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:文中报道了天津市北部燕山山前地带共4个高岩心采取率钻孔的沉积学、地层学、年代学和微体古生物综合研究。420个热退磁样品的磁倾角曲线显示,具147 ̄ ̄m厚松散地层的标准孔Z3孔下部地层属于2.58 ̄ ̄Ma的松山(Matuyama)极性带。随着地壳沉降,只是从早更新世,冲积扇侧缘泥质沉积物才开始充填了底砾岩层之上的沉积空间,形成广义的山前盆地中的泛滥平原;与传统上视为上新统特征沉积的红棕色黏土类似的亮黄橙—黄橙色—亮红棕色黏土,延续出现到早更新世中期,当时区域沉降中心位于距离山前断裂不足4 ̄ ̄km处。0.78 ̄ ̄Ma以来的布容(Brunhes)极性带厚57.8 ̄ ̄m。谨慎地依据120 ̄ ̄ka的布莱克(Blake)亚时确定上更新统后,可见中更新统大部缺失,与天津市区沧县隆起和北京永定河冲积平原南部所见此时的地层间断十分相近。3个钻孔的7个14C测年数据证实,距离山前断裂不足2 ̄ ̄km的钻孔45 ̄ ̄ka以来的地层最厚达41 ̄ ̄m;显示自MIS3初始期,沉降中心向北迁移更靠近山前断裂,且在构造断裂作用下形成了新的狭义的山前盆地。研究区可见15 ̄ ̄ka富有机质黏土及上覆泥炭,表明末次冰消期开始的气候转暖首先影响到华北平原山前地区。此项工作为研究晚新生代以来“源到汇”过程中渤海湾西岸的沉降提供了一个基准点。
简介:大鳌沙处于珠江三角洲西江河口的近口段,洪季西江河口的潮区界西线在其顶端附近。冰后期海侵以来,大鳌沙顶端的PRD05和中部的PRD04两个钻孔的沉积速率和沉积物粒度有着极大的差别。7630aBP以前,PRD04孔的沉积速率小于PRD05孔的沉积速率;但7630aBP以来,PRD04孔的沉积速率大于PRD05孔的沉积速率。从粒度分析看,埋深12.28m以下,PRD04孔沉积物比PRD05孔的粗,分选性比PRD05孔的差;埋深12.28m以上,PRD04孔的沉积物比PRD05孔的细,分选性相对比PRD05孔的好。分析表明,9000~4200aBP,沉积物由南(中部)向北(顶部)输运,涨潮流冲蚀老沉积物,在喷出磨刀门通道后,流速迅速降低,粗颗粒泥沙先沉积,而细颗粒泥沙被涨潮流搬运至更北的区域沉积。近3500年以来,河流动力占优势,沉积物由北(顶部)向南(中部)输运。大鳌沙的形成与涨潮射流密切相关。涨潮射流口的位置在蛇地山和右岸纵向山地之间,宽约2200m。
简介:桂南-粤西的云开地块,位于特提斯构造带和环太平洋构造带的交汇处.其变质基底仅出露于两广边境的云开大山地区,但古生代海相沉积盖层分布广泛,甚至跨越北部湾.地块北缘的古生代深水沉积带,也延展到越南东北沿海地区.云开地块的范围,可能西起红河三角洲,东达珠江三角洲.晚古生代时,它可能为地处南纬低纬度海域的碳酸盐台地.古南中国海于中晚二叠世开始张开,使云开地块北移,与大明山地体碰撞,形成云开北缘的造山带.中晚三叠世,古南中国海的进一步扩张和桂西-越北的古特提斯向南消减,又形成晚二叠世造山带以北的印支期岩浆弧和磨拉石,也是东古特提斯闭合过程的重要部分.新生代早期南中国海张开前,古南中国海北侧的南沙地块可能和云开地块相接,总面积可能超过50万km2,在东南亚地质演化中起重要作用.
