简介:光合作用的起源是一个非常古老的事件,对这个事件的证据,包括基本生物学过程的开启和发展之类的问题,如地球早期光合作用生物的属性以及光合作用生物如何获取光合作用装置等,可能已经消失在时间的长河之中;因此,光合作用起源就成为一个引人入胜的重大科学命题。尽管如此,地质学、生物地球化学、比较生物化学和分子进化分析,为光合作用起源及其复杂的进化历史,提供一些新认识和新线索,主要涉及到以下3个方面:(1)光合作用生命的起源;(2)光合作用装置的起源;(3)光合作用催化剂的起源。追索科学家们对这一重大科学命题的持续研究与艰苦努力,以及所取得的一些重要而且富有智慧的认识,将为今后的深入研究提供一些重要的思考途径和研究线索。同时,追逐光合作用起源的研究进展,对于深入了解早期地球复杂的圈层耦合过程也具有重要意义。这些作用过程主要包括:(1)从不生氧光合作用到生氧光合作用的转变;(2)大气圈与生物圈之间复杂的相互作用和协同进化;(3)生氧光合作用起源与进化所造成的、从一个缺氧的大气圈到今天含氧大气圈的复杂演变过程;(4)大气圈和水圈的渐进氧化作用对地球表面环境以及生命的起源和发育所造成的一个长时间影响;(5)早期地球表层古地理面貌的成型等。更为重要的是,对光合作用起源的地质学尤其是沉积学思考所得出的一些重要认识,尽管不是结论,但是拓宽了沉积学的研究范畴,开阔了沉积学家的研究视眼,同时也成为一个多学科协同作战的范例。
简介:两种气体,氮气和氧气,以压倒优势的状态主导着地球的大气圈。氮气是原生的,而且其存在和丰度不是生物过程所驱动的;相反,氧气是生物通过水的氧化作用而连续产生的,这个氧化作用得到了太阳光的能量驱动。氧气,一种对动物生命进化最为关键的气体,是如何变成大气圈中丰度第2的气体?问题并非以前所设想的那么简单;为了了解大气圈氧化的时间进程,我们不但要知道氧气是什么时候而且是如何第1次出现的,而且还要知道氧气是如何在大气圈中保持一个高浓度的。可以肯定的2个事实是:地球最早期的大气圈是缺乏氧气的,而今天的大气圈则为21%的氧气所组成。需要特别强调的是,大多数古代大气圈氧气水平的地质标志,只是意味着存在与缺乏,而且发生在以下2个时间点的大多数事件是高度不肯定的;但是,一系列地质证据已经表明,大气圈氧气含量水平上升的时间进程发生在2个时间点上:(1)一个从缺氧的到含氧的大气圈的转变,大致发生在2.0-2.5Ga期间,这个转变就是著名的巨型氧化作用事件(GOE);(2)发生在前寒武纪—寒武纪过渡时期的大约540-850Ma的第2次巨型氧化作用事件(GOE-Ⅱ),被进一步命名为新元古代氧化作用事件(NOE)。GOE与NOE,就得出了地球大气圈氧气含量水平上升三段式的盛行图像。随着研究的深入,得到了以下重要认识:如果说大气圈氧气含量的总体增加,从太古宙微不足道的水平增加到今天21%,是由于氧气生产作用增强的结果而代表了一个复杂的地球生物学过程的话,那么,这个过程则发生在随着侵蚀作用与沉积作用相对于火山活动而变得更加重要的状况下,更进一步讲,叠加在这个总体趋势下的则是一系列的阶梯式的氧气含量水平上升,这与超大陆聚合作用之后异常高的沉积作用周期是相联系的,从而进一步说明了大气圈
简介:通过对祁连山东段童子坝河各级阶地的年代和变形程度进行测定,得到了河流阶地的形成年代和过程,推算出民乐—大马营逆断裂的活动强度和速率,并分析了阶地形成和气候变化之间的关系。童子坝河5级阶地(年龄分别为16.70±1.81calkaBP、10092.5±27.5calaBP、8127.5±72.5calaBP、2900±60calaBP、282.5±17.5calaBP)均形成于气候由冷转暖的阶段,属于气候成因阶地。基于断裂两侧阶地面的平面几何形态并结合上、下盘阶地横剖面同级阶地的高差,得到T4、T3、T2和T1阶地在民乐—大马营断裂处的垂直位错分别为10.6±3.1m、5.0±2.6m、2.0±1.9m和1.9±1.3m,推算出全新世以来民乐—大马营断裂的垂直滑动速率为1.05±0.31mm/a,水平缩短速率为1.02±0.60mm/a。
