牛绍武研究的部分叶肢介化石模式标本移至中国科学院南京地质古生物研究所模式标本库

中国地质科学院天津地质矿产研究所牛绍武研究员自1983年起发表文章描述了大量有关晚古生代和中生代的叶肢介化石(如卢进才等,2018;牛绍武,1983,1984,1985,2008;牛绍武等,2002,2003,2005,2010;牛绍武、田树刚,2008;田树刚等,2004,2008;牛绍武、辛后田,2017;张文堂等,1987),这些叶肢介化石模式标本原保存于中国地质科学院天津地质矿产研究所(现称中国地质调查局天津地质调查中心)。

班公湖-怒江洋打开时间的地层古生物约束

西藏班公湖-怒江洋的打开时间是争议性较大的科学问题。班公湖-怒江洋两侧的拉萨地块和南羌塘地块的古生物地理和地层层序的对比可以约束班公湖-怒江洋的形成时间。从地层层序上来看,拉萨地块在晚古生代大冰期结束之后是一由碎屑岩到碳酸盐转变的稳定地层序列;而南羌塘地块从早二叠世晚期开始东西向存在较大的相变,西部下二叠统吞龙共巴组之上存在间断面,不整合于上二叠统吉普日阿群之下;而东部下二叠统到中二叠统都是玄武岩和灰岩组成的鲁谷组。古生物地理上,南羌塘地块晚二叠世含有典型暖水的类Palaeofusulina动物群,与拉萨地块形成显著差别;南羌塘地块中二叠世主要的Eopolydiexodina类动物群也与拉萨地块的Nankinella-Chusenella类动物群产生明显差异;再者,南羌塘地块早二叠世晚期的类、珊瑚类和腕足类都呈现明显暖水的特征,但这些动物群在拉萨至今未有报道。综合南羌塘和拉萨地块地层层序、古生物地理特征上的差异,班公湖-怒江洋至少从中二叠世(~269Ma)就已经形成一定的规模。因此,班公湖-怒江洋在中二叠世以前和冰期结束之后的时间段内打开。

鄂西鹤峰埃迪卡拉系灯影组叠层石及其生态环境讨论

【研究目的】扬子区鄂中台地埃迪卡拉系灯影组赋存丰富的叠层石,但尚未有报道对其进行系统描述。通过识别台地西南端鹤峰白果坪剖面灯影组中的叠层石种类、分析沉积环境,阐述古环境对叠层石形态分布的控制,为后续开展鄂中台地埃迪卡拉纪的叠层石研究提供参考。【研究方法】通过剖面测量和镜下观察,于白果坪灯影组白云岩中识别出平直纹层、Stratifera层状、微波状纹层三种层状叠层石和一种Baicalia柱状叠层石。【研究结果】研究认为上述的叠层石类型分别对应周期性暴露(前两种类型)、潟湖(微波状)和潮间带—潮下带上部(柱状)的生态位。对比与白果坪剖面灯影组同期叠层石的形态及分布规律,可知形成叠层石的微生物群落强烈受控于古水深等环境条件。层状叠层石生态区间宽,柱状及其他形态叠层石仅见于局限地区,多样性较低。【结论】扬子区碳酸盐岩台地长期稳定的大范围潮坪环境造成的广泛分布浅水生态位和局限分布较深水生态位,是导致灯影组沉积期叠层石多样性低的主要原因。

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。

川南威远—泸州页岩气井区奥陶系顶部观音桥组岩相和沉积环境

上扬子地区四川盆地南部威远—泸州地区上奥陶统凯迪阶五峰组和志留系底部兰多维列统龙马溪组黑色笔石页岩沉积于滞留缺氧海底且富含有机质,是页岩气的主产层位,介于五峰组和龙马溪组之间的奥陶系顶部赫南特阶观音桥组通常是含腕足类以及三叶虫的灰岩沉积,其化石组成是冈瓦纳冰川事件最盛期在低纬度陆表海区的产物,岩石学微相特征研究能进一步诠释当时海底沉积环境。本文根据威远地区的W2、W4H10井,泸州地区的L2井、L4井、 L5井、 L6井、 L7井、 L8井、 L9井观音桥组微相鉴定识别生物多样性,除常见的Hirnantia腕足动物群、三叶虫Dalmanitina等壳相化石外,还出现海百合、腹足类Homotoma、双壳类、海绵动物碎片和虫管遗迹化石Chondrites(丛藻迹),其化石组成记录了该层位的生物多样性。观音桥组沉积时该区海底富氧环境有利于底栖动物生存,远岸区海底水动力弱,化石粒度偏细且部分化石破碎程度高,未见大量复体珊瑚和钙藻等典型暖水区化石,反映出远岸相观音桥组海底水温可能偏低。

