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重要研究成果

  1发现早期真菌登陆的最古老的化石证据

  生物登上陆地是生命演化史上的一次重要转折,陆地从此由一片荒芜变得生机勃勃。真菌在这一登陆过程中扮演着非常重要的角色,它们在大陆风化、全球生物地球化学循环、以及与其他陆生生物的生态相互作用方面,都有着重要的影响力。然而早期真菌的化石记录很少。

  该研究从我国华南瓮安地区埃迪卡拉纪陡山沱组底部盖帽白云岩(距今~6.35亿年前)的席状孔洞硅质胶结物中首次报道了黄铁矿化的真菌状微体化石。这些微体化石可以解释成为生活在溶蚀孔洞环境中的真菌类生物,尤其是可以和现生的接合菌类进行很好的对比。它们的丝体代表了没有分隔的菌丝结构,小球体代表了用于繁殖的厚垣孢子,而另一种大的球体则可能是与菌丝体共生的生物体。本次研究表明,真菌状生物至少在距今约6.35-6.32亿年之间,就已经登上了由地表水溶蚀形成的喀斯特孔洞环境,在这种隐秘的生境中悄悄地开启了真菌适应并改造陆地环境的历程。它们比显生宙莱尼燧石等环境中保存的陆生真菌化石提前了2亿多年,也比最早的陆生高等植物化石记录(隐孢子)提前了至少1亿年。本次发现的真菌状化石佐证了雪球地球之后大陆风化作用的转折,即由真菌登陆引导了大陆生物风化作用的增强,导致了海洋中溶解态磷和粘土矿物的通量的快速增加,促进了海洋初级生产力的上升和更多的有机碳埋藏;二者的耦合触发了大气氧浓度的持续上升,为埃迪卡拉纪复杂多细胞生命的出现和宏体动物的辐射铺平道路件。相关成果已于2021年发表在Nature Index综合SCI期刊《自然通讯》Nature Communications(庞科为共同通讯作者)上。研究成果得到了“新华社”、“江苏卫视”、“微博热搜”等媒体、平台的关注。

  文章信息:Gan, T., Luo, T.*, Pang, K.*, Zhou, C., Zhou, G., Wan, B., Li, G., Yi, Q., Czaja, A.D., Xiao, S.* 2021. Cryptic terrestrial fungus-like fossils in the early Ediacaran Period. Nature Communications, 12: 641. (*共同通讯作者).


  2在青藏高原柴达木盆地发现具典型埃迪卡拉化石的全吉山生物群

  埃迪卡拉生物群生活在距今约5.75~5.39亿年前的埃迪卡拉纪晚期,是寒武纪生命大爆发前夕全球分布范围最广的复杂生物群。它们不仅对理解早期动物演化具有重要意义,其不同的化石组合也是埃迪卡拉纪晚期地层划分与对比的标志。该研究在青藏高原柴达木盆地全吉山地区的皱节山组紫红色砂岩中发现大量宏体化石,包括埃迪卡拉化石恰尼虫和管状化石陕西迹(Shaanxilithes)。恰尼虫是埃迪卡拉生物群中最为典型的化石之一,其最早出现于距今约5.74-5.6亿年的阿瓦隆组合,最晚出现于距今约5.5-5.4亿年的纳玛组合。陕西迹普遍发现在距今5.5~5.39亿年的地层中,是一种埃迪卡拉纪末期潜在的标准化石分子。恰尼虫和陕西迹在皱节山组的共同出现,表明皱节山组的沉积时代很可能为距今5.5-5.39亿年前,其下伏的红铁沟组冰期沉积发生的时间是埃迪卡拉纪晚期,很可能晚于约5.8亿年前的噶斯奇厄斯(Gaskiers)冰期。

  柴达木板块全吉群上部与华北地台西缘和南缘的新元古代地层非常相似,并且在碎屑岩地层中都产出陕西迹化石。这些相似性表明,柴达木板块在埃迪卡拉纪晚期可能位于华北板块附近,华北板块的正目观组和罗圈组冰碛岩也代表了晚于噶斯奇厄斯冰期的冰川沉积。华北板块和柴达木板块埃迪卡拉纪晚期冰川的发育,表明该时期这两个板块很可能处于中-高纬度地区,而非此前认为的低纬度地区。相关成果已于2021年发表在国际知名地学类综合性期刊《地质学》Geology(庞科为第一作者兼共同通讯作者)上。研究成果得到了“新华社”、“中新社”“新京报”、“微博热搜”等媒体、平台的关注。

 

  文章信息:Pang, K.*, Wu, C., Sun, Y., Ouyang, Q., Yuan, X., Shen, B., Lang, X., Wang, R., Chen, Z.*, Zhou, C.* 2021. New Ediacara-type fossils and late Ediacaran stratigraphy from the northern Qaidam Basin (China): paleogeographic implications. Geology, 49(10): 1160–1164 (*共同通讯作者).