简介:依据泥盆纪早、中、晚3个时期的中国岩相古地理图及中国泥盆纪植物已有的资料,绘制出中国泥盆纪这3个时期的植物古地理分布图。中国泥盆纪海侵的主要方向是从中国西南部的云南地区(早泥盆世)逐渐向长江中游的华中地区(中泥盆世)及长江下游的华东地区(晚泥盆世)发展。中国泥盆纪维管植物在南方的分布是随着海侵,逐渐向华中及华东地区扩展,由早泥盆世西南地区的云南、四川、贵州,以及广西和湖南南部等地区,发展至中泥盆世云南、四川、贵州、湖南的中北部以及湖北的南部地区,在晚泥盆世的分布范围扩大到广东、湖南、湖北、江西、安徽、浙江以及江苏等地区。泥盆纪维管植物在北方的分布范围较小,从中泥盆世才开始出现,主要分布在新疆的北部,晚泥盆世在宁夏等地区也有分布。中国泥盆纪3个时期陆地维管植物各个种类所占的百分含量表明,早期的植物主要以较为原始的莱尼蕨类、工蕨类以及前石松类为主,中期石松类占优势,到了晚期石松类依然占优势,而楔叶类、真蕨类以及前裸子植物开始繁盛。
简介:鄂尔多斯盆地延长组下部(长8-长10油层组)沉积特征与中、上部(长1-长7油层组)存在较大的差异。延长组下部沉积时,盆地西部和西南地区地形相对较平坦,以辫状河、辫状河三角洲及滨浅湖沉积为主,碎屑岩中化学性质不稳定的组分含量较高;长7沉积期,沉积格局发生重大变革,盆地西缘、西南缘地区发育冲积扇、扇三角洲沉积体系,拗陷幅度急剧增大,半深湖-深湖区范围可达10×10^4km^2以上,而且湖盆中心向西南迁移了几十公里,碎屑岩成分成熟度增高,岩矿组合具有显著的东西分异性。此外,从延长组凝灰岩的分布特征分析,长7底部沉凝灰岩分布稳定,为同期火山作用的产物,厚度由盆地西南向东北方向逐渐减薄至不发育。上述分析表明,长8沉积末期为湖盆沉积演化的重要转折期,盆地西缘和西南缘存在一次强烈的构造地质事件,火山活动频繁,为印支运动第一幕重要的表现形式。
简介:为研究福建沿海的全新世气候环境变化,对取自晋江龙湖的柱样进行了沉积相、粒度、磁化率、有机碳、有机氮等分析,结合加速器。4C测年结果,对龙湖的形成演化以及该地区中晚全新世的气候环境变化进行了研究。认为,龙湖形成于约5580cal.a.B.P.,之前为河流相沉积;约5580—850cal.a.B.P.,该区为深灰色粉沙和砂质粉沙的湖泊相沉积;约850-470cal.a.B.P.,龙湖水位下降,变为沼泽湿地;之后,湖泊水位再次上升,再次形成湖相沉积。各种气候环境指标分析结果显示,自龙湖形成以来,当地的气候呈阶段性相对干、湿变化,并呈变化幅度逐渐减小的趋势。这一方面反映了福建沿海中晚全新世气候的不稳定性,还反映了当地气候环境变化与太阳辐射的长周期变化有关。沼泽湿地的形成,反映当地降水的进一步减少,而湿地的形成年代,可与太阳活动、北大西洋冰筏、亚洲季风等突发事件对比,说明该沼泽层的形成与叠加在气候长期变化趋势下的突发气候事件有关。龙湖沉积记录也表明,气候变冷,福建沿海与台风有关的降水将减少;反之,全球变暖,福建沿海台风降水将增加。
