科研进展
  • 鄂尔多斯盆地铜川组油页岩沉积环境研究新进展

      鄂尔多斯盆地位于华北克拉通西部,是我国第二大沉积盆地。盆地内发育有面积(8–10)×104 km2的连续型致密大油区,预估地质资源量为(35–40)×108吨,是我国油气资源最丰富的盆地之一。盆地内中三叠统铜川组的黑色页岩,含有丰富的有机质(TOC含量最高可达30%–40%),并保存了丰富的植物、介形类、昆虫、鱼、鱼粪等化石。该套黑色岩系广泛分布在鄂尔多斯盆地南部,是重要的潜在主力烃源岩。然而迄今为止,关于铜川组油页岩沉积环境条件仍未开展系统性研究。 
      鉴于此,中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生赵向东,在王伟(女)副研究员的指导下,与中石油长庆油田解古巍工程师和中石油勘探院潘松圻工程师等人合作,经过系统的野外样品采集和室内实验室数据分析,采用岩石矿物学和地球化学相结合的分析手段,分析了鄂尔多斯盆地霸王庄露头剖面铜川组油页岩的沉积环境。分析结果对铜川组油页岩的形成与保存环境恢复提供了重要依据,相关研究成果已于近期发表于国际期刊《地质学杂志》(Geological Journal)上。 
      本研究仔细观察了岩石薄片中有机质的赋存形式和沉积型黄铁矿的晶型特征,系统统计了岩石标本中草莓状黄铁矿的粒径分布范围;并在岩石薄片观察基础上,利用高分辨率设备分析了油页岩中的总有机碳(TOC)和黄铁矿含量、有机碳同位素(δ13Corg)和黄铁矿硫同位素(δ34Spy)组成特征。 
      本研究还发现铜川组油页岩中TOC含量平均值高达23 ± 9%,指示了当时湖泊沉积具有非常高的生产力,以及伴随而来的大量的有机质埋藏。其TOC含量不仅高于上覆延长组(鄂尔多斯盆地主力烃源岩)油页岩的TOC含量(6%–14%),也高于一些世界级优质烃源岩的TOC含量,如北非和阿拉伯半岛的早志留世海相油页岩(TOC最高值为10.5%)。这一结果进一步指示了铜川组油页岩较高的生油潜力。 
      油页岩中有机碳同位素(δ13Corg)特征表现为值域较窄,平均值为29.1 ± 0.7‰,表明沉积期碳循环稳定且持续,碳源主要为湖泊中浮游光合植物。同时,地层中发育大量夹层火山灰,说明该时期火山活动频繁,火山喷发带来的铁、磷、硅等营养元素进入水体后可以迅速释放并成为浮游光合植物的可利用元素,进而提高了湖泊中的初级生产力。 
      铜川组油页岩中黄铁矿晶体以草莓状黄铁矿形态为主,平均粒径和值域分布范围均较大(7.0 ± 1.7 μm 至14.3 ± 6.8 μm),表明油页岩沉积过程中底层水为含氧-次氧化状态。黄铁矿含量平均值高达7 ± 3%,指示该时期的硫酸根氧化还原界面较浅,接近水-岩交互界面,以保持湖水中硫酸盐可以畅通扩散至孔隙水中的开放环境,从而形成高含量的以草莓状黄铁矿为主的沉积型黄铁矿。 
      铜川组油页岩黄铁矿硫同位素(δ34Spy)值相对较高且变化较小(4.1‰至4.9‰),可能是由于较高沉积速率等因素导致了硫同位素无法达到最大分馏(Δ34S < 40‰)。且相对稳定的δ34Spy值也从侧面证实了该套油页岩沉积时期水体中较浅的硫酸根氧化还原界面。 
      总体而言,铜川组油页岩沉积在含氧-次氧化的湖泊底层水条件下;较浅的氧化还原界面结合较高的沉积速率和较高的初级生产力可能在铜川组油页岩的形成和沉积保存中起到了关键作用。同时,较浅的氧化还原界面也有利于沉积物中化石的保存。 
      本项研究在进行基础科学问题探讨的同时,也为油气资源勘探提供了新的见解。相关研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委和中国石油天然气股份有限公司的资助。 
      论文信息: Zhao, X., Wang, W.*, Xie, G., Pan, S., Jarzembowski, E. A., & Zheng, D. (2021). Depositional environment of Middle Triassic organic-rich shales in the Ordos Basin, Northwest China. Geological Journal, 1–12. https://doi.org/10.1002/gj.4215 
      图1:研究剖面柱状图与野外露头照片
      图2 霸王庄剖面油页岩标本的岩石矿物学研究
      图3 霸王庄剖面的地球化学数据分析综合曲线
    29
    2021-07
  • 新疆库鲁克塔格北区晚奥陶世珊瑚研究新进展

