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    新元古代伊迪卡拉纪晚期至寒武纪早期“大世纪之交”过渡期间,出现了一系列地质环境剧变和生物快速演化事件。地球历史上重大时期地质突变过程一直是国际研究的前沿和焦点,多生物门类在这个时期爆发式出现并迅速辐射演化,其化石记录是我们了解早期生命演化过程的重要证据。

    中国地质调查局地质研究所唐烽研究员及多所院校组成的研究团队经过数年的考察发掘和采集,在云南安宁地区发现了一类宏体碳质压膜的实体化石新材料,命名为“条纹垂带虫”(Rugosusivitta orthogonia新属新种)。化石整体呈宏体丝带状,两侧对称,同时具有平行排列、致密整齐的横纹和纵纹,多见折叠的形式弯曲保存,喻示了化石生物的活体呈长条的扁平状而非圆柱状。这些化石赋存在两层主磷矿层之间斑脱岩夹层下0.68m处,而这一夹层的地质时代为535.2±1.7Ma(图1),这一热事件接近最早冠轮动物类群的出现时间,表明这些化石很可能代表了冠轮动物的早期原型,可能是最原始的扁形动物(扁虫类Flatworms)的化石记录。

     

    图1.研究地区灯影组和渔户村组地层单位图,包含梅树村、江川清水沟和安宁鸣矣河三组剖面的数据。535Ma等时面在图中由箭头和实线连接,相同岩石地层单位使用虚线相互连接;(a)埃迪卡拉—寒武纪交界标志遗迹化石Treptichnus pedum在梅树村剖面的首现层位。(b)条纹扁虫化石发现于云南安宁地区鸣矣河剖面两层主磷矿层之间斑脱岩夹层下0.68m处

    通过对化石标本宏观形态和显微图片的处理和分析,发现条带状新化石体长可达20cm以上。身体上的纹路细密,1mm内为7-8根,一端较粗而另一端较细,较细的一端末尾偶尔具有圆盘状的结构与身体连接。化石一端至过渡段,身体较宽具有明显的细密平行横纹;另一端至过渡段身体较窄且具有明显的平行纵纹且;过渡段具有一截较短的表面横纵纹,身体的宽度也呈过渡变化。化石身体大部分平直,部分有扭曲和折叠,整个化石呈现弯折状,而非其它圆柱体型蠕虫化石所保存的弯曲形态。这与其原始的扁平长条状躯体、以及可能在海底沉积物表面生活的生态习性(图2,3)有关。安宁条带状化石末端偶见的圆盘状结构也·很可能用于固着身体,化石生物体死亡之后固着器可能大多数脱离身体散失在原地,而身体被搬运沉积至化石富集点形成化石的富集和定向产出。

     

    图2.(a)标本IG-170915-2 .以及其素描结构图;安宁条带状化石身体可以大致划分为三段:粗大的横纹段(TFZ),过渡段(TZ)和细长的纵纹段(LFZ)。 (b)标本IG170922纵纹段纹饰细节,纵纹沿身体延长,贯穿整个纵纹段;(c)标本IG170922 过渡段纹饰细节,横纵纹之间过渡较为突兀,纵纹在末端接触横纹的地方略微向内收缩;(d)标本IG170922 纵纹段纹饰细节。黑色比例尺为2cm,白色比例尺为1cm

     

    图3.(a)安宁化石在波浪动力的作用下被折叠,呈现出埋藏时的折叠形态。(b)安宁条带状化石生态复原图,化石可能在海底表面固着生活

    与产出时代相近的皱节虫、陕西迹以及江川生物群中的各种宏体藻类等蠕形或带状化石对比,安宁条带状化石展现出了不同的形态学特征。由于形态简单、身体内部结构缺乏,对其分类还很困难。然而,其两侧对称属性、扁平带状的身体特征以及同时具有横向和纵向纹饰的独特特点,与现生扁虫动物门中四叶目绦虫动物非常相似,据此目前可以将其归类为早期两侧对称动物的原始物种;尤其可以进一步归属为早期扁形动物,成为扁形动物的基干类群(图4)。安宁中谊村段下部和华南其它分布区条带状化石的一致性表明,这些生物是伊迪卡拉纪—寒武纪过渡剧变期生物量的重要组成部分。

     

    图4. 早期两侧对称动物系统发生图,安宁条带状化石可能的位置由红色虚线标注

    扁形动物门(Platyhelminthes)是无脊椎动物中最早出现的类群之一。两侧对称体型,呈扁平的短或长带状,无呼吸系统、骨骼、循环系统和体腔,且不具真体节。其中绦虫类(Cestoda)尚未见化石报道,现生个体体长,生长期体表发育纵纹,成熟后通常分成细密的横纹状节片,无消化管,表皮特化具吸收和分泌作用,个体前端常见固著器官保存(图5)。

     

    图5. 扁虫动物(Flatworms)的系统位置及基本体制特征

    (红色箭头代表安宁条带状化石的可能位置)