  3)在新元古代早期发现了具异形胞的固氮蓝藻化石

  作为地球上最古老的生物门类之一,蓝藻通过光合作用释放氧气,使早期地球大气从无氧状态逐渐演化到有氧状态,从而孕育了其他好氧生物的演化和发展。不仅如此,蓝藻中间亦有不少具备固氮能力的种类。该研究通过多年的野外化石挖掘,在安徽寿县新元古代早期的刘老碑组页岩中发现了一类新的、具异形胞的固氮蓝藻化石,命名为大型安徽丝藻。大型安徽丝藻为单列的丝体,由一层薄的胶鞘包裹,是底栖微生物席的主要建造者。藻丝中间部分为扁盘状至等径细胞,两端为钝圆状、半球状或球状的细胞。部分营养细胞成对地出现,为横向二分裂产生的子细胞。有些短丝体,是无性繁殖和扩散的藻殖段。少数球状细胞,比营养细胞体积大,不规则分布于藻丝中间或末端,是休眠期的厚壁孢子。二分裂、藻殖段、厚壁孢子等特征共同揭示了大型安徽丝藻是一种具异形胞的蓝藻化石。

  该发现,将最早可靠的具异形胞的蓝藻化石记录由泥盆纪(约4.1亿年前)向前推进到新元古代早期(约9亿年前),提供了生物固氮的最早化石证据,以及念珠藻目和真枝藻目蓝藻从其他蓝藻中分化出来的最小年龄值。同时也间接表明当时海洋的氧气浓度有着明显的升高。相关成果在Nature Index综合性SCI期刊《当代生物学》Current Biology(庞科为第一作者)发表后,得到了期刊《自然-植物》Nature Plants以及国内的新华社、中央电视台朝闻天下栏目等专题关注。

  文章信息:Pang, K., Tang, Q., Chen, L., Wan, B., Niu, C., Yuan, X., Xiao, S, 2018. Nitrogen-fixing heterocystous cyanobacteria in the Tonian Period. Current Biology, 28: 616–622.

   

  4)发现距今约8亿年的新元古代早期石旺庄生物群

  宏体藻类,尤其是多细胞或多核体藻类,在现代海洋生态系统中起着重要的生态和生物地球化学作用。尽管宏体藻类出现的历史可追溯至古元古代或中元古代,但分子化石研究表明直到成冰纪真核藻类才初步具备了生态优势,成为海洋中主要的初级生产者。拉伸纪处于中元古代无聊十亿年Boring Billion)的末期、成冰纪雪球地球Snowball Earth)的前夕,见证了地球环境的变迁和许多关键性的生物演化事件,是前寒武纪古生物学研究的重要时期之一。虽然拉伸纪此前已有多细胞宏体藻类报道,但化石记录却较为单调。该研究从山东安丘地区白石村剖面拉伸纪石旺庄组泥质灰岩中首次获得大量保存精美、形态多样的宏体碳质压膜化石,共计1216种以及1个未命名丝状体,包括新建立的16种。3个种类的化石显示多细胞结构,其中的两种是由巨型细胞组成的多细胞绿藻;7个种类的化石具有特征性的横向环纹,为多核的宏体藻类。石旺庄生物群的发现表明,真核生物的某些进化分枝可能通过简单的多细胞化或多核体形式实现了宏体化,并为最终出现的复杂多细胞化铺平了道路。在拉伸纪宏体藻类可能已经在全球范围内(或至少在局部)起到了重要的生态作用。这一发现为我们认识新元古代大冰期的宏体藻类生物面貌提供了全新的认识,相关成果已发表在地学SCI期刊《前寒武纪研究》Precambrian Research(庞科为共同通讯作者)上。

  文章信息:Li, G#., Chen, L.#*, Pang, K.*, Zhou, G., Han, C., Yang, L., Lv, W., Wu, C., Wang, W., Yang, F,2020. An assemblage of macroscopic and diversified carbonaceous compression fossils from the Tonian Shiwangzhuang Formation in western Shandong, North China. Precambrian Research, 346: 105801.

   

  5)首次发现元古代广泛分布的丘尔藻(Chuaria)具多细胞结构

  丘尔藻是全世界元古代地层中最为广泛分布的化石,然而它们通常为简单的圆盘状形态,并没有保存内部结构。它们的内部结构和生物属性之谜困扰了早期生命研究学者一百多年。该研究通过多年挖掘,在刘老碑组采集到的数百枚丘尔藻化石中,首次发现多细胞结构,它们并没有一层公共的有机质膜包裹,而是裸露在外的,可能处于多细胞的营养生长阶段。对934个细胞进行详细观察和形态测量之后,提出丘尔藻经历了两个阶段的生活史:第一为底栖的休眠囊胞阶段,保存成化石的可能性高;第二为营浮游生活的群体阶段,保存为化石的可能性低。浮游的丘尔藻处在营养生长阶段,具备快速细胞生长和分裂的特征。这一发现为认识新元古代大冰期前的宏体多细胞生命提供了新的认识,相关成果已发表在Nature Index地学SCI期刊《地质学》Geology(庞科为第二作者)上。

  文章信息:Tang, Q., Pang, K., Yuan, X., Xiao, S, 2017. Electron microscopy reveals evidence for simple multicellularity in the Proterozoic fossil Chuaria. Geology, 45:75–78.

   

  6)发现距今约10亿年的最早的多细胞绿藻化石

  陆地绿色植物的起源一直是个未解之谜。目前的假设是陆地植物是从绿藻进化而来的。在数亿年的时期中,它们离开了水面进行陆地化事件,适应了干旱的土地并在其新的自然环境中繁殖生长,最终形成我们今天看到的丰富多样的陆生植物群落。在此之前,已知最早的绿藻化石来自于挪威斯匹茨卑尔根岛约8亿年前的Proterocladus major,由于仅为碎片保存,其亲缘关系解释存在争议。我们从华北地台辽南地区南芬组约10亿年前的地层中首次发现了一种保存非常完整的多细胞绿藻化石Proterocladus antiquus n. sp.。相较于前人报道的Proterocladus major,本次发现的新种Proterocladus antiquus n. sp.展现了更多的复杂形态特征,包括管状多核、多细胞化、细胞分化、多次分枝、固着器结构等。这些复杂的结构进一步加强了Proterocladus为冠群绿藻的解释。本次研究将最早的多细胞绿藻化石,从拉伸纪晚期(约8亿年前),向前推进到中元古代-新元古代界线附近(约10亿年前)。研究表明,绿藻在不晚于拉伸纪的时期已经获得了多细胞化和细胞分化的特征,其系统发育多样性产生的时间可能比分子钟推测的要早很多。南芬组保存了大量的绿藻化石Proterocladus antiquus n. sp.,表明绿藻很可能在新元古代大冰期之前就已经扮演了很重要的生态学和地球生物学角色。相关成果已于2020年在Nature子刊、SCI期刊Nature Ecology & Evolution上(庞科为第二作者)在线发表。

  文章信息:Tang, Q., Pang, K., Yuan, X., Xiao, S. A one-billion-year-old multicellular chlorophyte. Nature Ecology & Evolution, 2020, 4: 543–549.