      日射珊瑚是古生代一种重要的珊瑚类群,也是古生代演化动物群的重要组成部分。晚奥陶世是奥陶纪生物大辐射的最后高潮,也是这类珊瑚起源和早期演化的关键阶段,但由于该时段的化石记录相对较少,且仅在澳大利亚、北美和我国华南等部分地区了解较详,使得人们对其演化过程与分类等方面的认识尚不充分。 
      塔里木板块保存有晚奥陶世珊瑚记录,其中,在板块东北缘的库鲁克塔格北区的哈达布拉克塔格组,产出有该板块迄今为止唯一的凯迪晚期日射珊瑚。但由于该地区交通不便、野外工作条件恶劣等原因,该珊瑚动物群自上个世纪60年代初被首次报道以来,一直缺乏更为深入的研究,亟待通过现代修订以更好地探讨其在演化、生物地理、系统分类等方面的意义。 
      近期,中国科学院南京地质古生物研究所研究生崔雨浓在王光旭副研究员的指导下,通过对化石新材料及模式标本的系统整理研究,在库鲁克塔格地区这套珊瑚动物群的面貌、生物地理等方面取得了新的认识。研究为塔里木晚奥陶世珊瑚演化过程的理解提供新数据,对同期相关块体古地理位置的确定亦有重要意义。相关研究已发表在国际期刊Alcheringa上。 
      经过系统古生物描述和鉴定,该日射珊瑚动物群共计4属6种,包括前日射珊瑚类 Khangailites sinkiangensis (Yu)、W. sinkiangensis Yu和Wormsipora orientalis (Yu),似网膜珊瑚类 Plasmoporella maxima Yu和P. subtilis Yu, 以及前孔珊瑚类 Propora squmeosa (Yu)。同时,通过与东冈瓦纳及其边缘块体的同期动物群比较后发现,其与哈萨克斯坦的动物群面貌最为接近,从而指示两者之间可能存在强烈的生物地理联系。相比之下,该动物群与我国华南和澳大利亚同期的联系要弱得多。 
      该研究得到国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项(B类)和中国科学院青年创新促进会的联合资助。     
      论文相关信息: 
      Cui, Y.N., Wang, G. X. 2021. Revision of late Katian (Late Ordovician) heliolitine corals from northern Kuruktag in northeastern Tarim Basin of China. Alcheringa, 1–17. https://doi.org/10.1080/03115518.2021.1934898. 
       
      插图1 新疆库鲁克塔格北区凯迪晚期日射动物群的代表性分子Khangailites sinkiangensis (Yu)
       
