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中国寒武纪综合地层和时间框架 总被引：1，自引：0，他引：1
寒武纪是显生宙第一纪,见证了动物的爆发式快速演化过程,标志着地球从微生物为主导的前寒武纪生态系统转变为以动物为特征的显生宙生态系统.然而,全球寒武纪地层对比困难,高分辨率年代地层系统还未完全建立,严重制约寒武纪地球-生命系统演化历史的研究.文章简要介绍国际寒武系四统十阶年代地层系统的形成历史和已经建立的幸运阶、鼓山阶、古丈阶、排碧阶和江山阶的定义与"金钉子"(GSSP),概述第二阶、第三阶、第四阶、第五阶和第十阶底界厘定工作进展,重点阐述寒武系底界的全球对比问题,以及寒武纪化学地层和同位素年代学的研究现状和存在问题.在简要回顾中国寒武纪年代地层研究历史的基础上,根据国际寒武纪年代地层研究进展,对以华南为基础的中国寒武纪年代地层和时间框架进行了修订,新建肖滩阶作为中国寒武系第二阶.全面介绍中国华南、华北和塔里木三个主要构造地层分区寒武纪综合地层(生物地层、化学地层和同位素年代学)研究进展,并对中国不同地层分区寒武系底部地层发育特征、底界识别和存在问题进行分析和讨论;同时还对三个主要地层分区寒武系上部白云岩地层的划分与对比提出建议. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(10)
古虫动物门是寒武纪最独特、最神秘的动物类群之一,对揭示后口动物起源之谜至关重要.位于中国云南省东部的寒武系第二统第四阶的关山生物群中古虫动物化石丰富,已报道了古虫动物的3个种,龙宝山古虫Vetulicola longbaoshanensis Yang et al.,2010是其中之一.本文研究了关山生物群昆明龙宝山剖面和武定兴隆村剖面中保存较完好的龙宝山古虫V.longbaoshanensis化石,并对其鳃部构造做了详细描述.龙宝山古虫V.longbaoshanensis鳃部构造比澄江生物群中古虫属的鳃部构造更加复杂,鳃囊呈葫芦状,由前小后大的两个囊状构造组成.在两个囊状构造的连接处,能观察到明显的鳃裂和浓密的鳃丝.此外,通过对比关山生物群中和澄江生物群中古虫类的前体长高比和鳃囊在前体的位置,研究还发现关山生物群中的古虫动物和澄江生物群的方口古虫Vetulicola rectangulata Luo et Hu,1999在形态上极为相似,推测关山生物群中的古虫类由方口古虫(V.rectangulata)演化而来.同时,与澄江生物群中的方口古虫相比,关山生物群中的古虫动物体型较大,前体长高比增加,鳃囊也随之增大.这表明古虫属在激烈的生态竞争过程中体型逐渐增大,也从侧面反映了体型逐步增大是古虫属在寒武纪的一个演化趋势. 相似文献
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寒武纪大爆发是长期受多学科领域关注的基础前沿课题.本文从动物门类的化石首次出现、分异演化时间、环境变化、发育基因调控网路以及生态效应等几个方面来讨论它们与寒武纪大爆发的因果关系.动物门类的化石首次出现时间主要集中在寒武纪的前三个阶(541~514 Ma),体现出突发性、阶段性和不等时性.动物门类分异演化的时间,目前还存在深时分异和浅时分异的争议.控制动物发育的基因调控网络早在动物分异演化之前就已经形成,表明基因调控网络的建立是寒武纪大爆发的前提条件,但不是充分条件.因此,寒武纪大爆发需要环境激发因素.海水氧化还原条件和化学成分的变化以及营养物质的补给是最受关注的环境诱发因素.海洋生态环境内营养物质的富集通常会导致原始生产力的过剩,并不一定直接对应于动物多样性增长.埃迪卡拉纪至寒武纪过渡时期海水的持续氧化、钙和其他离子浓度的变化以及总盐度的降低可能是触发寒武纪大爆发的主要环境因素,但需要更精确的年代地层学、地球化学和动物发育生理学等数据加以验证.很多学者认为寒武纪大爆发是一种生态现象,即后生动物于寒武纪早期在生态上获得空前的成功.生态效应需要大量不同类型的动物来实现.因此,动物与动物之间以及动物与环境之间,复杂生态关系的建立也是寒武纪大爆发的结果而不是原因.不可否认,生态效应的积极反馈作用可以促进生物多样性增长.寒武纪大爆发是由环境变化突破关键约束而导致的以后生动物为主导的海洋生态系统的初次建立,通过"生态雪球"效应连锁反应得以实现. 相似文献