   

  7 疑源类解决了关于贵州瓮安生物群产出层位对比关系的长期争论

  欧阳晴发表了来自鄂西浅水碳酸盐台地相区樟村坪地区陡山沱组化石与地层数据,报道了樟村坪地区完整的陡山沱组地层剖面,以及燧石结核中大量保存精美的刺饰疑源类和多细胞藻类化石,显示樟村坪与瓮安地区在陡山沱组地层序列和微体化石组合面貌上都非常相似;并通过岩石、碳同位素和生物地层对比,发现过去报道的樟村坪与瓮安地区微体化石组合之上的一次碳同位素负漂移更可能相当于三峡地区陡山沱组中部的负漂移,而非三峡地区陡山沱组近顶部的一次全球范围可以广泛对比的负漂移。这说明瓮安生物群以及樟村坪微体化石组合的地层时代与三峡地区的硅化疑源类下组合上部相当。这些发现不仅解决了关于贵州瓮安生物群产出层位对比关系的长期争论,而且在探讨埃迪卡拉纪早期微体真核生物演化方面具有指导作用:贵州瓮安生物群可能相当于三峡地区上下两个刺饰疑源类组合的演化过渡阶段,意味着新元古代大冰期后微体真核生物的辐射经历了循序渐进的三个阶段。该研究同时表明我们需要重新审视过去对埃迪卡拉系疑源类生物地层划分对比的认识。

  文章信息:Ouyang, Q., Zhou, C., Xiao, S., Chen, Z., Shao, Y., 2019, Acanthomorphic acritarchs from the Ediacaran Doushantuo Formation at Zhangcunping in South China, with implications for the evolution of early Ediacaran eukaryotes. Precambrian Research, 320: 171-192.

   

  8)形态学研究指示几丁虫更可能是一类独立的生物而非卵

  基于美国一批保存精美的三维立体几丁虫标本,对几丁虫的生物学属性这一关键科学问题进行了探讨。自1931年几丁虫被报道以来,关于其究竟是什么一直争论不休。随着1963年一批茧状保存标本的问世,几丁虫被越来越多的人认为是某类软躯体后生动物的卵或卵囊。然而,几丁虫所具有一些形态特征其实并不支持这一学说。我们的最新研究对一批保存精美的几丁虫种的形态差异开展了定性与定量研究,同时,对前人发表的57378种几丁虫的最大最小壳长比,以及来自现代水生61045种无脊椎动物卵的大小差异值进行了类比研究。结果显示,当度量标本的数量足够时,几丁虫壳体的大小差异明显大于现代水生无脊椎动物卵的大小差异,说明其为后生动物的卵的可能性极低,更可能为一类独立的微体生物。这一成果由梁艳副研究员发表在2019年英国皇家学会会报B辑(Proceedings of the Royal Society B)上。

  文章信息:Liang, Y., Bernardo, J., Goldman, D., Nlvak, J., Tang, P., Wang, W., Hints, O., 2019. Morphological variation suggests that chitinozoans may be fossils of individual microorganisms rather than metazoan eggs. Proceedings of the Royal Society B, 286, http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.1270

   

  9)下-中奥陶统几丁虫的多样性及其与环境变化关联性较大

  对桐梓红花园剖面下-中奥陶统几丁虫的多样性及其与环境变化的响应进行了综合研究。在该剖面识别了两次明显的多样性峰值,并指出早期(弗洛期)几丁虫的演化与环境变化的关联性较大,后期(中奥陶世)几丁虫的演化与环境变化关联性不大,而更可能受控于内因驱动。关于几丁虫生物多样性的研究将帮助我们了解这一神秘史前生物的演化历程,而生物地层的研究将为区域内外的地层对比提供实质性的帮助,从而为找油找矿等产业部门提供技术支撑。这一成果由梁艳副研究员发表在2018Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上。

  文章信息:Liang, Y., Hints, O., Luan, X.C., Tang, P., Nolvak, J., Zhan, R.B. 2018. Lower and Middle Ordovician chitinozoans from Honghuayuan, South China: biodiversity patterns and response to environmental changes. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 500: 95-105.