      插图2 晚奥陶世凯迪期古地理复原图,示意塔里木板块与哈萨克斯坦密切的动物群联系
    22
    2021-07
  • 中国泥盆系-石炭系界线研究新进展

      “金钉子”,即全球标准层型和点位(GSSP),是显生宙全球年代地层划分和对比的基石,也是探索地球地质历史和生命演化进程的共同科学语言;在地层学和古生物学研究领域具有重要的科学意义。 
      泥盆系-石炭系界线“金钉子”由国际地质科学联合会于1990年正式批准,位于法国La Serre剖面89层之底,并以牙形类Siphonodella praesulcata→Si. sulcata演化谱系中Si. sulcata的首现为标志。确立之初,还包括两条辅助层型剖面:分别是德国莱茵地区的Hasselbachtal剖面和我国广西壮族自治区桂林市南边村剖面。然而,近年来的研究表明泥盆系-石炭系界线“金钉子”的位置及界线定义均存在重大争议,为此国际地层委员会(ICS)成立了泥盆系-石炭系“金钉子”重新定义工作小组,负责修订和选择新的界线定义和层型剖面。 
      为检验新提出的泥盆系-石炭系界线标志,即“牙形刺Protognathodus kockeli带之底,石炭纪型生物辐射开始和重大海退事件之顶,和D-C之交Hangenberg生物大灭绝事件的结束”,在全球范围内的适用性以及展示近年来全球泥盆系-石炭系界线的研究成果,界线工作组组长Markus Aretz博士和副组长Carlo Corradini博士近期在国际期刊Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments上组织出版了《全球泥盆系-石炭系界线综述》专辑。 
      作为全球泥盆系-石炭系界线研究重点区域之一,中国泥盆系-石炭系界线综述由中国科学院南京地质古生物研究所郄文昆研究员与北京大学、南京大学合作者共同完成。该文详细介绍了中国泥盆系-石炭系界线的研究历史与现状。
      文中展示了华南、西准噶尔和西藏等地的标准泥盆系-石炭系界线剖面。华南地区是全球泥盆系和石炭系研究的重点地区,拥有完整的海相地层。近岸至远岸的生态系断面,可以系统开展生物地层学、事件地层学和地球化学综合研究,建立高精度的综合地层格架,揭示关键转折期的气候环境背景,进而查明不同相区的生物演化事件和地层序列对比关系。 
      专辑里文章还对中国泥盆纪-石炭纪之交的生物事件、环境事件的最新进展成果进行了系统总结。在泥盆纪-石炭纪之交,华南地区发生了一次明显的海退事件,对应于Hangenberg生物大灭绝事件的主幕,并伴随着海洋碳、氮循环异常和海洋缺氧。这一事件导致了泥盆纪型生物的大量灭绝,浅海生态系统中后生动物生物礁的消亡,而深水相黑色页岩事件沉积中仅见少量机会种(如菊石类Postclymenia cf. evoluta和双壳Guerichina)和孢粉化石;Hangenberg事件第二幕,华南地区的气候环境持续动荡,对应于冰消期海侵序列、全球碳同位素峰值和小尺度的生物灭绝事件,牙形动物群发生了明显的更替,转变为polygnathid-protognathodid生物相。然而,华南地区Protognathodus动物群受生境控制明显,在盆地相、斜坡相和台地边缘相地层中出现,而在浅水相地层中几乎未见报道。与此同时,华南地区Protognathodus动物群丰度极低,绝大多数剖面中Pr. meischneri-Pr. collinsoni-Pr. kockeli的演化序列无法识别出来,而Pr. kockeli的首次出现往往对应于岩性界面,无法作为泥盆系-石炭系界线的标准化石。     
      论文相关信息: Qie, W., Sun, Y., Guo, W., Nie, T., Chen, B., Song, J., Liang, K., Yin, B., Han, S., Chang, J., Wang, X., 2021. Devonian-Carboniferous boundary in China. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments 101, 589-611. https://doi.org/10.1007/s12549-021-00494-z (Note: Springer offers free access till of 18th of August, 2021) 
      专辑相关信息: Aretz M., Corradini C., 2021. Global review of the Devonian-Carboniferous Boundary. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101 (2). 
      图1. A) 泥盆纪晚期中国各板块古地理位置图,据Ron Blakey (www2.nau.edu/rcb7)修改;B) 中国泥盆纪构造地层分区和研究程度较高的泥盆系-石炭系界线剖面
      图2. 国际泥盆系-石炭系界线辅助层型剖面-中国桂林南边村剖面
      图3. 贵州长顺县睦化地区睦化II泥盆系-石炭系界线剖面
      图4. 华南泥盆系-石炭系界线层重要的浅水相牙形类分子,Hangenberg事件层和杜内阶下部分别以polygnathid-clydagnathids 生物相和地方性siphonodellids生物相为特征
       
      图5. 华南泥盆系-石炭系界线层重要的广海型牙形类分子,Hangenberg事件层和杜内阶下部分别以polygnathid-protognathodid生物相和siphonodellids生物相为特征
      图6. 华南泥盆系-石炭系界线层地球化学综合对比图
    20
    2021-07
  • 华北中元古代微体化石研究新进展