古生物化石标本元数据标准

基于古生物学的研究现状和各大科研机构对化石标本的收藏情况,提出古生物化石标本元数据标准。古生物化石标本元数据标准包含十项元数据元素以及一项元数据实体,即,标题、数据标识符、许可证标识符、关键词、描述、化石标本参数、数据链接地址、创建者、创建时间和访问限制,以及作为元数据实体的数据提交机构。十项元数据元素之一的化石标本参数,又可分为古生物化石标本的实物信息、古生物系统分类信息、地层信息和高维信息。建立古生物化石标本元数据标准旨在于完善古生物化石标本数据的规范化与标准化、利于化石标本数据的整理、汇交,跨平台操作、检索、共享和使用,促进数据驱动的古生物学与地层学新范式研究变革。

科技创新激励机制推动实验技术支撑队伍建设

实验技术创新对高水平科研成果产出的支撑力度日益凸显,但科研院所和高校普遍存在实验技术支撑人员待遇低、职称晋升困难等极大影响工作积极性和创新主动性的现象,以计件计酬为主体的量化考核更是长期严重影响技术创新所必须的团队凝聚力等集体攻关的精神基础。基于对本所实验技术支撑系统的管理和既有人员绩效考评体系工作经验的积累,从软环境管理的细节入手,以技术岗位分级推动技能水平竞争等方式,采用切合支撑体系工作特色的激励考评机制,切实实现"技能优先、创新优先、效能优先、多劳多得"的量化考核激励原则。主要目的是提升实验技术支撑队伍的科研参与主动性、技改创新的积极性,强化以技术创新推动科研创新的主观能动性,力图打造科研与技术支撑体系之间协同发展、相互促进的新局面。

青藏高原中南部前寒武系及古生界岩石地层组成和时代特征

对青藏高原中南部北羌塘、南羌塘、冈底斯、仲巴、喜马拉雅和昌都6个地区前寒武系及古生界岩石地层的组成和时代特征进行分析,总结了117个群组级岩石地层单位的岩性组合和时代特征,梳理地层划分对比中存在的相关问题。通过调查认为,前人划定的前寒武纪基底大多不再具有典型的变质或结晶基底特征,北羌塘可能具有相对稳定的基底,下古生界包括部分奥陶系和志留系,上古生界不整合在下古生界之上,发育早泥盆世晚期地层及中—上泥盆统、上石炭统和二叠系。南羌塘地区基底性质不明,下古生界以“残块”形式出露在玛依岗日一带,上古生界在南羌塘地区西部和东部一带表现样式不同,在西部日土一带具稳定沉积特点,东部双湖一带为“基质+块体”的俯冲增生杂岩。冈底斯地区,拉萨地块(中部)和聂荣微地体具前寒武纪基底,新元古代末—寒武纪发育一套“双峰式”火山岩,奥陶系可能不整合在前奥陶系之上,奥陶纪—二叠纪均为海相(或海陆过渡相)沉积。仲巴微地体自下而上可由上震旦系—寒武系片岩构造层、奥陶系—泥盆系变质碳酸盐岩构造层、石炭系—二叠系构造层组成。喜马拉雅地区具有较稳定的前寒武系结晶基底,中奥陶世—晚二叠世均沉积一套海相地层。昌都地区可能存在前寒武系基底,下古生界仅零星出露下奥陶统和志留系,上古生界除乐平统与瓜德鲁普统之间为假整合接触外,其余均为较连续的海相沉积地层。

巢湖地区早三叠世晚斯密斯亚期含鱼化石碳酸盐岩结核的地球化学特征及其地质意义

以安徽省巢湖地区下三叠统和龙山组顶部的黑色泥页岩段及其产出的含鱼化石碳酸盐岩结核为研究对象,综合岩相学、地球化学(主微量元素和碳、氧同位素)和环境矿物学等分析手段,探讨富有机质页岩中含鱼化石碳酸盐岩结核的形成机制及可能的地质环境指示意义。结核中心三维保存的鱼化石和较高的碳酸盐含量(80%)表明结核形成于早期成岩阶段,结核内部呈同心环状结构,从中心至边缘,碳酸盐矿物含量降低,硅质碎屑矿物增多并逐渐出现纹层,Fe和S含量升高、δ^(13)C值增高、δ^(18)O值降低和TOC含量逐渐增多等特征均表明结核为同心生长模式。对围岩中草莓状黄铁矿的粒径分析结果表明,结核形成于硫化还原环境。结核出现在斯密斯亚阶与斯帕斯亚阶界线(SSB)之下1 m处,与界线层有机碳埋藏增加、碳同位素组成快速正漂移(δ^(13)C=−1.3‰~1.9‰)和水体硫化还原事件吻合,有潜力作为华南地区SSB的辅助识别标志。