   

  10)几丁虫研究为红石崖组提供时代证据

  对近岸浅水地区云南巧家一带的几丁虫进行系统的研究分析。在长久以来缺乏有效时代证据的红石崖组发现了扬子台地弗洛期的典型几丁虫组合Bursachitina maotaiensis-B. qianbeiensis,故而提出巧家一带红石崖组的时代为弗洛晚期,并很有可能上延到大坪初期。这一成果由梁艳副研究员发表在2020Palaeoworld杂志上。

  文章信息:Liang, Y., Wang, G.X., Servais, T., Wu, R.C., Nlvak, J., Hints, O., Wei, X., Gong, F.Y., Yan, G.Z. 2020. Age constraints of the Hungshiyhen Formation (Early to Middle Ordovician) on the western margin of the Yangtze Platform, South China: New insights from chitinozoans. Palaeoworld. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2019.05.008

   

  11)几丁虫的古地理分布取得新认识

  通过对华南早中奥陶世几个关键几丁虫的古地理分布和地层延限进行汇总讨论后发现,部分几丁虫对环境有一定的偏好,在建立几丁虫的生物地层框架时需考虑到这一因素。这一成果发表在Lethaia上。

  文章信息:Liang, Y., Hints, O., Luan, X.C., Nlvak, J., Tang, P., Wu, R.C. 2019. Palaeoenvironmental and biostratigraphical implications of selected Floian and Dapingian (Ordovician) chitinozoans of the South China Palaeoplate. Lethaia, 52: 220-231 https://doi.org/10.1111/let.12308

   

  12)奥陶纪凯迪期的苔藓动物研究取得新进展

  苔藓动物是一类底栖、虑食性群体生物,其生态习性对环境变化具有较高的敏感性和指示性。为了探讨奥陶纪末期苔藓动物动物多样性演变,我们在前人工作基础上对江西玉山凯迪期下镇组苔藓动物进行了系统的定性与定量古生物研究。结果显示,苔藓动物在该时期具有较高的多样性,含1517种。其中,除4属外,其余苔藓动物属种皆是首次在该地区发现。另外,通过比较发现,华南凯迪期的苔藓动物广泛分布于劳伦西亚、西伯利亚、波罗的以及地中海古地理区域,并且与劳伦西亚-西伯利亚古生物地理区苔藓动物群组成更为相似。该研究发表于我所主办学术杂志《Palaeoworld》。

  文章信息:Min Zhang, Feng-Sheng Xia, Paul D. Taylor, Kun Liang, Jun-Ye Ma*., 2018. Upper Ordovician bryozoans from the Xiazhen Formation of Yushan, northeastern Jiangxi, East China. Palaeoworld,37(3): 343-359.

   

  13)早-中奥陶世疑源类地层学意义

  选取易识别的19个具有地层意义的疑源类分子,回顾他们首现的地层学意义。这些疑源类分子可以分为三种类型。一种类型的疑源类分子首现适用于大范围甚至洲际对比,它们包括特马豆克晚期的首现的Coryphidium,Dactylofusavelifera,PeteinosphaeridiumRhopaliophora,弗洛早中期首现的Arbusculidiumfilamentosum,AureotestaclathratasimplexCoryphidiumbohemicum,弗洛晚期首现的Dicrodiacrodium,大坪期-达瑞威尔早期首现的FrankeaOrthosphaeridium;第二种类型的疑源类分子首现虽然穿时,但能用于地层对比,它们包括Striatotheca,Veryhachiumlairdii groupV. trispinosum group,它们在阿瓦隆地区和冈瓦纳板块的南部以及西部首现于特马豆克阶,在华南和冈瓦纳板块东部首现于弗洛阶;第三种类型的疑源类分子首现穿时显著,它们包括Arkonia,Ampullula,Barakella,Dasydorus,LiliosphaeridiumSacculidium,穿时显著可能与它们扩散比较缓慢有关。

  文章信息:Servais, T., Molyneux, S. G., Li, Jun, Nowak, H., Rubinstein, C. V., Vecoli, M., Wang, Wen-hui, Yan, Kui, 2018. First Appearance Datums (FADs) of selected acritarch taxa and correlation between Lower and Middle Ordovician stages. Lethaia, 51: 228-253.

   

  14)新疆塔里木盆地西北缘疑源类组合的地层学意义

  新疆塔里木盆地西北缘阿克苏和柯坪地区达瑞威尔期末期至凯迪期中期地层发育良好,大湾西沟剖面、四十场剖面和铁热克阿瓦提剖面地层保存良好的疑源类组合。该组合包括2036种疑源类,以棘刺类、光球类和梭形类占优势。塔里木盆地西北缘疑源类组合与国内、外同期组合对比表明塔里木盆地疑源类组合中Baltisphaeridium cf. oligopsakium、B. perclarum、Dorsennidium cf. undosum、Lophosphaeridiumedenense、MultiplicisphaeridiumirregulareNavifusaancepsipuncta等分子仅出现在晚奥陶世,是比较重要的具有地层意义的指示分子,可用于全球对比。Dactylofusacabottii在志留纪广泛分布,但是它的首现在晚奥陶世,在塔里木盆地最早出现于桑比期的其浪组,可能是该种的全球首现。

  综合塔里木盆地柯坪地区岩相和层序地层学研究,萨尔干组到印干组能划分出3个三级层序,萨尔干组为滞留盆地相沉积,坎岭组为陆棚相到台缘斜坡相沉积,其浪组下部由陆棚边缘相到陆棚相沉积转变为台缘斜坡相沉积,而其浪组上部为陆棚相沉积。本研究大湾西沟和四十场剖面的疑源类组合多样性和组成成分分布的变化也反映了这一变化。萨尔干组中下部以光球疑源类为主,多样性较低,而萨尔干组中上部多样性较多,虽然仍以光球类为主,但有大量棘刺类疑源类出现;坎岭组疑源类比较稀少;其浪组下部疑源类的多样性达到最高,以棘刺类为主,而其浪组上部多样性减少;印干组仅56种疑源类,且以光球疑源类为主,这一变化趋势和柯坪地区海平面变化是一致的,反映了萨尔干组到其浪组下部的一次海侵过程。柯坪地区几条剖面之间疑源类的分布和多样性有一定差异,比如大湾沟剖面萨尔干组疑源类丰度和多样性不高,保存也不算好,棘刺类分子不多,而四十场剖面萨尔干组疑源类丰度相当高,保存也较好,其上部有丰富类型的棘刺类出现,表明该地区不同地点的小环境可能有差异。

  文章信息:Yan, Kui, Servais, T., Shan, Long-long, Li, Jun, 2020. Acritarch assemblages from the Middle– Upper Ordovician in the Aksu area, northwestern margin of the Tarim Basin, Xinjiang, China. Neues Jahrbuch für Geologie und Palontologie, Abhandlungen, 295(2): 169-183.