      距今约18.5亿至8.5亿年间的元古宙中期被认为是地球历史中“枯燥的十亿年”(Boring Billion),但从生命演化的角度来看却是真核生物起源和早期演化的关键时期。通过化石记录和分子钟的研究表明,这一时期真核生物发生了多次重大演化事件,例如:真核细胞的复杂化、多细胞化、有性生殖起源等等。然而,目前关于真核生物的起源和早期演化方面仍有太多未知和谜题,例如真核生物早期演化中这些重大事件发生的具体时间和可靠的化石证据,早期真核化石的生物亲缘关系和多样性,以及它们能否与现代真核生物进行类比等。  
      我国华北燕山地区广泛出露元古宙中期沉积地层,化石资源丰富,是进行真核生物起源和早期演化研究的理想地区。近几年来,中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究组在该套地层中屡次获得重要发现,包括全球已知最古老的真核生物化石群(17亿年前的常州沟组和串岭沟组)(Miao et al., 2019, Precambrian Research)和大型多细胞真核生物化石群(15.6亿年前高于庄组)(Zhu et al., 2016, Nature Communications)。 
      该地区中元古代下马岭组(13.6亿前)是一套以深色页岩为主的沉积地层,有机质含量高但成熟度较低,是我国非常规油气资源勘查的重点关注层段之一。近些年来,国内外课题组在下马岭组地层学、有机质演化以及沉积盆地环境等方面研究获得多项重要进展。然而,针对下马岭组微体化石方面的研究程度相对较低。下马岭组是否含有真核生物化石?其多样性如何?这些问题不仅对研究真核生物起源和早期演化非常重要,也对探索下马岭组中有机质来源和评估油气等具有重要价值。 
      近期,南京古生物所朱茂炎研究组博士后苗兰云,与瑞典乌普萨拉大学Malgorzata Moczydlowska教授合作,在天津市蓟州区13.6亿前的中元古代下马岭组底部地层获得大量保存精美的有机质壁微体化石,其中包括12种真核生物化石。此次研究初步探明了下马岭组中微体化石组成面貌和真核化石多样性,为该组烃源岩生烃母质的来源提供参考依据。相关研究成果已于近期发表于国际地学类学术期刊《前寒武纪研究》(Precambrian Research)上。 
      此项研究发现,下马岭组底部地层中微体化石保存非常精美,颜色呈淡黄色至深棕色,主要由单细胞类型、丝状体和细胞集合体组成,包括28属,36种微体化石,含1新属、1新种和5种未命名类型。依据细胞形态复杂度和大小,在下马岭组微体化石中识别出12种真核生物化石,包括6种具微米级装饰或纹饰(如点状突起、管状突起、网状纹饰、环赤道翼膜、同心圆状纹饰)的圆形膜壳,5种具复杂膜壁结构(板片结构、“球中球”结构等)的圆形和椭圆形膜壳,以及1种具纵纹的管状化石Jixiania lineata。其中,超过半数的化石类型在该组为首次发现,从而表明下马岭组中微体化石的多样性比早前认识要高很多。总体上,下马岭组的微体化石组成面貌与世界其他地区同期地层相似,但多样性略高。 
      另外,与全球中元古代地层类似,下马岭组中绝大多数微体化石地层延限很长。而具纵纹的管状化石Jixiania lineata因其地层延限较短,是唯一具有生物地层学意义的化石分子,目前已在世界多个地区(如澳大利亚、美国、西伯利亚)的中元古代早期地层中发现。此化石在我国燕山地区的发现进一步扩大了其地理分布范围,也进一步提高了其作为中元古代早期地层标准化石的潜力。 
      本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略先导科技专项(B类)的共同资助。 
      论文相关信息: 
      Miao, L., Moczydlowska, M., Zhu, M., 2021. A diverse organic-walled microfossil assemblage from the Mesoproterozoic Xiamaling Formation, North China. Precambrian Research 360, 106235. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106235 
      图1. 下马岭组有机质壁微体化石组成面貌及其复原图
       
      图2. 下马岭组中具简单形态的单细胞微体化石
       
      图3. 下马岭组中多样的细胞集合体
       
      图4. 元古宙中期有机质壁微体化石地层延限
    12
    2021-07
  • 二叠纪末野火事件与陆地植被系统演替系列研究进展

      野火事件是陆地生态系统的重要组成部分,在地质历史的诸多重大变革中扮演了至关重要的角色。二叠-三叠纪之交发生了地质历史上规模最大的生物绝灭事件,近年来关于陆地生态系统对该事件响应的研究逐步成为焦点。目前已有越来越多的证据表明晚二叠世全球范围内曾频繁发生重大的野火事件,因此,深入研究该时期野火事件对了解二叠纪-三叠纪之交陆地生态系统的崩溃和植被的演替过程具有重要意义。 
      近期,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队张华研究员和博士研究生蔡垚峰等与南京大学、云南大学的合作者,对中国新疆维吾尔自治区大龙口剖面和贵州省西部冷清沟剖面二叠系-三叠系之交的炭屑化石及有机碳同位素等开展了详细研究,发现火山活动与野火事件存在关联性。相关成果已在线发表于《地球科学评论》(Earth-Science Reviews)和《地学前沿》(Frontiers in Earth Science)期刊上。 
      大龙口剖面锅底坑组中下部具有丰富的炭屑层位,且由底至顶炭屑丰度增加,证明野火事件在该地区晚二叠世频繁发生并有愈演愈烈的趋势,炭屑的平均反射率反映其野火类型以地表火为主;但在锅底坑组上部野火机制发生了显著变化,表现为炭屑最高反射率的骤然下降和林冠火的缺失,进而反映出当时陆地植被系统的崩溃状态,对野火而言则代表了植物燃料在该阶段的极度匮乏。此外,不同种类的炭屑在地层中的分布、植物角质层类型的变化,以及前人的孢粉证据也支持该阶段前后植被系统曾发生去森林化现象。通过有机碳同位素组成的变化、指示火山活动的汞元素含量与炭屑丰度三者之间的耦合表明:火山活动可能是碳同位素组成变化和野火事件发生的深层驱动力,同时野火事件导致的同位素分馏和埋藏也可能进一步影响有机碳同位素组成的变化。 
      在冷清沟剖面地层中,由野火事件形成的炭屑在宣威组上部频繁出现,且反射率高、种类多样;而在卡以头组炭屑的反射率显著降低,同时伴随着种类的减少;表明两组野火燃料存在差异,野火类型亦由高温的林冠火转变为低温的地表火。这一结果支持了前人关于植被系统从宣威组的热带雨林到卡以头组滨海草地演替的观点。此外,宣威组顶部的煤层中存在一层显著的火山灰,通过进一步详细采样分析,发现有机碳同位素组成和炭屑丰度在该火山灰层前后发生了急剧的变化,表现为碳同位素组成出现4.08‰的负漂并伴随炭屑丰度骤减。这一研究结果也进一步证明火山活动驱使了野火事件强度的增加,后者在该时期对植被的干扰和影响到达顶峰,并在短时间内快速摧毁了原有的陆地植被系统,促进了西南地区植被系统在二叠纪-三叠纪之交从热带雨林到滨海草地的演替。 
      上述研究受到中国科学院先导战略专项B类项目和国家自然科学基金委基金项目等的共同资助。 
      论文相关信息: 
      Cai, Y.F., Zhang, H. *, Cao C.Q., Zheng, Q.F., Jin, C.F., Shen, S.Z., 2021. Wildfires and deforestation during the Permian–Triassic transition in the southern Junggar Basin, Northwest China. Earth-Science Reviews 218 (7): 103670 DOI:10.1016/j.earscirev.2021.103670 
      Cai, Y.F., Zhang, H. *, Feng, Z., Shen, S.Z., 2021. Intensive wildfire associated with volcanism promoted the vegetation changeover in Southwest China during the Permian–Triassic transition. Frontiers in Earth Science. 9: 615841. https://doi.org/10.3389/feart.2021.615841 
       