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正3月22日,西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮、傅东静等人的最新研究成果《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》在《Science》(《科学》)杂志发表,首次在国际上公布了该团队在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处的惊人发现。这一地区的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,埋藏时期距今5.18亿年,和我国云南著名的澄江生物群为同一时代,被命名为"清江生物群"。这一古生物界的突破性发现,有望与早先云南澄江 相似文献
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尽管对寒武纪早期南华盆地已开展了大量古环境重建研究,但南华盆地在寒武纪早期与广海之间的连通性仍不明确,这阻碍了对该时期海洋氧化还原状态演化及其与寒武纪大爆发关系的深入认识.针对上述问题,本研究分析了来自南华盆地内不同水深的三个下寒武系剖面(陆架边缘相道沱、斜坡-盆地相袁家和渣拉沟)的全岩B/Ga组成——这一新近提出的、可用于地质历史时期水体盐度重建的理想指标,以期对寒武纪第2～3期南华盆地的盐度及水文动力学过程进行重建.结果显示,在寒武纪早期南华盆地内的水体盐度存在一个由浅水向深水逐渐增加的梯度,该梯度在九门冲组/牛蹄塘组/渣拉沟组的黑色页岩沉积阶段尤为显著.我们认为该盐度梯度可能是在一个中等局限盆地内由临近陆块上输入大量淡水和广海输入海水相混合的结果.在约9Myr的研究区间内,三个剖面的水体盐度均显示出逐渐增加的趋势,这可能反映了全球海平面升高或区域构造活动所引起的广海海水输入的增强.推测南华盆地与广海之间连通性的增强可能减弱了盆地内水体的分层性,同时缩小了缺氧环境在深水的发育,这与其他全球因素(如大气氧含量增加)一起导致了南华盆地内氧化海水的扩张,并进一步影响了寒武纪生命大爆发在华... 相似文献
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寒武纪早期放射虫化石稀少,保存较差,对其特征和演化缺乏了解.对鄂西秭归地区寒武系筇竹寺阶水井沱组进行大量调查,获得放射虫化石个体300多枚,系统分类属于4种类型,包括泡沫虫目2个新属新种(Paraantygopora porosa和Braunosphaera sinensis)和1个属种分类位置不确定的球形放射虫化石、目科未定分子1个(Tetrasphaera? sp.).其中,泡沫虫目分子占多数,约为个体总数量的92%,多数个体(73%)与奥陶纪早期一些放射虫化石结构特征类似,壳壁以穿孔板状结构为特征.但格子状球形放射虫在早古生代其他地层中目前尚未有报道.该放射虫动物群由不同的分类单元的分子组成,化石已经比较常见,壳体结构相当复杂,清晰的同心层状结构已经形成,这些特征表明寒武纪第二世筇竹寺期放射虫已经爆发繁盛,这与浅水相区宏体生物群的爆发繁盛可能为同步发生. 相似文献
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晚前寒武纪末至早寒武世生物骨骼微细结构的分异 总被引：3，自引：0，他引：3