简介:在山东青岛和日照滨岸潮间带可见到现代生物营造的各种遗迹。通过分析这些生物遗迹与其沉积背景的关系,取得以下成果:(1)研究区生物遗迹中,层面遗迹以腹足类动物的拖迹为主,层内遗迹以居住迹丰度最高,且类型多样。(2)建立了2个生物遗迹组合:一是高潮区组合,主要遗迹类型包括珠带拟蟹守螺拖迹、沙蚕的拖迹、摄食迹和居住迹、四角蛤的居住迹、弹涂鱼的爬行迹和居住迹、鸭嘴海豆芽的居住迹以及螃蟹的居住迹和摄食迹;该组合产生的沉积物底层具有含泥量较高,水、氧、有机质含量均较丰富及基底较稳固等特点。二是中低潮区组合,主要由斑玉螺的拖迹和停息迹、扁玉螺的爬行迹和停息迹、寄居蟹的爬行迹、长竹蛏的居住迹、虾蛄的爬行迹和居住迹、鸭嘴海豆芽的居住迹以及螃蟹的居住迹和摄食迹组成;该组合产生的沉积物底层具有含泥量较低、粒度较粗、间隙水不易保存、有机质含量低等特点;研究区潮间带为急剧多变的海洋环境,该遗迹组合可指示温带季风气候条件下的海洋潮间带沉积环境。(3)通过分析各种造迹生物及其遗迹的组成和空间分布特征以及其与底层沉积物和沉积环境的关系,建立了研究区潮间带沉积中的生物遗迹组合及其沉积环境分布模式。
简介:湖南邵阳市邵阳大道两侧出露的龙潭组下段(中二叠世茅口期晚期)发育一套地质特征典型、沉积序列明显的重力流沉积。重力流沉积以块状砂岩、粉砂岩及泥岩互层为主,砂岩底面发育有重荷模、槽模、工具痕及冲刷充填构造,砂岩内部有块状层理、平行层理、包卷层理及粒序层理,互层的泥岩中见类似于古网迹的痕迹化石。可识别出砂质碎屑流、浊流与滑塌沉积。剖面下部含泥砾块状砂岩发育,剖面中上部以发育薄到中厚层砂岩、粉砂岩与泥岩互层为特点。根据重力流沉积物特征及其垂向序列特征,建立了重力流沉积模式,将海底扇划分出内扇、中扇与外扇。通过与附近的短陂桥矿区的龙潭组下段沉积特征进行对比研究,结合华南地区岩相古地理特征,认为位于华南盆地范围的邵阳地区,在中二叠世茅口期晚期(龙潭组下段)发育的重力流沉积,可能意味着华南盆地在扬子陆块和华夏陆块之间的深大断裂在中二叠世末期曾经发生拉张,形成裂谷盆地。
简介:摘要在高倍(〉50000×)扫描电子显微镜(SEM)、原子显微镜(AFM)或透射电子显微镜(TEM)下,那些在岩石和矿物中所见到的纳米级别的物体常常吸引了地质学家们的注意。这些物体大小在25~300nm之间,多呈球状、棒状或卵圆状;对这些物体的成因,存在不同的看法而导致了剧烈的争论。因为这些物体与真菌中的球菌和杆菌总体相似,而且它们总是以链状或束状的形式产出,所以被解释为细菌的“侏儒形式”或“超微细菌”,或者是它们的化石对等物即“超微化石”。对于超微细菌的存在,来自于地质学角度的反对聚焦在这个级别的特征物可能存在多重成因,如微矿物包裹体或结晶学的边缘效应;从生物学角度看,对于独立生命所必需的所有构成来讲,直径小于140nm的球状体实在是太小了。因此,产生于世纪之交的这场争论,迄今还在持续着。尽管这场争论还没有一个肯定的结论,但是,它却成为研究灰岩成因的重要驱动力。
简介:沂沭断裂带纵贯山东省中部,属郯庐断裂带中段。在沂沭断裂带及其近区新元古代—新生代的沉积地层中,到目前,已识别出25个地震事件层位。这些地震事件层位的名称取自不同年代或年龄的含地震记录的岩石地层。大多数地震记录是震积岩,少部分为震火山岩,它们的时空分布支持该断裂带生成—活动与发展历史分2个阶段:古郯庐断裂带阶段(新元古代—古生代)和中—新生代阶段。新元古代初鲁中至苏皖北部NNE向韧性剪切带的形成,沟通了秦岭大别与苏鲁洋间的NEE走向的转换断层,可能是沂沭断裂带或古郯庐断裂带的成因机制。在纵向上,古郯庐断裂带阶段形成了8个地震事件层位,其中5个地震事件层位较密集地分布于南华系至中下寒武统;中—新生代阶段形成了17个地震事件层位,其中12个层位较密集的分布于白垩系—古近系。因此,南华纪—早中寒武世、白垩纪—古近纪分别为2个发展阶段的强地震事件频繁发生时段。