      大龙口剖面具不同解剖结构的炭屑化石扫描电镜图像
      大龙口剖面有机碳同位素、Hg/TOC值、孢粉类型和丰度、炭屑丰度、反射率和不同种类炭屑在地层中的变化
      冷清沟剖面具不同解剖结构的炭屑化石扫描电镜图像
      冷清沟剖面的有机碳同位素、炭屑丰度和不同种类炭屑在地层中的变化
    02
    2021-07
  • 华南下扬子区奥陶纪综合地层学研究新进展

      奥陶纪生物大辐射是早古生代一次重大生物宏演化事件。中奥陶世达瑞威尔期是奥陶纪牙形类辐射演化关键时期,建立高精度地层框架对深入认识这一生物事件至关重要。近年来,华南中、上扬子区综合地层学研究表明中-晚奥陶世之交的地层连续性存在一定的疑问。然而,目前对于华南下扬子区奥陶系的认识仍较为欠缺,生物地层学、化学地层学综合研究也亟待开展。 
      安徽石台地区代表了下扬子区奥陶系典型沉积,地层发育连续,是开展相关地层学研究的理想地区。最近,中国科学院南京地质古生物研究所博士生龚方怡在吴荣昌研究员的指导下,对该地区丁香剖面以及大岭剖面中、上奥陶统开展了大量牙形类样品采集以及碳同位素样品分析工作。通过对牙形类以及碳同位素地层学综合研究,揭示了该地区牙形类动物群面貌,建立了高精度的牙形类生物地层以及碳同位素地层框架,优化并加强了区域及全球间地层对比,为更好地理解中、晚奥陶世地层发育情况奠定了基础。相关研究成果发表于Alcheringa以及Geological Journal。 
      通过对安徽石台大岭剖面牯牛潭组至宝塔组地层中56个牙形类样品系统分析,共获得5228枚牙形类标本;基于牙形类系统古生物学研究,鉴定出20属29种。依据化石属种的产出情况,该剖面共识别了7个牙形类生物带,自下而上依次为:Lenodus antivariabilis带、Lenodus variabilis带、Yangtzeplacognathus crassus带、Dzikodus tablepointensis带、Yangtzeplacognathus jianyeensis带、Baltoniodus alobatus带以及Hamarodus brevirameus带,并与上扬子台地宜昌地区以及塔里木、华北、波罗的、阿根廷等地区进行了精细的对比,揭示了在牯牛潭组顶部与上覆大田坝组之间缺失了Eoplacognathus suecicus带至Pygodus anserinus下部的地层。此外,本研究对该剖面牙形类多样性还进行了统计分析,其多样性峰值记录于中奥陶世达瑞威尔中期Dzikodus tablepointensis带,并在凯迪早期Hamarodus brevirameus带表现出小幅的上升,这与前人统计华南的整体趋势相当。 
      在牙形类生物地层研究的基础上,研究人员对大岭剖面以及邻近丁香剖面的中上奥陶统进行了无机碳同位素地层研究。在牯牛潭组上部识别了MDICE(Middle Darriwilian Isotopic Carbon Excursion)事件的上升段、大田坝组上部识别了近1‰幅度的碳同位素波动以及宝塔组识别了GICE(Guttenberg Isotopic Carbon Excursion)事件,并将以上三次碳同位素漂移事件进行了区域及全球间的对比,进一步提高了不同地区中、上奥陶统的对比精度,并揭示了在全球多个地区存在的中奥陶世达瑞威尔中晚期地层缺失现象。 
      本研究得到中国科学院先导专项B类和国家自然科学基金的资助。 
      论文相关信息:Gong, F. Y., Wu, R. C., Zhen, Y. Y., Luan, X. C., Zhan, R. B., Yan, G. Z. 2021. Conodont biostratigraphy and biodiversity of the middle to Upper Ordovician near Shitai of Anhui Province, South China. Alcheringa, In press. https://doi.org/10.1080/03115518.2020.1861325 
      Gong, F. Y., Joachimski, M. M., Yan, G. Z., Li, L. X., Wei, X., Wu, R. C. 2021. Middle to Late Ordovician carbon isotope chemostratigraphy of the Lower Yangtze Platform: implications for global correlation. Geological Journal, 56, 2772-2784. https://doi.org/10.1002/gj.4068 
      丁香剖面及大岭剖面
      大岭剖面牙形类生物扫描电子显微图版
      大岭剖面牯牛潭组至宝塔组地层识别的牙形类生物带
    22
    2021-06
  • 缅甸琥珀中发现原位立体保存的甲虫肌肉