陕西宁强—四川广元地区奥陶系“涧草沟组”和宝塔组牙形刺生物地层研究之新进展

开展陕西宁强范家沟、赵家坝和四川广元谭家沟3条剖面奥陶系牙形刺生物地层研究。在宁强地区"涧草沟组"发现了凯迪阶中部的Protopanderodus insculptus生物带,它相当于湖北宜昌地区上奥陶统临湘组之同名带;宝塔组由上而下可划分为Hamarodus brevirameus,Baltoniodus variabilis,Yangtzeplacognathus jianyeensis和Y.foliaceus等牙形刺带,属达瑞威尔阶上部至凯迪阶下部,可与湖北宜昌地区中-上奥陶统牯牛潭组顶部至宝塔组的同名带对比;广元地区宝塔组则见Baltoniodus variabilis和Yangtzeplacognathus jianyeensis生物带,属达瑞威尔阶顶部至桑比阶,可与湖北宜昌地区庙坡组或南京地区大田坝组的同名带对比。上述发现改变了先前的认识:陕西宁强地区宝塔组划分为Hamarodus europaeus和Eoplacognathus jianyeensis两牙形刺带,与湖北宜昌地区庙坡组和宝塔组地层相当;四川广元地区宝塔组归入Pygodus serra-Eoplacognathus foliaceus牙形刺带,与湖北宜昌地区牯牛潭组对比。邱洪荣(1989)建立的4个新种可能是一些老属种不同形态的组成分子,因此在本文属种描述部分把它们分别列入相应属种的同义名录。

全球泥盆纪生物礁演化及其影响因素

泥盆纪是地史时期海洋生物迅速演化的时期之一,以发育显生宙以来地球上最大规模生物礁生态系统及其彻底崩溃为重要特征。泥盆纪的生物礁经历了吉维特-弗拉期和法门期的繁盛,造礁生物分别以珊瑚-层孔虫和菌藻类为主导;在吉维特中晚期、弗拉-法门期(F/F)之交和泥盆纪-石炭纪(D/C)之交,则遭受多次生物灭绝事件的打击,随后在石炭纪的杜内早-中期生物礁基本消失,而后生动物礁直到13 Myr之后(维宪期)才再次出现。通过最新的地球化学资料研究发现,中泥盆世海水表层温度适宜、大陆风化程度较低。因此,全球后生动物礁规模空前,异常繁盛;而晚泥盆世海水表层温度及大陆风化程度较高,导致法门期后生动物礁衰落,而菌藻类生物礁繁盛。通过灭绝事件的详细研究表明,Taghanic事件中海平面的快速上升、温度的急剧升高造成珊瑚和层孔虫消失,后生动物礁数量大幅减少;Kellwasser事件中的温度突变、全球性海平面升降以及缺氧等因素则引发了后生动物礁彻底崩溃;而Hangenberg事件中短暂复苏的后生动物礁受温度降低和海平面下降的影响而最终消失。因此,在众多影响泥盆纪生物礁发育的因素中,全球性的温度和海平面变化占据主导地位。

亚洲奥陶系牙形刺生物地层研究进展

牙形刺是奥陶纪地层划分的主导化石门类,目前已建立了可以全球对比的牙形刺生物化石带,但还缺乏对洲际尺度牙形刺生物带对比资料,特别缺乏精细年代控制的牙形刺生物地层资料。以研究程度较高的亚洲地区为例,梳理了亚洲内部奥陶纪牙形刺生物地层研究资料,初步建立了亚洲地区牙形刺生物地层对比格架,结合国际地质年表研究进展,提出了亚洲地区奥陶纪牙形刺研究需要解决的问题,即以目前执行的IGCP 652项目中国工作组研究任务为依托,开展我国鄂尔多斯西南缘奥陶系多重地层研究,有望获得高精度年代控制的奥陶纪牙形刺生物地层资料。