在这2个发展阶段,该断裂带地震活动的动力来源不同:古郯庐断裂带阶段主要源于华北与华南板块的相向运动与碰撞;中—新生代阶段主要源于太平洋板块向欧亚大陆板块下俯冲。在横向上,有15个(占60%)地震事件层位分布在此断裂带内或由该断裂带内向两侧延伸,这体现了沂沭断裂带一直是研究区内发震构造的主体。所有地震事件地层分布于该断裂带纵中轴线两侧150-180km以内的同沉积盆地,这证明该深大断裂带的两侧近区是强构造地震活动区。作者关于地震事件层位的时空分布的论述和图解,展示了该断裂带自形成以来的地震作用的过程与历史,清晰地勾绘出了这条长期活动地震带的影响范围,这不仅对分析此类深大活动断裂带及其附近由地震引发的软沉积物变形与地震作用具有重要意义,而且对评价此类地震带对地表和建筑�
简介:利用丰富的岩心、测井和地震资料,以薄片镜下观察、岩心物性分析、测井曲线交会、地震速度反演等作为手段,对大邑构造上三叠统须家河组储集层成岩储集相的类型、成岩储集相的地质与测井响应特征、以及优质成岩储集相的演化序列与平面分布开展了半定量—定量研究,以期深化低渗透砂岩储集层的地质理论和指导该地区气田的高效开发。结果表明,研究区砂岩可划分为4类成岩储集相,即强破裂杂基溶孔—微孔—裂缝成岩储集相、强压实微孔成岩储集相、强压实致密成岩储集相和强胶结致密成岩储集相。采用声波、密度、电阻率和自然伽马曲线交会的方法可有效识别各类成岩储集相。强破裂杂基溶孔—微孔—裂缝成岩储集相物性最好,为优质成岩储集相,其岩石类型以石英砂岩为主,经历了强烈的压实作用和破裂作用,孔隙度3%~8%,渗透率大于0.5×10-3μm2,主要发育在构造高部位的分流河道和水下分流河道砂体中,沉积因素和构造因素对其平面分布起到了重要控制作用。
简介:在内蒙古自治区白彦花车站附近分布的20余个坑塘和1个较大的湖泊中,生活着大量的叶肢介。对该地区叶肢介的生活习性(游动、觅食、交配等)和生存环境(坑塘的大小、水温、水体的pH值和气温)进行的调查显示:叶肢介一般活动在浅水水域,如坑塘和湖泊边缘的浅水地带;他们的游动非常缓慢,大约1cm/s;当他们交配时就停留在某处,雄性用附肢拨动含有其精子的水流,使其流向雌性的壳内(即雌性壳体与软体之间),以使卵子受精。这些事实表明,叶肢介只能适应于静水或弱流水环境。叶肢介的现代环境与古环境的对比研究显示两者是非常相似的,因此,现生叶肢介生态和环境的研究对恢复他们的古生态与古环境具有重要的意义。
简介:在四川峨眉山龙门洞剖面下三叠统嘉陵江组一段(嘉一段)河口湾沉积中,共鉴定出动物遗迹化石9个属种,包括Arenicolitesisp.,Diplocraterionisp.,Skolithosisp.,Psilonichnusupsilon,Palaeophycustubularis,Cochlichnusanguineus,Helminthopsisisp.,Protovirgulariaobliterata和逃逸迹。根据遗迹化石的形态特征和梯阶分布识别出2个遗迹组构:Arenicolites遗迹组构和Palaeophycustubularis遗迹组构,分别代表潮间砂坪和泥坪沉积环境。这2个组构都是软底控制的遗迹化石。