简介:随着GIS和3D技术的不断成熟,古地理重建已从传统的二维古地理图的绘制,逐渐向含地形地貌特征的三维可视化方向发展。对此,作者提出一种基于GIS技术建立数字古高程模型的方法:首先以不同年代的岩相古地理图为基础,结合解释的古高程和古水深范围,进行古地形地貌的复原;然后利用相关数学算法及GIS方法对等值线图进行空间插值渲染及3D表达。以晚侏罗世拉萨地体为例,对该方法流程进行了详细的介绍。结果表明按照文中设计的方法,对古地理环境进行近似的3D渲染复原是可行的,生成的数字古高程模型能够正确且直观地反应古地理图上沉积相所指示的地形地貌特征。该研究将计算机和GIS技术应用于古地理重建工作,为中国古地理重建的信息化发展提供了一种新的研究方法和手段。
简介:济阳坳陷东营凹陷古近系孔店组一段一沙河街组四段下亚段(Ekl-Es4x)沉积时期发育了规模巨大的红层一膏盐层沉积。通过对红层一膏盐层沉积构造、碎屑颗粒粒度和沉积物垂向叠加样式等分析,表明红层沉积具有水上沉积作用和水下沉积作用共存、重力流沉积作用与牵引流沉积作用并存的特征。红层一膏盐层在盆地的不同位置具有明显不同的垂向叠加样式。通过地球化学特征分析和泥岩颜色分析,结合前人研究表明,红层一膏盐层沉积时期沉积环境以干旱为主,呈现干湿频繁交替的特征。气候相对潮湿时期,湖盆盐度较低,以沉积砂泥岩为主;气候干旱时期,湖盆盐度高,以沉积膏盐岩为主。红层一膏盐层沉积早中期为低水位振荡性湖泊,沉积晚期为高水位振荡性湖泊,两者沉积作用存在较为明显的差别。
简介:自从Kalkowsky在1908年构筑了叠层石的术语之后,叠层石一直是地质学家采用不同方法研究和思考的主题,而且一直被当作证明地球早期生命历史的代表物而得到深入调查。叠层石确实为地球早期生命历史提供了间接而且复杂的证据,所以,现代叠层石确实代表着明显的生物信号而成为研究的焦点。最为引人注目的是,现代叠层石的多样化构成,确实表明了蓝细菌生物席建造了叠层石,而且进一步表明了微生物席转化成叠层石不是一个直接的作用过程。那些反映现代叠层石多样化构成的典型实例包括:(1)南极Untersee地区的湖泊相锥状泥质叠层石;(2)新西兰North群岛被称为煎锅湖的热水湖泊中以及美国黄石国家公园热泉中的硅质叠层石;(3)巴哈马台地、澳大利亚鲨鱼湾以及巴西东南部海湾碳酸盐沉积物构成的叠层石。由于蓝细菌微生物席是否代表了古代叠层石的形态学前体总是存在争议,而且在生命的图像中叠层石一直是一个迷惑的关键片段,因此,现代叠层石的多样化构成,将成为认识古代叠层石形成的关键和窗口。立足于前人的研究成果,追踪和总结现代叠层石的多样化构成,以及它们所代表的沉积作用和微生物新陈代谢活动丰富而复杂的信息,将不但丰富微生物沉积学的研究内容,还将拓宽沉积相分析的基本内容,对深入了解叠层石复杂的沉积学特征和生物学属性具有重要的科学意义。