对我国陕南和滇东旱期骨骼化石研究表明,晚前寒武纪末至早寒武世是地球生物矿化作用急剧变化时期.以Cloudina为代表的晚前寒武纪末骨骼化石,表现出叠锥套合结构,有机质成分高,壳变异大,具明显塑性变形等特征.早寒武世骨骼化石大量涌现,分布广泛,磷质、钙质和硅质骨骼生物群形成.以软体动物为例,早寒武世骨骼化石微细结构出现分异,现生软体动物壳质结构的主要类型柱状结构、交错结构和规则叶片结构已经发育;纤型结构发生了进一步分异,出现了为软体动物所特征的层状交错纤体结构和为软舌螺所特征的分叉与合并的纤束结构;开始出现二层结构的壳.早寒武世生物控制矿化作用开始起主导作用,为真正生物壳的形成和“寒武纪大爆发”的出现奠定了关键性的基础. 相似文献
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继新元古代埃迪卡拉纪真核生物辐射之后,寒武纪生命大爆发建立了现今动物门类和海洋生态系统的总体格架.本文系统研究了目前华南寒武系纽芬兰统-第二统南皋阶Fe-S-C海洋化学数据在时间和空间(近岸-远洋)上的波动特征,发现寒武纪早期表层海洋虽已氧化,但深部海洋仍旧广泛缺氧铁化,硫化水体可能仅动态出现在陆架缺氧区域且受到硫酸盐供给的重要控制.伴随海侵、海退和硫酸盐输入等关键地球化学要素的波动,华南寒武纪早期这种海洋化学状态的空间结构展现了阶段性演化特征,并与这一时期生物辐射、"灭绝"的空间差异性和阶段性一致.生物与水化学的相关性还进一步表明早期动物可能具有较好地适应低氧环境的生存能力,但水体的硫化对其却是致命的.这一观点可很好地解释梅树村阶Ni-Mo富集层沉积时期陆架地区小壳动物群和外陆架-斜坡相海绵动物的消失.因此,海洋化学条件的时空波动及其效应很可能是寒武纪早期生命出现阶段式"灭绝"和辐射的关键原因之一. 相似文献
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热河生物群是一个极其重要的早白垩世陆相生物群,其核心分布区位于辽宁西部、河北北部和内蒙古东南部.这一生物群的研究历史超过150年,但直到20世纪90年代初期开始,一系列重要化石才被发现,包括带羽毛恐龙、早期鸟类、早期哺乳动物、访花昆虫以及早期被子植物等.这些发现对于了解现代地球生态系统中主要生物类群的起源(如鸟类和被子植物)和早期演化(如哺乳动物、访花和外寄生昆虫),了解现代陆地生态系统的孕育和产生等都具有极其重要的价值.文章对热河生物群的发现、研究历史和研究现状进行回顾,并对未来研究进行展望. 相似文献
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对华北中、新元古代燕山盆地发育的三个主要阶段的生物群面貌进行了总结,三个阶段分别为:长城系下部碎屑岩沉积阶段(A),长城系上部至蓟县系碳酸盐岩沉积阶段(B),蓟县系上部至青白口系碎屑岩沉积阶段(C).其中阶段B是本研究的重点研究层位.B阶段的页岩相化石虽然不甚丰富,但燧石相生物化石却有着较高的分异度和丰度,并具有多种类型的形态及纹饰.此外B阶段中缺乏大直径个体.阶段B的生物群丰度、分异度、浮游生物和底栖生物分异度比例、底栖球状化石平均直径、球形化石最大直径在时间尺度上具有明显的变化规律.笔者从中识别出了两个典型的生物群演变事件,两个事件都和地质事件相耦合.事件一发生于大红峪组三段,这一时期生物群中大个体浮游生物化石十分繁盛,推测可能与火山活动有关.事件二发生于高于庄组三段,这一时期的生物群发生了整体面貌的更替,该更替事件与叠层石衰减、海洋元素地球化学指标以及碳同位素等多个因素的变化耦合. 相似文献
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贵州独山地区晚泥盆世F-F生物灭绝后的先驱生物及其在生态系统重建过程中的意义 总被引：3，自引：0，他引：3