      肌肉、神经等软组织为重建生物的演化历史提供了不可替代的重要信息。然而在一般的印痕化石中,内部软体组织极为罕见。即使偶有保存,也通常表现为被压扁的痕迹,立体信息几乎完全丢失。 
      琥珀作为一种特异埋藏化石,具有远高于印痕化石的保存潜力。此前研究者已从新生代波罗的海琥珀、多米尼加琥珀、瓦兹琥珀中的多种昆虫化石中识别出肌肉组织。但在年代更为久远的白垩纪中期缅甸琥珀中,昆虫肌肉仅有过一次报道,发现于一种膜翅目昆虫中。 
      为此,中国科学院南京地质古生物研究所的科研助理李言达、蔡晨阳研究员等人对缅甸琥珀中的原鞘亚目甲虫开展了一系列形态解剖学和分类系统学研究(Li et al., 2020a,b, 2021a,b)。近日,在对灭绝的副齿边眼甲属(Paraodontomma Yamamoto, 2017)一新种的研究中,发现了甲虫体内原位立体保存的肌肉。该项研究成果已于2021年6月4日在线发表于国际动物学期刊Papéis Avulsos de Zoologia上。 
      研究采用了荧光、激光共聚焦成像等方法对新种薄脊副齿边眼甲(Paraodontomma leptocristatum Li, Yamamoto & Cai, 2021)及前人报道的同属物种进行观察,获得细致的外部形态机构信息。研究发现该副齿边眼甲属的鞘翅缘折不具翅室,可能不属于网眼甲族(Brochocoleini)。该属的不同种类的鞘翅均具有横脊,同时鞘翅上还具有一种近圆形小鳞片,此前未在其他眼甲科物种中报道过,可能是该属的自有衍征。 
      通过显微CT扫描,揭示了薄脊副齿边眼甲标本保存较好的内部软组织结构,其中后胸部分的肌肉保存最为完好。在显微CT下,缅甸琥珀中的昆虫标本通常表现为一个空腔或一个同质的高吸收度实体,内部结构的保存非常罕见。这些肌肉没有表现出明显的皱缩,可能表明其保存时经历了快速的干尸化过程。本次肌肉的发现还进一步证明了缅甸琥珀潜在的埋藏学价值。 
      本项研究由中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金委和科技部第二次青藏高原综合科学考察研究共同资助。 
      论文信息: 
      Li, Y.-D., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2020a. A miniaturized ommatid beetle in mid-Cretaceous Burmese amber (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 60, e20206063. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2020.60.63 
      Li, Y.-D., Tihelka, E., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2020b. A close affinity of the enigmatic genus Stegocoleus with Lepidomma revealed by new fossil evidence (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Palaeoentomology 3(6), 632–640. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.3.6.15 
      Li, Y.-D., Huang, D., Cai, C.*, 2021a. Revisiting the morphology and systematic placement of the enigmatic Cretaceous ommatid beetle Bukhkalius lindae (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 61, e20216128. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2021.61.53 
      Li, Y.-D., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2021b. New species of Paraodontomma from mid-Cretaceous Burmese amber with muscle tissue preservation (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 61, e20216153. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2021.61.53 
      薄脊副齿边眼甲(Paraodontomma leptocristatum)的整体形态,普通反射光     
       
