性低,为较强水动力条件远距离或频繁搬运后快速沉积的产物,此时不适宜大型珊瑚原地生长保存,仅见少量而单调的单体四射珊瑚和复体四射珊瑚。珊瑚格架礁以生物碎屑粒泥状灰岩、珊瑚障积岩为主,发育少量层孔虫盖覆岩和藻类粘结作用。腕足类、钙藻、有孔虫、海百合茎、介形类、腹足类较为丰富,苔藓虫以及层孔虫的丰度未达到支撑程度,昭示珊瑚格架礁生长期的水动力条件减弱,为单体四射珊瑚、笛管珊瑚(Syringopora)和丛管珊瑚(Siphonodendron)为主体的珊瑚群落形成原地礁灰岩创造了条件。

西藏定结、定日三叠系遗迹化石及其地质意义

西藏定结县、定日县一带的三叠系产大量遗迹化石,可划分为4个遗迹化石组合,对应于Skolithos遗迹相,Cruziana遗迹相和Zoophycos遗迹相。根据遗迹相及其它相标志判别,该区早中三叠世主要为陆棚环境,晚三叠世主要为滨岸环境。对遗迹化石的分析结果表明该区早三叠世存在短暂的缺氧事件。

华南小型“红盆”区域地质调查中的几个关键问题--以鄂东南、赣西北为例

填图单位、微岩相及盆缘断层是华南小型"红盆"区域地质调查中的3个关键问题。沉积环境和微岩相是"红盆"研究及填图单元划分的基础。通过对鄂东南及赣西北等"红盆"的研究总结出23个微岩相。在微岩相、沉积组合及古流向研究的基础上,通过识别冲积扇体及划分冲积扇体内的沉积单元,对原有简单的岩石地层单位进行了细分。此外,通过对盆缘断层的研究,为盆地的形成、演化及后期改造提供了直接的地质证据。

华南广西运动后泥盆纪碎屑岩地层的划分和对比

广西运动后,华南泥盆纪最先接受的沉积为碎屑岩,由于厚度大、化石较少,其地层划分和对比存在诸多探究点。本文根据华南117条剖面的实地考察或研究,开展了以生物地层学为主的综合地层学研究,旨在揭示广西运动后泥盆纪最初碎屑岩地层的划分和对比;以与下伏地层的接触关系为主要依据,将华南广西运动后泥盆纪碎屑岩地层分为角度不整合类型、平行不整合类型、龙门山类型(只限早泥盆世);综合分析了华南泥盆纪植物群、孢子组合和鱼组合的特征,并以此为主要依据,结合上覆地层的海相动物化石,对华南广西运动后泥盆纪碎屑岩地层进行了划分和对比。在华南,广西运动后接受沉积的总体进程呈现为由西南向东北的趋势,经历了一个由陆地、陆海过渡到正常浅海的过程;在泥盆系各沉积时段,其沉积环境的变化过程基本一致,但在不同区域的发生时间和后续进程各不相同、各具特色。

新疆准噶尔盆地周边晚石炭世的珊瑚

新疆北部准噶尔盆地周边石炭系广泛出露,其中上石炭统发育海相火山—沉积序列,包括西准噶尔地区的哈拉阿拉特组、阿腊德依克赛组,东准噶尔地区的石钱滩组以及盆地南部的祁家沟组、奥尔吐组等。本文研究在上述各地层的灰岩层或夹层、碎屑岩中获得的四射珊瑚9属17种和床板珊瑚2属3种,对石钱滩组中的3个新种进行了详细的系统古生物学描述。上述珊瑚化石的地质时代主要为巴什基尔期至莫斯科期。在珊瑚动物群的组成上,哈拉阿拉特组中新发现Caninophyllum属分子,结合盆地东、西部共同产出的床板珊瑚Cystodendropora属分子,说明整个准噶尔盆地周边的动物群面貌大致类似,而西准噶尔地区的化石丰度、分异度显著低于盆地东部和东南部。综合前人资料,目前在准噶尔盆地周边发现的珊瑚化石有约一半为地方性分子。本文认为研究区珊瑚化石的分布和组成特征与晚石炭世准噶尔洋走向封闭或半封闭的演化趋势密切相关。

洛伊地区侏罗纪原型盆地形成与演化

以洛伊地区石油地震、钻井及地化资料为基础,利用镜质体反射率(Ro)进行单井剥蚀厚度恢复,应用平衡剖面恢复的早—中侏罗世古地貌呈"三凹三凸"特征,其中,中条山、熊耳山、嵩山由于隆升无早—中侏罗世沉积,在洛阳—济源、义马—宜阳、伊川形成3个沉降中心。依据盆地充填序列及沉积相带进行分析,认为研究区早—中侏罗世为山间坳陷盆地,其形成与演化受控于印支末期—燕山早期的秦岭—大别造山带陆内造山作用。