   

  15)云南保山志留纪牙形刺研究取得新进展

  研究总共识别出从兰多维列统特列奇最上部至普里道利统的七个牙形刺生物带单元,根据所识别出的牙形刺生物带,可判定栗柴坝组的时代为兰多维列世特列奇晚期至温洛克世晚期,牛屎坪组的时代为罗德洛世至普里道利世。此外,研究在栗柴坝组中识别出了志留纪兰多维列世末期至温洛克世早期的Ireviken牙形动物灭绝事件的部分层位。云南保山地区的志留纪牙形动物群,与澳大利亚、波罗的海地区、北美以及奥地利同时期的牙形动物群存在着高度的相似性,都指示了较深水的、广海陆架的沉积环境。这些地区在志留纪时期相距甚远,甚至隔洋相望。牙形动物群的高度相似性进一步体现了该时期洋流对于牙形动物分布的重要影响。

  文章信息:Chen, Z.Y., Mnnik, P, Wang, C.Y., Fang, X., Chen, T.E., Ma, X., Zhang, Y.D. 2020. Silurian conodont biostratigraphy of the Laojianshan section, Baoshan, Yunnan Province, SW China. Geological Journal. https://doi.org/10.1002/gj.3813

   

  16)东秦岭志留纪牙形刺研究取得新进展

  研究报道了志留纪兰多维列世特列奇期的牙形刺属Astropentagnathus在中国的首次发现。这个在全球其他地区广泛分布的属,在过去并没有从中国的材料中识别出。本研究中,Astropentagnathus属的两个种均在白崖垭组的材料中被识别出来,进一步扩展了对于Astropentagnathus属分布范围的认识,也为白崖垭组时代的界定提供了证据。白崖垭组中所获得的牙形动物群表明,其最低层位为兰多维列统特列奇阶中下部Pterospathodus eopennatus超带,而最高层位为温洛克统下部(大致为Kockelella ranuliformis超带)。同时,陕西岚皋田湾村剖面和桥西剖面的牙形刺研究对比显示,白崖垭组可能存在一定的穿时性,具体的穿时程度还有待后续深入研究。

  文章信息:Chen, Z.Y.*, Mnnik, P., Wang, X., Li, C., Wang, J. 2019. First documentation of Llandovery (Silurian) conodont genus Astropentagnathus in China (Langao, Shaanxi Province) and the age of Baiyaya Formation. Palaeoworld. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2019.11.002

   

  17)牙形类研究确定了华南板块下泥盆统埃姆斯阶底界的具体层位

  根据对广西横县六景地区下泥盆统郁江组牙形刺生物地层学的研究,首次于华南板块报道了牙形刺Polygnathus kitabicus的出现,并据此确定了华南板块下泥盆统埃姆斯阶底界的具体层位,为区域性和全球性的下泥盆统高精度地层对比工作提供重要的依据。相关论文由卢建峰发表在国际学术期刊Journal of Palaeontology之上。

  文章信息:Lu, Jian-feng, Valenzuela-Ríos, José Ignacio, Liao, Jau-Chyn, Wang, Yi. 2019. Polygnathids (Conodonta) around the Pragian/Emsian boundary from the Dacun-1 section (central Guangxi, South China). Journal of Palaeontology, 93(6): 1210–1220.

   

  18)中德早泥盆世牙形研究提出牙形相似形态特征的不同成因

  通过对我国广西和德国艾菲尔地区早泥盆世牙形刺的综合对比和研究,运用牙形刺组织学特征(生长纹层的排列方式)分析埃姆斯期至艾菲尔期Polygnathus属反口面上具有重要生物地层学意义的特征——陆棚状突伸(shelf-like protuberance)的形态发生学机制,提出泥盆纪牙形刺中相似的形态特征具有截然不同的成因。该研究对于其他时代牙形刺的研究同样具有借鉴意义,相关论文由卢建峰发表于国际学术期刊Lethaia之上。

  文章信息:Lu, Jian-feng, Knigshof, Peter. Morphogenetic patterns of the shelf-like protuberance in the late Emsian-early Eifelian polygnathid conodonts. Lethaia, in press, https://doi.org/10.1111/let.12361.

   

  19)介形类揭示晚泥盆世F-F事件灭绝模式

  晚泥盆世弗拉期(Frasnian-法门期(Famennian)生物环境事件(F-F事件)不仅造成生物多样性大幅度下跌,还给生态系统带来了重创,被认为是显生宙五次生物大灭绝事件之一。该项研究发现F-F事件对介形类的影响程度和其生活环境密切相关,随着水深加大,底栖介形类受到事件影响的程度逐步降低:浅水底栖介形类灭绝率最高(种级灭绝率65%-80%);在较深水斜坡环境中,底栖介形类受到一定程度的影响,灭绝率较低(种级灭绝率约53%);深水环境中的底栖介形类没有受到任何影响,甚至有进一步发展的机会。

  文章信息:Song, J. J., Huang, C. & Gong, Y. M.*, 2019. Response of Ostracods (Crustacea) to the Devonian F—F event: Evidence from the Yangdi and Nandong sections in Guangxi, South China. Global and Planetary Change 173: 109-120. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818118303734