      薄脊副齿边眼甲(Paraodontomma leptocristatum)的形态细节,激光共聚焦显微图像 
      薄脊副齿边眼甲(Paraodontomma leptocristatum)的显微CT切面,示立体保存的肌肉组织 
    21
    2021-06
  • 青藏科考发现埃迪卡拉生物群化石
    2020年7月,南京古生物所早期生命研究团队与北京大学、成都理工大学的科研人员合作,在对青藏高原柴达木盆地开展野外科学考察的过程中,首次在柴达木板块北缘的全吉山地区发现了典型的埃迪卡拉生物群化石。这是继湖北三峡地区之后,在中国发现的第二个埃迪卡拉生物群化石产地;也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。
      青藏高原是中国科学院南京地质古生物研究所的重点研究地区之一。长期以来,南京古生物所科研人员在青藏高原古生物学、地层学和古地理学研究,以及探讨高原隆升过程等方面都做出了重要贡献。近年来,以现代古生物学和地层学国家重点实验室中青年科学家为主的地层古生物研究团队,正在执行我国第二次青藏的科考任务。 
      2020年7月,南京古生物所早期生命研究团队与北京大学、成都理工大学的科研人员合作,在对青藏高原柴达木盆地开展野外科学考察的过程中,首次在柴达木板块北缘的全吉山地区发现了典型的埃迪卡拉生物群化石。这是继湖北三峡地区之后,在中国发现的第二个埃迪卡拉生物群化石产地;也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。相关成果于2021年6月14日在线发表于国际知名地学类综合性期刊《地质学》(Geology)。 
       
      联合考察队伍在全吉山 
      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。埃迪卡拉生物群包括多种类型的宏体软躯体生物,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。同时,对全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比,可为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供重要证据。 
      全吉山剖面野外照片,其中全吉山生物群产于皱节山组紫红色砂岩底部 
      全吉山地区位于柴达木板块北缘的欧龙布鲁克微陆块。全吉群在该区域发育良好,与下伏古元古代达肯大坂群变质岩和上覆寒武纪小高炉群均为不整合接触。全吉群上部地层由老到新依次为红藻山组、黑土坡组、红铁沟组和皱节山组。其中红铁沟组为冰川发育时期沉积的冰碛岩。联合考察队伍在全吉山剖面皱节山组发现大量宏体化石,将该化石组合命名为全吉山生物群。 
      本次在皱节山组新发现的埃迪卡拉化石以恰尼虫(Charnia)为代表。恰尼虫是埃迪卡拉纪晚期固着生长于海底的叶状体生物,也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。虽然埃迪卡拉生物群的亲缘关系尚存争议,但最近的研究证据表明,至少它们中的一部分可能是后生动物的祖先,和现生的动物门类存在联系,其中就包括恰尼虫。 
       
      全吉山生物群的代表性埃迪卡拉化石恰尼虫(A-C)和陕西迹(E-G) 
      此外,皱节山组产出数量更为丰富的陕西迹(Shaanxilithes)化石。陕西迹是一种具有密集排列横纹的条带状化石。陕西迹普遍发现在距今5.5~5.39亿年的地层中,包括华南、华北、印度、西伯利亚以及纳米比亚,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,说明皱节山组的沉积时代很可能为距今5.5-5.39亿年前。在全吉山地区,皱节山组底部盖帽白云岩和下伏红铁沟组冰碛岩呈连续沉积,其间没有发生沉积间断,表明红铁沟组冰期沉积发生的时间是埃迪卡拉纪晚期,且很可能晚于约5.8亿年前的噶斯奇厄斯(Gaskiers)冰期(新元古代最后一次冰期)。 
      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。在宁夏贺兰山地区,新元古代地层由正目观组(冰碛岩)和兔儿坑组(粉砂质板岩)组成;在豫西地区,新元古代地层则由罗圈组(冰碛岩)和东坡组(粉砂岩)组成。它们与全吉群上部的红铁沟组(冰碛岩)和皱节山组(细砂岩)组合非常相似,并且在碎屑岩地层中都产出陕西迹化石。同时,在上述地区,冰碛岩和碎屑岩地层的组合与上覆寒武纪和下伏古-中元古代地层均呈不整合接触。 
      柴达木盆地全吉山、华北板块西缘贺兰山及南缘豫西地区代表性剖面地层对比关系 
      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。在新元古代雪球地球时期,冰川在全球范围内广泛发育,而显生宙的冰期,如晚奥陶纪冰期和石炭纪-二叠纪冰期,冰川仅在中-高纬度地区出现,这一模式可能在埃迪卡拉纪晚期已经开始。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。 
       
      埃迪卡拉纪末期(5.5亿年前)柴达木板块与华北板块在全球古地理中的位置 
      本研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究“新元古代-古生代重要转折期生物多样性变化及其演化”专题、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金委员会、国家科技部、中国科学院青年创新促进会等项目的联合资助。 
      论文信息: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, https://doi.org/10.1130/G48842.1 
    18
    2021-06
  • 《地球上消失的生命:生命历史上的大灭绝》 正式出版