青藏高原及其周边泥盆纪综合地层、生物群与古地理演化

青藏高原及其周边泥盆系分布广泛、类型多样、化石丰富,记录着北半球古亚洲洋的持续消减和南半球原特提斯洋向古特提斯洋转变的关键过程,对阐明这一时期的全球古地理格局、板块运动和生物多样性变化具有重要意义.南天山(洋)缝合带和龙木错-双湖-昌宁-孟连(洋)缝合带两侧的地块分属不同沉积体系和生物古地理区系,指示该洋盆具有显著的构造古地理分隔意义,分别代表了古亚洲洋和古特提斯洋的主支洋盆,以此为界泥盆系可以划分为天山型、特提斯型和冈瓦纳型三种类型.本文主要基于近年来青藏高原及其邻区泥盆纪地层古生物的研究进展,分别提供最新的综合地层格架,并结合沉积物源分析和生物群特征对比进行古地理重建,为探讨青藏高原及其邻区各个块体的早期地质演化及其动力学机制奠定基础.基于碎屑锆石物源分析和生物古地理研究,特提斯喜马拉雅带、保山地块、南羌塘地块、北羌塘地块、思茅地块、腾冲地块和华南板块沉积物源与印度板块具有亲缘性,而拉萨地块与澳大利亚板块具有亲缘性,且可能位于华南板块与澳大利亚板块之间.早泥盆世埃姆斯期,华南板块可能已经从冈瓦纳大陆北缘裂解出来,代表着金沙江-哀牢山洋的打开.中泥盆世,古特提斯洋洋中脊快速扩张,对应着全球海平面上升、碳酸盐岩台地的广泛分布和泥盆纪海水锶同位素的最低值.晚泥盆世古特提斯洋已达到相当规模,最终导致古特提斯缝合带中晚泥盆世放射虫硅质岩大量产出.

中国上泥盆统阳朔阶牙形类生物地层研究

阳朔阶最早由殷保安于2008年提出,命名源自桂林市阳朔县,用以指代上泥盆统锡矿山阶与邵东阶之间的一个地方阶,大致相当于国际年代地层单位法门阶上部。阳朔阶底界以牙形类Palmatolepis rugosa trachytera的首次出现为定义,顶界则以有孔虫Eoendothyra regularis的首现为标志。阳朔阶典型剖面为广西桂林市铁山剖面,自下而上包括“五指山组”和融县组,形成于孤立碳酸盐岩台地边缘,以浅水相的内碎屑、鲕粒泥粒灰岩、粒泥灰岩和颗粒灰岩为特征,局部夹有少量黑色钙质泥岩。在桂林铁山剖面和邻近的小龙门剖面中共采集牙形样品149件,其中94件样品产丰富的牙形类分子,该牙形动物群以Palmatolepis、Neopolygnathus、Polygnathus、Pseudopolygnathus、Bispathodus、Icriodus、Rhodalepis、Mehlina和Branmehla属分子为特征,自下而上可识别出6个牙形类生物带,包括Pa.marginifera marginifera带、Pa.rugosa trachytera带、Pa.perlobata postera带、Pa.gracilis expansa带、Bi.costatus带和Bi.ultimus ultimus带,为环古特提斯洋地区法门阶地层对比提供了高精度的生物地层格架。基于详细的牙形类生物地层和沉积相分析,在铁山剖面Pa.rugosa trachytera带上部和Pa.gracilis expansa带顶部浅水相碳酸盐岩序列中识别出两次黑色富有机质沉积事件,对应于相对海平面快速上升和海洋贫氧,可能是法门期全球性Annulata和Dasberg事件在华南边缘海区的沉积响应。

中国泥盆纪综合地层和时间框架

国际泥盆系标准年代地层单位7个阶底界的全球层型剖面与点位(GSSP)于1996年已全部确立,目前迫切需要开展"后层型"精细地层对比研究.中国高精度泥盆纪综合地层和时间框架的建立对实现全球不同古地理背景下沉积记录的精细对比和理解这一关键转折期生物与气候环境的演变过程具有重要意义.本文简要概述了中国泥盆纪年代地层的研究历史和研究现状,以华南及邻区研究程度较高的生物地层和年代地层格架为基础,结合近年来碳同位素地层、事件地层和放射性同位素年龄的研究成果,首次建立中国泥盆纪综合地层框架,为实现区域地层高精度的划分与对比奠定坚实基础.目前,中国泥盆纪天文旋回地层和高精度放射性同位素测年的研究比较薄弱,是今后中国泥盆纪年代地层研究的主要方向.

华南地区下石炭亚系碳同位素记录及对晚古生代冰期的响应

广西隆安剖面和巴平剖面下石炭亚系碳酸盐岩稳定碳同位素的研究表明,早石炭亚纪孤立台地相和深水斜坡相碳酸盐岩碳同位素受早期淡水及后期埋藏成岩作用影响较小,基本上保存了正常海水碳同位素演化特征.华南地区早石炭亚纪的δ13C值表现出3个明显的正向偏移.经牙形石生物地层对比,第1次明显的δ13C正向偏移发生在杜内阶Siphonodella isosticha-Upper Siphonodella crenulata带中部,偏移量为4.19‰;第2次明显的正向偏移发生在杜内阶/维宪阶之交,偏移量为4.65‰;第3次明显的δ13C正向偏移发生在谢尔普霍夫阶Gnathodus bollandensis带底部,偏移量可达2.23‰.这3个明显的碳同位素正向偏移在全球范围内均可以得到很好的对比,与华南地区及全球海平面下降一致,反映了早石炭亚纪有机质大量埋藏、大气CO2分压的下降以及晚古生代的冰川作用.

中国泥盆纪岩石地层划分和对比

中国泥盆系分布广泛、类型多样,形成于不同的构造古地理背景并蕴藏着丰富的沉积型矿产和化石能源。对中国泥盆纪地层的岩石类型、组合特征及其时空分布特点开展精细解析,有助于我们重建加里东造山运动之后中国主要沉积盆地的形成和演化过程,了解特定区域内地层的基本序列及关键层位空间展布信息,对恢复不同地域的构造、气候环境背景和探寻泥盆系矿产资源的分布特征具有重要意义。本文简要介绍了中国泥盆纪岩石地层的研究历史,依据前人的系统总结和最新的研究成果,重新明确了中国泥盆系地层区划,将中国泥盆系划分为9个地层区和39个地层分区,并以组(或群)为基本单元,结合生物地层和年代地层最新研究进展,提出中国主要地层区72条泥盆纪综合岩石地层剖面的划分和对比方案。