中国奥陶系研究的若干问题

以统一的时间轴为标尺,本文对我国奥陶纪年代地层、生物地层、化学地层进行精确对比,同时对全球海平面、磁极性反转、古气候和生物多样性等长周期全球变化,以及奥陶纪重大生物和地质事件进行简要总结、讨论和梳理。在此基础上,指出我国应重点关注和聚焦以下若干科学问题:1)奥陶系底界问题;2)奥陶系"阶"的时限长短不均衡,有必要进行再划分;3)我国奥陶纪地层并不连续和完整,需要重新认识;4)追求更高精度的地层划分对比;5)奥陶纪长周期变化及快速生物和地质事件的过程和发生机制。

湖南永顺、桃源地区中-上奥陶统大田坝组生物地层新见

通过对湖南永顺和桃源4条中–上奥陶统剖面的牙形刺生物地层研究,在湘西北地区中、上奥陶统原先划分(Pygodus anserinus-Yangtzeplacognathus jianyeensis带和Pygodus serra生物带)的基础上,自下而上识别出:牯牛潭组顶部的Pygodus serra生物带(达瑞威尔阶上部)、大田坝组下部的Pygodus anseinus-Yangtzeplacognathus jianyeensis生物带(达瑞威尔阶顶部–桑比阶下部)、大田坝组中部的Baltoniodus variabilis生物带(桑比阶中部)、大田坝组上部的Baltoniodusalobatus生物带(凯迪阶下部–桑比阶上部),以及大田坝组顶部–宝塔组下部的Hamarodus brevirameus生物带(凯迪阶中部)。这一台地边缘相区的牙形刺生物地层序列与扬子台地中心相区的湖北宜昌、重庆石柱及南京江宁等地的牙形刺生物带几乎一致,与斜坡相区的牙形刺生物带也可以进行很好的对比,为台地边缘相区、中心相区以及斜坡相区地层精细对比提供了新的依据,也证明了湖南永顺、桃源(茅草铺)地区应属于扬子台地区。

藏南中生代和古近纪综合生物地层及一些地层问题

Li等(2020)建立了西藏南部三叠纪—古近纪综合生物地层表。该表系统梳理并总结了藏南地区近年来在地层学和古生物学方面的新材料、新进展,以当前国际年代地层表的框架为标准,包含了各纪主要标准化石门类序列。另外,表中还新建了一些过去没有或研究程度差的门类的序列,如放射虫和孢粉等,因此具有很好的应用性和参考性。本文对此表做简要介绍,并对区内有关岩石地层的划分、对比和时代争议予以必要的梳理和澄清。

新疆顺北油田和塔河油田中—上奥陶统牙形刺生物地层

通过对新疆顺北油田B、C两井与塔河油田D井中-上奥陶统牙形刺的研究,从一间房组上部至恰尔巴克组下部识别出Dzikodus tablepointensis,Eoplacognathus suecicus,Pygodus serra和Pygodus anserinus-Yangtzeplacognathus jianyeensis等4个生物带。结合塔河油田A井的牙形刺研究,进而将两个地区的一间房组上部归为中奥陶统达瑞威尔阶中上部,恰尔巴克组归为上奥陶统桑比阶中下部,良里塔格组归为上奥陶统桑比阶中上部至凯迪阶下部,桑塔木组底部归为凯迪阶中部。顺北油田和塔河油田的中-上奥陶统牙形刺生物地层序列可以与塔里木盆地的区域标准牙形刺生物带进行对比。

川西北葛底坝剖面上二叠统吴家坪组石灰岩微相

川西北葛底坝剖面上二叠统吴家坪组为碳酸盐岩台地沉积环境,其微相类型及演化研究对揭示川西北地区吴家坪组浅水沉积特征及有利沉积相带分布提供了很好的窗口。葛底坝剖面吴家坪组厚69.55 m,自下而上划分为3个岩性段共26层。生物类型多样,底栖、浮游生物均有分布,部分格架生物具原地生长状态,显示吴家坪组石灰岩形成于具有一定造礁能力的浅水环境。碳酸盐岩微相类型包括泥晶灰岩、有孔虫粒泥灰岩、内碎屑泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、生屑颗粒灰岩、内碎屑-生物碎屑泥粒灰岩、内碎屑颗粒灰岩和泥晶生物灰岩等8种,以生屑颗粒灰岩、生屑泥晶灰岩微相厚度最大。颗粒灰岩与泥晶灰岩的多个沉积旋回、颗粒间灰泥充填及δ;C值呈中—轻且低幅振荡等特征指示研究区吴家坪期处于海水频繁升降的浅水较弱动荡环境。