   

  20)西准噶尔晚泥盆世底栖介形类古生态研究新进展

  根据西准噶尔晚泥盆世洪古勒楞组下段产出的介形类组合特点,识别出活动板块边缘岛弧区介形类三种组合:OA1Hollinoidea-dominated assemblages)以荷尔介类为特征分子,代表前滨环境;OA2Bairdiocypridoidea-dominated assemblages)以巴尔德金星介类为特征分子,代表近岸环境;OA3Bairdioidea-dominated assemblages)以土菱介类为特征分子,代表远岸环境。其组合特征与稳定大陆边缘环境中的介形类有一定差异,其中OA3中浅水和深水分子(EntomozoideaVillozona跨界混生现象,说明在多岛洋环境背景中,介形类的生态受环境影响显著,更具多样性。综合分析表明,水动力是洪古勒楞组介形类生态分布的主要控制因素,盐度变化也是影响因素之一。 本研究填补了古生代活动大陆边缘介形类古生态研究的空白,提高了西部艰苦地区的基础地质研究程度,为西准噶尔地区矿产资源的寻找和勘察提供科学支撑。

  文章信息:Song J, Crasquin S, Gong Y. 2019. Late Devonian benthic ostracods from western Junggar, NW China: Implications for palaeoenvironmental reconstruction. Geological Journal,54: 91-100.

   

  21)系统地层古生物研究约束了西藏班公湖-怒江洋的打开时间

  班公湖-怒江洋的打开时间一直是学术界高度关注的科学问题,曾有学者认为这个洋盆从早古生代就一直存在;而个别的学者甚至认为这是一个很小的洋盆,是从侏罗纪才打开的。班公湖-怒江洋位于拉萨地块与南羌塘地块之间,因此,南羌塘地块和拉萨地块之间的地层和古生物地理的差异性可以为约束班公湖-怒江洋的打开时间给予有效的约束。张以春等在多年西藏南羌塘和拉萨地块的工作积累上,系统地从拉萨地块和南羌塘地块的二叠纪地层和古生物地理出发,约束了班公湖-怒江洋的打开时间。研究得出以下认识:南羌塘地块和拉萨地块早二叠世早期都含有冰碛岩,表明此时班公湖-怒江还未打开。早二叠世冰期结束以后南羌塘地块呈现不稳定的二叠纪沉积,在南羌塘地块西部,在晚二叠世吉普日阿群和早二叠世吞龙共巴组之间存在不整合面,缺失中二叠世,这一地层接触关系在南羌塘地块的西部清水河、脱塔拉、结则茶卡、温泉沟等地都可见到;而中二叠世地层在南羌塘地块中部羌多乡-双湖县普遍存在,被称为鲁谷组。然而,鲁谷组中普遍含有中二叠世的玄武岩夹层,但在南羌塘地块西部地区的地层中很少见到玄武岩,由此可见南羌塘地块东西向是极不稳定的。但是相比之下,拉萨地块极其稳定,从西部的狮泉河至东部的八宿地区,地层都是由早二叠世的冰海杂砾岩转变到中晚二叠世的碳酸盐岩。因此,南羌塘和拉萨地块之间整体二叠纪地层层序的差异性说明它们从早二叠世空谷期开始拼贴在一起的可能性非常小。从古生物地理上来说,南羌塘地块晚二叠世有典型的暖水动物群Palaeofusulina,该属是典型的暖水热带地区的分子;但整个拉萨地块都没有,这说明在晚二叠世时,南羌塘地块已经进入热带地区,但拉萨地块可能还在温带地区。同样,拉萨地块和腾冲地块多个地区的中二叠世地层中都含有典型的?类Nankinella-Chusenella组合,但这个组合在南羌塘至今没有发现,这种现象难以解释南羌塘地块和拉萨地块在中二叠世仍然连在一起的假说;再者,早二叠世晚期南羌塘地块都有明显的暖水的?类Parafusulina, Cancellina等,以及大量的复体珊瑚;但拉萨地块相同时期普遍含有凉水的牙形类而且不含?类。这些证据表明,无论拉萨地块在二叠纪时是来自于印度板块还是西澳大利亚,保守估计,班公湖-怒江洋打开的时候早于中二叠世(约269Ma),但要晚于大冰期结束的时间(约295Ma)。系列研究否定了班公湖-怒江洋是晚二叠世或者三叠纪打开的假说,也排除了它从早古生代以来就是大洋的模式。

  文章信息:张以春,张予杰,袁东勋,徐海鹏,乔枫,2019. 班公湖-怒江洋打开时间的地层古生物约束. 岩石学报,3510: 3083-3096.

  Zhang, Yi-chun, Shen, Shu-zhong, Zhang, Yu-jie, Zhu, Tong-xing, An, Xian-yin, Huang, Bo-xin, Ye, Chun-lin, Qiao, Feng, Xu, Hai-peng, 2019. Middle Permian foraminifers from the Zhabuye and Xiadong areas in the central Lhasa Block and their paleobiogeographic implications. Journal of Asian Earth Sciences, 175: 109-120.

  Qiao, Feng, Xu, Hai-peng, Zhang, Yi-chun*, 2019. Changhsingian (Late Permian) foraminifers from the topmost part of the Xiala Formation in the Tsochen area, central Lhasa Block, Tibet and their geological implications. Palaeoworld, 28(3): 303-319.