生物集群灭绝后, 大多数地区变成一个没有或缺乏生态系统的“生态裸地”. 研究率先进入这一“生态裸地”的先驱生物和在这一“生态裸区”上早期生态系统的形成过程, 对于阐明生物集群灭绝后生物演化非常重要. 晚泥盆世弗拉期(Frasnian)-法门期(Famennian)(F-F)之交生物集群灭绝事件后, 在贵州独山地区遗迹化石的出现和繁盛明显早于其他生物实体化石. 一些构造相对简单、在沉积物表面活动并以食沉积物为主的造迹生物往往率先进入这一集群灭绝后的“生态裸地”, 其习性构造经历了由简单到复杂的、从由二维层面到三度空间的开拓和发展, 遗迹化石的结构显示出这类造迹生物改造沉积物的能力逐渐增强、分异度逐渐增大的觅食效率提高, 逐步建立起一个新的生态系统的基础. 这个过程与前寒武纪-寒武纪之交的遗迹化石所显示的演化特征颇为相近. 弗拉期-法门期生物灭绝事件之后, 独山地区法门期的实体化石因泥盆纪-石炭纪界线之交的又一次灭绝事件只存在复苏阶段, 而缺少辐射阶段, 但遗迹化石结构和多样化演化的特征显示其经历了复苏期和辐射期两个发展阶段. 遗迹化石的演化为其他生物的复苏发挥了必要的生态链铺垫作用. 在生物集群灭绝后的“生态裸地”上, 随着导致灭绝事件的环境因素逐渐消失, 新生态系统的重建经历了“雏形生态系统”和“基础生态系统”两个形成生态链的铺垫阶段后, 逐步形成了一个“发达生态系统”. 新生态系统的建立为生物群复苏奠定了重要的基础. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(1)
2013年塔中地区中深1与中深1C井在寒武系盐下白云岩地层中实现了突破,发现了寒武系盐下内幕原生油气藏,揭开了寒武系勘探的新阶段.同时中深1、中深1C井盐下寒武系油气的发现,再一次引起了有关塔里木盆地海相油源的激烈争论.本文利用色谱、色谱-质谱及碳同位素分析手段,对中深1和中深1C井寒武系油气的地球化学组成特征进行了详细研究,并通过油(气)-油(气)、油-源对比,对它们的烃源问题进行了探讨.研究结果表明:中深1和中深1C井盐下寒武系油气可以划分为两个不同的族群,其中中深1井阿瓦塔格组挥发油与天然气应源自中-上奥陶统烃源岩;而中深1井肖尔布拉克组天然气、中深1C井肖尔布拉克组凝析油与天然气则均应源自寒武系烃源岩.塔中地区中深1和中深1C井盐下寒武系地层中两种不同来源油气的发现,表明塔中地区可能存在两种不同的油气资源,既有源自寒武系的油气亦有源自中-上奥陶统的油气. 相似文献
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塔里木地台北部寒武纪-奥陶纪层序地层及其与扬子地台和华北地台的对比 总被引：16，自引：0，他引：16
以详细的露头层序地层研究为基础,概述了塔里木地台北部寒武纪-奥陶纪的层序地层系统.该系统以不同级别的层序为基本单元所构成,包括35个三级层序,12个超层序,4个超层序组和2个巨层序.同时,结合地震剖面和钻井资料,对其中的重要层序界面特征进行了讨论,并通过生物地层与层序地层相结合的方法,标定了重要层序界面的年龄.通过对塔里木地台寒武纪-奥陶纪层序地层与扬子地台和华北地台同期层序地层的对比研究发现,其间有较好的对应关系.说明寒武纪-奥陶纪时中国三大地台上碳酸盐岩层序的发育主要受控于大区域和全球性的海平面变化.这为在我国三大地台区寒武系-奥陶系中开展以层序地层学为基础的高分辨率年代地层体制研究提供了理论支持. 相似文献
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华南埃迪卡拉纪地层发育,在不同时期保存多个特异埋藏化石生物群,记录了新元古代全球性冰期结束之后海洋生物群的演化轨迹.同时,华南埃迪卡拉系浅水台地相区碳酸盐岩沉积发育,记录了埃迪卡拉纪古海洋碳同位素组成的连续变化特征.在华南扬子区埃迪卡拉纪生物地层学、同位素化学地层学和事件地层学研究进展的基础上,结合放射性同位素地质年代学数据和国际埃迪卡拉系内部划分研究的主体趋势,提出中国埃迪卡拉系二统六阶的划分方案,其中上、下统分别包括三个阶.建议埃迪卡拉系上统的底界放在陡山沱组上部显著碳同位素负漂移(EN3)由正值向负值转换的层位.建议埃迪卡拉系下统第二阶的底界放在陡山沱组下部刺饰疑源类化石的首现层位,第二阶地层以碳酸盐岩碳同位素普遍正值(EP1)为特征;第三阶的底界置于陡山沱组中部碳同位素负漂移(EN2)由正值向负值转换的层位,第三阶以产出刺饰疑源类上组合为特征.埃迪卡拉系上统第五阶在华南以产出庙河生物群为特征,而第六阶则以产出石板滩生物群和高家山生物群为特征.今后的工作重点将是在深入细致的研究和讨论基础上,逐步明确各个统、阶界线的层型剖面和点位,以及正式名称.华南埃迪卡拉系的部分统、阶的界线剖面具有成为国际层型剖面的潜力. 相似文献