简介:中国南方灯影峡期(晓前寒武纪)是白云岩广泛发育的海洋碳酸盐沉积时期.在灯影组中部发育从海水直接沉积、沉淀的原生白云岩。目前仍保留其原始组构特征。从40个原生白云石(岩)中测得:泥晶白云石的δ^13C值为‰,δ^18O值为-1.17‰(n=6);藻白云岩的δ^13C值为3.52‰,δ^18O值为-1.86‰(n=5);海水纤状白云石胶结物δ^13C值为2.90‰,δ^18O值为-2.65‰(n=8);海水刃状白云石胶结构的δ^13C值为2.96‰,δ^180值为-2.41‰(n=8);泥晶纹层和海水纤状白云石胶结物的δ^13C值为2.79‰,δ^18O值为-3.13‰。40个岩样的δ^13C平均值为3.25‰±0.44‰,δ^18O平均值为-2.12‰±0.98‰(均以PDB标准)。对于灯影峡期海相白云岩的原始δ^13C和δ^18O值,不采用所有样品的平均值.而是采用原生白云石沉积物与海水白云石胶结物δ^13C值和δ^18O值两个图示分布区重叠部分的最重同位素值,即δ^13C值为4.43‰(PDB标准),δ^18O值为-0.62‰(PDB标准),将其作为灯影峡期海洋碳酸盐岩的原始同位素组成。对海水原生白云石胶结物包裹体盐度进行了测定,海水δ^18O计算值为2.90‰(SMOW标准),用原始δ^18O值计算的厚生白云石形成时的海水温度为408℃。这说明中国南方灯影峡期的海洋为走热的较高的海水温度环境。
简介:胡修棉教授(2017)发表的学术论文《物源分析的一个误区:砂粒在河流搬运过程中的变化》,基于Krumbein滚筒实验结果及大量观察数据,发现现代河流的砂粒中不稳定矿物成分、磨圆度及粒径等变化与国内《沉积岩石学》教材相关结论矛盾,应用于物源分析是"以讹传讹"。受其启发,基于前人研究成果,作者进行了较深入的分析,认为滚筒实验结果对自然界河流砂的机械搬运具有一定的指示意义,即随着搬运距离的增加,颗粒逐渐变细、磨圆度变好,加之河流搬运过程中伴随的化学分解等作用,其中的不稳定成分逐渐变少。但由于掺和作用的存在,河流搬运过程中混合了搬运距离不同的颗粒,其不稳定矿物成分含量、磨圆度和粒径等均会发生变化。国内教材对上述现象均有不同程度的描述,得到广大沉积学者认可,而胡修棉教授(2017)对此论述不够。此外,胡修棉(2017)单从地理位置上划分搬运距离的长短似乎不妥。河流搬运对颗粒的磨圆度和粒径的改造作用缺乏直接的数据证明,建议利用标定法跟踪观察。
简介:早三叠世海水的碳同位素组成与演化是二叠纪—三叠纪生物群体灭绝事件之后全球生态萧条与重建时期地球碳循环的重要记录,为地学界长期高度关注。文中测试了四川盆地宣汉渡口和重庆北碚下三叠统及相邻地层258个海相碳酸盐样品的碳、氧同位素组成,以便探讨早三叠世海水的碳同位素组成与演化。这些样品对海水碳同位素组成具有不同的保存性,飞仙关组及嘉陵江组第一、三段保存较好,而嘉陵江组第二、四段保存较差。基于氧同位素可以更为敏感地反映海相碳酸盐成岩蚀变性的原理,在碳、氧同位素相关性分析的基础上,以δ^18O〈-7.5‰为剔除标准,筛选出近200个有效数据建立了碳同位素演化曲线,该曲线与前人在贵州建立的同期曲线具有很好的可对比性。曲线显示出海水碳同位素组成的巨大波动,变化幅度达8.55‰,包括2个完整的上升—下降旋回,第1个旋回由飞仙关组和嘉陵江组第一段组成,第2个旋回由嘉陵江组第二段、第三段和部分第四段组成,同时还包括若干短周期的次级旋回。利用曲线形态与前人建立的同期曲线进行了岩石地层与年代地层单位的对比,飞仙关组可大致与Induan阶对应,嘉一段可大致与Smithian亚阶对应,嘉二段、嘉三段和嘉四段下部可大致Spathian亚阶对应;绿豆岩作为下—中三叠统界线其位置可能偏高,下—中三叠统界线应该位于绿豆岩之下的嘉四段内部。早三叠世海水碳同位素组成高频率大幅度的波动指示了生物大灭绝后环境的不稳定性,其中菌藻类等微生物灾后过度繁盛,可能导致了有机碳在短时间内的快速埋藏和海水碳同位素的正漂移;而碳同位素大规模的负漂移可能与甲烷水合物释放带来的轻碳有关。研究认为,白云岩所在的地层段往往具有更高的δ13C值,这可能说明微生物活动、白云岩形成和海水δ^13C值升高之间的有