   

  22)缅甸掸邦高原?类的古生物地理研究证实了掸邦高原和滇西保山地块、西藏南羌塘地块的古生物地理亲缘性

  特提斯的构造演化一直是学术界研究的热点。二叠纪时,冈瓦纳大陆北缘发生裂解,基墨里陆块从冈瓦纳北缘裂解出来,然而其裂解的过程及不同地块之间的古地理对比关系则是学术界争议的焦点。其中困扰学术界许久的问题是蛇绿岩广泛分布的藏北班公湖-怒江缝合带怎么穿越滇西连接缅甸。即西藏的拉萨地块和南羌塘地块如何穿越滇西同缅甸的相关地块对比。

  针对这些问题,我室张以春研究员等同南京大学、中科院青藏所、缅甸地质学会等单位的专家同行在缅甸掸邦高原进行了多次联合科学考察,针对缅甸掸邦东部进行系统地层古生物考察研究。该研究证实:(1)缅甸掸邦高原在中二叠世古生物地理上和滇西保山地块和西藏南羌塘地块亲缘;(2Sibumasu地块不包括滇西的腾冲地块和保山地块;(3)班公湖-怒江缝合带从滇西保山地块和腾冲地块之间的高丽贡山通过;(4)班公湖-怒江洋在中二叠世已经有一定的宽度,从而形成南羌塘-保山-Sibumasu和拉萨-腾冲地块之间古生物地理的差异性。该项研究解决了长久以来关于班公湖-怒江洋的南向延伸问题,发表于2020Papers in Palaeontology杂志上。

  文章信息:Zhang, Yi-chun, Aung, Kyi-Pyar, Shen, Shu-zhong, Zhang, Hua, Zaw, Than, Ding, Lin, Cai, Fu-long, Sein, Kyaing, 2020. Middle Permian fusulines from the Thitsipin Formation of Shan State, Myanmar and their palaeobiogeographical and palaeogeographical implications. Papers in Palaeontology, 6(2): 293-327.

   

  23)高分辨率牙形类化石序列约束乐平统综合地层框架

  袁东勋等在上寺剖面做了系统的工作,建立了乐平统的多重地层学框架,包括二叠系标准门类牙形类、菊石类,绝对年龄,古地磁,同位素曲线等。用U-Pb年龄和米兰科维奇旋回分别算出每个牙形带首现时间和延续时间,这也为长兴阶底界和吴家坪阶底界提供了新的可参考年龄。因为国际乐平统磁极性带是根据上寺剖面建立的,也约束了每个磁极性带的起始时间和时间跨度,希望借助于这一框架将海相对比标准更好的应用的陆相地层。有人用UA的方法计算出parvus在煤山剖面应该首现与27a,而不是目前的27c,所以建议PT界线下移。我们用同样的方法计算了华南著名的7条乐平统剖面,发现7条剖面综合结果两者的对应关系还是很好的,但是单个剖面看,不连续的UA带难以和连续的生物带进行对比,所以这一方法很难应用于单一剖面的研究。该项研究建立了多重绝对时间标尺的乐平统高分辨率综合地层框架。

  文章信息:Yuan Dong-xun, Shen Shu-zhong, Henderson C.M., Chen Jun, Zhang Hua, Zheng Quan-feng, Wu Huaichun, 2019. Integrative timescale for the Lopingian (Late Permian): A review and update from Shangsi, South China. Earth-Science Reviews, 188: 190-209.

   

  24 藏南放射虫化石限定了新特提斯洋的初始演化时间

  放射虫(Radiolaria)是一类单细胞的深海浮游生物,分布广泛,演化迅速,具有重要的生物地层学意义。由于放射虫硅质的骨架可以在碳酸盐补偿深度(CCD)以下的深海区得以保存,因此在确定深海相地层的时代上起到独特甚至关键的作用。在板块碰撞带中,放射虫硅质岩常是蛇绿岩套的重要组成部分,记录了已消失的古海洋的沉积历史。

  雅鲁藏布江缝合带是欧亚板块与印度板块碰撞的产物,残留新特提斯洋的古洋壳碎片。由于该带经受了强烈的构造运动,使得原来处于不同环境、不同成因和不同时代的各种岩石混杂在一起,形成了杂乱无章的混杂堆积。这些混杂堆积由不同的岩块和基质组成,有关其形成时代存在着很多争议。通过对这些混杂堆积中广泛分布的硅质岩块体中放射虫化石的详细研究,可为限定该地区混杂堆积的形成时代提供关键的化石依据,对阐释新特提斯洋的形成与演化都具有重要意义。

  近年来,罗辉研究员等在藏南泽当地区雅鲁藏布江缝合带中采集到了丰富的三叠纪-白垩纪的放射虫化石,产放射虫的层状硅质岩见于缝合带内的混杂岩中,是新特提斯洋沉积物的残余碎片。我们与日本新潟大学松岗笃教授合作,首次报道了泽当布若仓剖面层状硅质岩中发现的中三叠统安尼期放射虫化石,识别出Oertlispongus inaequispinosusTriassocampe deweveri两个组合,并分别与欧洲、俄罗斯远东、日本和土耳其等地的相应组合(带)进行了对比。

  这是迄今为止在雅鲁藏布江缝合带内发现的最古老的放射虫动物群,为揭示藏南新特提斯洋的初始演化提供了重要的时代约束。该发现表明,至少到中三叠世安尼晚期,在雅鲁布藏布江缝合带东段已具有一个深水的沉积环境。

  文章信息:Chen, D, Luo, H*, Wang, X, Xu, B, Matsuoka, A., 2019. Late Anisian radiolarian assemblages from the Yarlung-Tsangpo Suture Zone in the Jinlu area, Zedong, southern Tibet: Implications for the evolution of Neotethys. Island Arc, 1–10. DOI: https://doi.org/10.1111/iar.12302

   