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地球生物学是地球科学与生命科学的交叉学科,其核心任务是探讨生物与环境的相互作用和协同演化.在分析国际地球生物学的研究进展、中国科学院学部地球生物学前沿论坛成果以及本专辑代表性论文的基础上,本文简要评述了重大地质突变期的地球生物学、地质微生物与全球环境变化以及极端环境地球生物学这三大主题的主要研究进展和存在的科学问题.在重大地质突变期的地球生物学方面,人们已经认识到生命的起源、辐射、灭绝和复苏等重大生命事件的发生与地球深部过程以及受其影响的海-陆-气环境过程密切相关;但对于地质历史时期生物与环境是如何协同演化的,其具体的机制和动力学过程是什么,还知之甚少.在地质微生物与全球环境变化方面,各类地质微生物功能群不仅灵敏地响应地质环境的变化,而且通过元素循环和矿物转变对地质环境产生重要影响;但人们对不同地质微生物功能群是如何通过协同作用而改变地质环境的,还了解得很少.在极端环境地球生物学方面,人们从深海、冰川冻土、地下水、洞穴和热泉等极端环境中发现和分离出一些重要的微生物,并开展了许多生物学的研究;但真正能上升到极端环境地球生物学的研究很少,极端环境微生物的地球化学功能还远未查明.地球生物学将大大拓展生物过程研究的时空范畴,在资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景.地球生物学需要多学科的协同研究,包括加强地质微生物的研究,加强生物地球化学循环的数据库建设和定量化模型研究,加强各类典型地质环境条件的研究,加强生物过程与物理化学过程的耦合研究. 相似文献
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贵州江口平引老堡组顶部的锆石SHRIMP年龄与对比意义 总被引：1，自引：0，他引：1
华南扬子地台下寒武统(相当于寒武系新划分方案的纽芬兰统和第二统)对于揭示早期生命演化、全球生物地球化学循环以及古海洋环境变化等一系列全球性的重大科学问题具有重要研究价值.其中,对该区下寒武统进行精确的绝对年龄标定是多学科交叉研究中至关重要的一个方面.对最近于贵州江口平引剖面老堡组顶部发现的钾质斑脱岩中锆石进行SHRIMPU-Pb年代学研究,其年龄结果为(536±5)Ma(MSWD=0.75),初步认为该钾质斑脱岩可以与前人集中研究的云南梅树村剖面朱家菁组中谊村段中部(第5层)钾质斑脱岩进行区域对比,这一对比结果显示过去仅发现于内部台地浅水环境的第5层钾质斑脱岩在扬子地台较深水环境亦存在沉积记录.平引剖面老堡组顶部钾质斑脱岩的年龄结果直接约束了该剖面牛蹄塘组底部Ni-Mo多金属层的绝对年龄应年轻于(536±5)Ma,表明将Ni-Mo多金属层作为前寒武系-寒武系界线是不适宜的.结合区域对比及碳同位素化学地层学全球对比研究成果,认为朱家菁组中谊村段中部(第5层)及其相当层位的钾质斑脱岩、石岩头组底部及其可对比层位的钾质斑脱岩以及Ni-Mo多金属层可作为扬子地台区域地层对比的三个重要标志层,它们相互一致的绝对年龄初步构建了华南下寒武统的时间框架. 相似文献
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<正>碳循环通过大气-海洋的酸碱及氧化还原过程对地球表层化学环境起着关键控制作用,是地球表层环境演化的“发动机”.因而,弄清地球碳循环演化对于理解地球宜居性演化至关重要.作为地球宜居性演化过程中由前寒武纪向显生宙-现代地球系统转变的关键期,埃迪卡拉纪(635～539Ma)在全球范围内发生了地质历史上最大的一次沉积碳酸盐碳同位素组成(δ13Ccarb)的负偏事件, 相似文献