中扬子区奥陶系庙坡组底界穿时的生物地层学证据

奥陶系庙坡组在中扬子地区广泛分布,其中湖北宜昌真金、重庆城口大槽和蓼子口等地的庙坡组均含丰富的桑比期笔石动物群,为华南桑比期地层的高精度划分对比提供了重要依据。宜昌地区庙坡组自下而上可识别出中奥陶统达瑞威尔阶"Hustedograptus teretiusculus带"和上奥陶统桑比阶的Nemagraptus gracilis带;城口地区的庙坡组底界已进入N.gracilis带上部,比宜昌的庙坡组之底高出半个甚至一个笔石带。这一现象证实庙坡组底界在中扬子区具有明显的穿时性。

沉积地层中的黄铁矿形态及同位素特征初探——以华南埃迪卡拉纪深水相地层为例

地质历史时期新元古代大气氧含量普遍较低。在硫酸盐还原细菌作用下,作为海洋重要的氧化性离子,陆源硫酸根离子有效促进了深层海水的氧化进程。在此过程中,硫元素在硫酸根和黄铁矿之间发生显著同位素分馏,其分馏程度可反推当时古海洋的氧化还原状态。沉积地层中的黄铁矿普遍具有多种形态,不同形态黄铁矿的形成环境多有不同。如草莓状黄铁矿多形成于底层缺氧水体或沉积物的浅表面,而大颗粒单晶黄铁矿或脉状黄铁矿则多沉积于成岩早期的沉积物孔隙或形成于成岩后期的热液改造。与草莓状黄铁矿不同,大颗粒单晶或脉状黄铁矿的硫同位素组成并不能反映沉积时期的古海洋氧化还原条件。判定沉积地层中不同形态的黄铁矿及形成过程,是获得有效反映海洋沉积环境硫同位素组成特征的基本前提。简要总结了地质历史时期沉积地层中的黄铁矿类型及矿物形成过程,并以华南埃迪卡拉纪蓝田组岩芯样品为例,识别出各个样品中的黄铁矿形态组成特征,对比分析了全岩黄铁矿与样品中大颗粒黄铁矿硫同位素组成差异。研究结果表明:不同岩性样品中黄铁矿的形态种类及含量均存在差异。页岩样品保存有更好形态的自形晶以及草莓状黄铁矿;碳酸盐岩样品中具有较多自形晶以及他形晶黄铁矿,并且其中的少量草莓状黄铁矿遭受后期成岩作用而发生不同程度的晶体蚀变。样品中大颗粒黄铁矿的硫同位素值(δ34SL⁃pyr)通常显著高于全岩黄铁矿的硫同位素值(δ34ST⁃pyr),最大差值可达48.5‰。在利用黄铁矿的硫同位素组成来反推当时古海洋环境时,需要区分不同形态黄铁矿,仔细剔除大颗粒黄铁矿,降低成岩期黄铁矿对样品中硫同位素组成的影响。更细致的微区黄铁矿硫同位素分析工作将依赖于SIMS分析测试手段进行。

湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组Hiemalora stellaris生物属性及埋藏分析

Hiemalora stellaris是湖北宜昌三峡地区埃迪卡拉系灯影组石板滩生物群中数量最为丰富的化石类型之一,由位于中心位置的圆盘和围绕盘缘向外伸出的似触手状结构组成,似触手状结构长度与圆盘直径具有较好相关性。同时也发现少量Hiemalora与茎干相连,其中一枚产自石板滩段底部的标本保存完整,与茎干连接有叶状体。叶状体呈卵形,可见一级分枝与二级分枝,顶部有呈"牛角状"的尖刺,叶状体形态与Charniodiscus spinosus相似。结合纽芬兰地区发现的Primocandelabrum hiemaloranum,表明Hiemalora作为生物体的固着器官,起到抵御水流冲刷、支撑和固定整个生物体的作用,但与其相连的叶状体表现出不同的形态类型,表明Hiemalora化石可能具有较为多样的生物来源。根据化石的形态特征和埋藏状态分析,Hiemalora在生物生活时位于藻席层之下的沉积物内,常呈正凸起保存于岩层顶面,而茎干和叶状体位于水体中,生物死亡后,叶状体倒伏在藻席层之上,当岩层沿藻席层劈开后,在顶面保存为凹陷的印痕。