      由中国科学院南京地质古生物研究所孟凡巍副研究员与方艳高级工程师翻译的美国科普作家Jon Erickson的《地球上消失的生命:生命历史上的大灭绝》(Lost Creatures of the Earth: Mass Extinction in the history of life)一书,于2021年4月由科学出版社正式出版。 
      地质历史的长河中,出现过许多光怪陆离的生物,它们或昙花一现,或繁衍至今。这些幸存下来的生物组成了如今我们熟知的自然界。而通过过去沉积岩石的年龄,可以识别出这些生物化石出现的先后顺序。 
      从生命起源到人类演化,从深邃深海到遥远星空,图书系统介绍了各个地质时代中出现的主要化石类型和对生命的探索历程,内容专业而详尽。译本后附有各种地质术语的解释及英文对照。该书可以作为地层学与古生物等地质学相关专业本科生、从业工作者的参考手册,亦可作为青少年爱好者的高级科普读物。 
      该图书得到中国自然科学基金中以合作项目以及中科院基础前沿科学研究计划的支持。   
      书籍出版信息:美国Jon Erickson著,孟凡巍、方艳 译, 2021年4月出版, 《地球上消失的生命:生命历史上的大灭绝》,科学出版社, ISBN:978-7-03-063998-1
      
    15
    2021-06
  • 四川盐边志留纪牙形类动物群研究新进展

      牙形类是志留系研究中的重要门类之一,在生物宏演化和生物地层等研究中起到重要作用。华南志留系牙形类研究过去多集中于兰多维列统(Pterospathodus eopennatus带之下)、罗德洛统上部和普利道利统,而对于兰多维列统上部和温洛克统的牙形类的研究却相对薄弱,生物地层划分和对比的精度也有待提高。 
      此外,近三十年来,志留纪生物事件研究取得重要进展,已识别出多个生物灭绝以及环境事件,例如Ireviken、Mulde和Lau等事件,其中发生于志留纪温洛克世早期的Ireviken事件被认为重创了牙形类动物群。然而,该事件的研究主要是基于波罗的卡地区的材料来展开的,尚欠缺其他地区的证据。因此,华南兰多维列统和温洛克统牙形类的研究不仅是志留系国际标准生物地层建立过程中不可或缺的一步,还对深入理解牙形类宏演化过程具有重要意义。 
      我国四川盐边的稗子田剖面长期以来被认为是华南志留系兰多维列统至罗德洛统中上部发育最完整的剖面。该剖面出露良好,有较好的工作基础条件,是研究华南志留纪早中期牙形类最理想的剖面之一。但是,长期以来,前人对这个剖面的牙形类仅开展了生物地层学研究,可整体牙形类动物群面貌并不是很清楚,缺乏系统的研究报道。 
      近期,中国科学院南京地质古生物研究所博士生闫冠州在吴荣昌研究员的指导下,对盐边稗子田志留系兰多维列统和温洛克统地层进行了详细的牙形类样品采集,力图通过系统研究,全面揭示兰多维列世晚期至温洛克世的牙形类动物群面貌,构建高精度的牙形类生物地层框架,并实例分析牙形类历经志留纪温洛克早期Ireviken事件的表现型式。相关研究成果于近期在线发表在Papers in Palaeontology上。 
      经实验室分析,在盐边稗子田志留系下稗子田组和上稗子田组共挑选产出32000余枚牙形类,通过精深的系统古生物学研究,鉴定出17属50种,并建立一新种Apsidognathus yanbianensis sp. nov.。其中生物地层学中重要的牙形类Aulacognathus chapini、Kockelella amsdeni、Kockelella ranuliformis、Kockelella walliseri和Pseudooneotodus linguicornis等为华南首次报道。基于牙形类各个属种的产出情况,识别6个牙形类化石带,自下而上依次为:Pterospathodus eopennatus带、Pt. amorphognathoides angulatus延限带、Pt. a. amorphognathoides超带、Kockelella ranuliformis带、Kockelella walliseri延限带和Kockelella patula延限带,并与北美、波罗的卡和澳大利亚等地区进行了细致的对比。 
      本次研究还运用定量统计方法,系统分析了稗子田剖面牙形类多样性演变和动物群转换事件,识别出特列奇阶Pterospathodus amorphognathoides amorphognathoides超带下部的牙形类多样性峰值和华南Ireviken生物事件的发生层位以及牙形类动物群转换型式。此外,根据丰富的标本产出,对比了特列奇阶关键带化石Pterospathodus的种(或亚种)在华南、北美和波罗的地区地层延限,提出生态特征差异可能是Pterospathodus的种或亚种在不同地区延限不同的原因。 
      本研究得到中国科学院先导专项B类和国家自然科学基金的资助。 
      论文相关信息:Yan, G.Z. & Wu, R.C. 2021. Silurian (late Llandovery – Wenlock) conodont fauna and biostratigraphy from the Yanbian area of Sichuan Province, south‐west China. Papers in Palaeontology, 1-32, https://doi.org/10.1002/spp2.1364 
      四川盐边稗子田剖面牙形类产出
      稗子田剖面牙形类多样性演变和动物群转换型式 
      图示稗子田剖面部分牙形类化石
      
    31
    2021-05