简介:河北坝上地区位于东亚季风气候边缘区,对气候变化响应敏感。丰宁黄土剖面为研究该区域长时间尺度的环境演化提供了理想材料。通过丰宁黄土剖面地球化学元素和磁化率分析,结合光释光测年结果,恢复了该地区230kaBP以来的环境演化历史;通过野外观察,识别出了S_1古土壤之下发育的风化淋滤黄土层,探讨了S_1古土壤发育时期的风化淋滤特征及其所揭示的气候变化问题。结果表明:(1)230kaBP以来的磁化率记录可与深海氧同位素3—8阶段进行细节上的对比,表明丰宁黄土堆积区对全球气候变化有着积极的响应;(2)S_1古土壤发育时期,由于受到强降水的影响,土壤中元素受到强烈淋溶从而向下迁移到L_2黄土中,造成L_2上部地球化学记录与磁化率的差异;(3)从S_1古土壤顶部到钙结核层之间土壤属于酸性淋溶土,可能相当于现今中国北亚热带的黄棕壤,其剖面由土壤层、风化淋滤黄土层和CaCO_3淀积层构成;(4)S_1古土壤发育时期的温度和降水量与现今江苏泗洪和六合地区相当,表明当时研究区为亚热带气候。
简介:砂岩侵入体系是一种普遍的地质现象,近些年来越来越受到地学界的重视,但对其形成机理探讨较少。作者及研究团队通过设计一套室内模拟实验装置,来简化模拟3层地层结构中砂岩侵入体系的形成和演化过程。在之前模拟实验(实验变量为顶层沉积物的厚度、进水管的结构)结果的基础上,进一步考察了地形坡度对实验结果的影响,并对砂岩侵入体系的形成机理进行了分析。实验过程中,共观察到7种不同形态不同样式的管道,并对实验过程中压力变化进行了测试。对实验结果分析认为:盖层厚度越大,压力下降的速度越慢,越不利于压力的释放;随着实验的继续进行,砂岩侵入体最终会转化为砂岩喷出体并喷出地表;不稳定的地形有利于触发疏松沉积物发生变形。实验表明,超压是砂岩侵入体发生的最重要条件之一,沉积盆地中的压实不均衡和生烃作用是可独立产生大规模超压的2种主要机制。
简介:在对柴达木盆地一里坪地区区域地质背景分析的基础上,根据录井岩屑描述、测井相分析和岩心观察,确定该区新近系发育冲积扇、河流一泛滥平原、扇三角洲、三角洲、湖泊等沉积相。应用录井和测井资料,编制出了地层厚度、砂岩含量、暗色泥岩含量、红色泥岩含量等值线图等基础图件。在此基础上编制出了上千柴沟组一狮子沟组4幅沉积相平面图。沉积相总体特征以滨浅湖沉积为主,而在研究区周缘则多发育河流泛滥平原、三角洲和扇三角洲沉积。这些图件动态地反映出沉积、沉降中心由西向东逐步迁移的过程。鸭参3井和落参1井区长期发育三角洲沉积,是研究区储集层发育最好的区块,也是下步勘探的重点地区。该研究对沉积相的精细研究具有一定的指导意义,对研究区的油气勘探也具有一定的参考意义。
简介:老爷庙油田位于河北省唐海县老爷庙村,是冀东油田的主力油田之一.构造位置位于渤海湾盆地黄骅坳陷南堡凹陷西北部.根据分析沉积岩岩石成分和结构特征、泥岩颜色、沉积构造和岩相组合特征等沉积相标志,结合东营组东一段沉积时期西南庄断层下降盘倾斜的古地形背景以及西南庄和老王庄凸起古物源的古地理位置,将老爷庙油田古近系东营组东一段确定为扇三角洲沉积环境,并划分了主要的沉积微相类型,包括扇三角洲水下分流河道、河口坝和支流间湾微相,并对每类沉积微相的特征进行了分析.在此基础上以测井相为基本手段,应用砂岩百分含量等值线图,勾绘了老爷庙油田古近系东一段沉积微相的平面分布,讨论沉积微相的演化.依据东一段沉积微相平面分布,结合岩心分析资料,确定水下分流河道是主要的储层微相,其孔隙度为15%~24%,渗透率150×10-3~500×10-3μm2,储层的物性较好.分流水道的游走摆动、沉积物的快速堆积、储层较低的分选性和强烈的非均质性是导致老爷庙油田东一段油藏开发效果差的根本地质因素.恢复东一段沉积微相,可以进一步弄清优质储层的分布规律,为油田开发方案的调整提供地质依据.