  25)轮藻植物群标定松辽盆地白垩系古近系界线

  松科1上白垩统古新统四方台组和明水组共识别出轮藻化石1117种,建立了4个生物带:Atopochara trivolvis ulanensis生物带, Microchara gobica生物带, Microchara prolixa生物带和Peckichara sinuolata生物带,结合磁性地层学研究成果,将上述4个生物带的时代分别归为坎潘期(Campanian)中晚期、坎潘期最晚期马斯特里赫特期(Maastrichtian)早期、马斯特里赫特期晚期和丹麦期(Danian)早期。以Peckichara sinuolata在磁性带C29r带中的首现作为古新世开始的标志。松辽盆地的白垩系古近系界线位于明水组二段上部。高分辨率的化石序列将精确的反映轮藻植物群对全球气候事件的响应,也为其它含轮藻化石的白垩系古近系界线盆地(如新疆准噶尔盆地、江汉盆地、南雄盆地)提供生物地层对比依据和年代依据。

  文章信息:Li, Sha, Wang, Qi-Fei, Zhang, Hai-Chun, Wan, Xiao-Qiao, Martín-Closas, Carles, 2019. Charophytes from the Cretaceous–Paleocene boundary in the Songliao Basin (north-eastern china): A Chinese biozonation and its calibration to the Geomagnetic Polarity Time Scale. Papers in Palaeontology,5(1): 47-81.

   

  26)晚白垩世轮藻化石研究揭示现代轮藻植物群起源

  晚白垩世土伦期至圣通期的轮藻植物群化石记录在全球范围内十分匮乏,主要是由于当时全球海平面较高,非海相地层分布有限。松辽盆地土伦期至圣通期的轮藻植物群包括大量轮藻科分子,以及少量棒轮藻科分子。这些发现表明,棒轮藻科失去其主导地位,轮藻科开始占据优势,轮藻化石植物群面貌与现代轮藻植物群面貌相似,揭示现代轮藻植物群起源时间,这比以前的认识向前推进了800万年。

  文章信息:Li, Sha, Wang, Qifei, Zhang, Haichun, Zhang, Yiyi, Wan, Xiaoqiao, Martín-Closas, Carles, 2020. Filling a gap in the evolution of charophytes during the Turonian to Santonian: Implications for modern physiognomy. Review of Palaeobotany and Palynology,274: 104154.

   

  27 化石沟鞭藻印证非洲尼日尔Tenere盆地晚白垩世海侵事件

  东尼日尔盆地是中西非断陷系统中最大也是最重要的产油盆地,其中Tenere盆地早白垩世地层为厚达2000m的陆相沉积,晚白垩世地层则为浅海近海沉积。近十余年中国石油天然气集团有限公司一直在东尼日尔盆地致力于油气勘探工作,获得了大量的微体古生物基础资料。

  程金辉副研究员(通讯作者)和中石油勘探开发研究院刘计国博士等报道了非洲尼日尔Tenere盆地Facai-1600-2652m井段的沟鞭藻化石。沟鞭藻化石组合指示该井段地层时代为晚白垩世,印证了该地区在晚白垩世发生了海侵事件,也反映出该地区并非典型的正:;肪。该研究成果为中国援助非洲油气勘探工作的基础研究成果,为尼日尔白垩纪海相地层对比和古环境恢复提供重要的微体古生物基础资料和依据。

  文章信息:Liu Jiguo, Cheng Jinhui, Zhang Guangya, Mao Fengjun, Yang Ning, 2020. Cretaceous dinoflagellate cyst biostratigraphy in the Facai-1 well of the Tenere Graben in eastern Niger, Africa. Journal of African Earth Sciences. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2020.103888

   

  28 化石沟鞭藻指示华北油田古近纪晚期非海相古环境

  中国东部白垩纪晚期至古近纪,发育了大量内陆含盐盆地,其中许多都是中国东部的主力油田,这些内陆含盐盆地的石盐层形成了很好的油气盖层。自上世纪70年代以来,这些盆地属于内陆咸化盐湖或是否受到海侵影响一直存在争议。

  华北油田束鹿凹陷古近纪地层沙河街组发育一套巨厚的蒸发岩沉积,其中地层上下也含有泥岩夹层。程金辉、孟凡巍副研究员与中国地质科学院赵艳军博士合作,在沙河街组一段地层中发现了许多保存很好的沟鞭藻化石;石盐沉积和沟鞭藻化石组合指示当时的古环境为非海相的盐湖沉积。该发现不仅指示了古近纪晚期的古环境,并将有助于石油系统对该套含盐地层中的烃源岩评价。

  文章信息:Cheng Jinhui, Zhao Yanjun, Meng Fanwei, 2019. Paleogene organic-walled dinoflagellate cysts in the Shulu Sag, Hebei Province, China. Carbonates and Evaporites, 34(3), 671-677. DOI: 10.1007/s13146-018-0456-8

   

  29)建立了底栖有孔虫Ammonia aomoriensis重建钙化时海水温度的公式

  结合野外分析和室内培养实验,为世界广布近岸底栖有孔虫Ammonia aomoriensis建立了利用其壳体Mg/Ca比值来重建钙化时海水温度的公式,并评价了水体温度、盐度对壳体Mg/CaSr/Ca的影响。另外,鉴于通常被混淆的两个种A. aomoriensisA. beccarii的壳体Mg/Ca之间存在种间差异,建议在古环境重建中重视其区分。

  文章信息:Zhoufei Yu, Yanli Lei, Tiegang Li, Shuai Zhang, Zhifang Xiong, Mg and Sr uptake in benthic foraminifera Ammonia aomoriensis based on culture and field studies, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2019, 520: 229–239.


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