    安宁扁虫化石开启了早期扁形动物新的分类,填补了埃迪卡拉动物群与寒武纪动物群大爆发之间的动物化石门类。实体化石的出现,对于解释伊迪卡拉纪末期和寒武纪早期大量遗迹化石的出现提供了生物实体证据,同时原始扁形动物出现的地层对于早期生物演化和地层对比上有重要的标志作用。这类条带状化石在时空上的延限分布,还需更为深入地发掘研究,结合对比全球分布广泛的克劳德管状化石和陕西迹Shaanxilithes化石,将新种化石作为显生宙起始的标志化石可能具备较大潜力。

    本研究受到国家自然科学基金(41572024,41662003)和中国地质调查局项目(DD20190008)联合资助,命名论文成果:Feng Tang, Sicun Song, Guangxu Zhang, Ailin Chen, Jun-ping Liu, 2020. Enigmatic ribbon-like fossil from Early Cambrian of Yunnan, China., China Geology.doi: 10.31035/cg2020056.

    文章链接:. http://chinageology.cgs.cn/article/doi/10.31035/cg2020056?pageType=en

    云南寒武系底部发现原始扁形动物化石

    (一)自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

    深海浅软地层完成水平井建井

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头,中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新:

    1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率>15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具,创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺,经过4个试验场累积12824米试验,在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶,确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

    2.首次采用开路钻完井技术钻开储层,大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口,有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业,实现浅软地层水平井安全高效建井。

    3.创新研发了动力导向下套管技术,攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入,大幅度降低管柱下入摩阻,减少粘附卡钻风险,避免新井眼的产生,创造深水浅软地层套管下入纪录。

    4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统,拓展了姿态测量模式,并提高了仪器的探测距离和测量精度,精准控制监测井与试采井间距,为实现储层精确监测提供了技术保障。

     

    (二)干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

    青海共和 GH-01 井压裂现场

    该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新:

    1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术,以裂缝系统净压力控制为关键手段,调整工艺和参数,研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸,达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

    2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术,建立多场耦合三维地质模型,评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺,减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息,动态评价诱发地震风险,指导压裂参数调整。

    3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统,实时获取微震响应和裂缝延展特征,形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术,支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

     

    (三)新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证(略)

     

     (四)智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

    滑坡仪-GNSS位移监测设备

    该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新:

    1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术,突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈,可靠性不断提升,达到95%优秀级;集成度大幅提高,实现多测项按需集成。

    2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理,并构建了“人机结合”决策模式与技术流程,初步实现人机综合研判。

    3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系,其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

    4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测,涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法,形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

     

    (五)深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

    “同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新:

    1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论,从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异,统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论,进一步完善了地热资源研究的基础理论。

    2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

    3.基于此理论,相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井,在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井,在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

     

    (六)航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

    低温超导(左)和高温超导(右)航磁全张量梯度测量系统试飞团队

    该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新:

    1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计,并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能,提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置,实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术,以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传;设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆,通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试,解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

    2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计,通过增加芯片基线距离,提高磁梯度灵敏度。

    3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计,通过多芯片设计增加磁测数据冗余度,结合磁通变换器,提高磁测数据质量和稳定性。

     

    七)中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新:

    1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的(29.5亿年)表壳岩系、华南最古老的(33亿年)TTG岩系,发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙(40亿年)继承锆石,在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的(31~28亿年)结晶基底。

    2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩,指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变,限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代(25亿年),改写了华北古元古代BIF成矿历史。

    3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局,为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

    4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识,为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料,相关成果发布后引起了地学界广泛关注,实现了基础地质理论创新。

     

     

    (八)大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

    甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

    该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,精细揭示斑岩成矿系统结构,实现地质信息“透明化”,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,建立了完备的高原科学深钻施工工艺,也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

    2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破,据最新估算成果,甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨(Cu 0.7%以上 392.8万吨),钼85.6万吨,铅111万吨,锌63.8万吨,伴生金244吨,伴生银13000吨,当量铜1814.8万吨。

    3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化,项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿,并取得重大找矿突破。

     

    (九)望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

     

    望谟生物群化石类型

    该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落,初步鉴定包括6门14纲,命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链,表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成,海洋生态系统恢复时间小于5百万年,是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

    2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白,与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列,对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

    3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究,已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

     

    (十)水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

    坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新:

    1.构建水平衡理论体系,提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发,对多尺度自然单元进行水平衡分析研究,提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限,再以行政逻辑为着眼点,按多级行政单元对技术型结论进行管控分配,形成在生态系统合理维持前提下,水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

    2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式,揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采;查明了盐湖流域四湖水源构成,定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量,精准预测了盐湖水位的溢出时间,实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

    3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法,揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

     
    2020年度地质科技十大进展公布

    历经20余载,我国已实现管辖海域1:100万海洋区域地质调查全覆盖,并正在加快推进1:25万海洋区域地质调查——精细探查海洋地质家底。

    三点定位现场

    海洋兴则国兴,海洋强则国强。习近平总书记强调,建设海洋强国,必须进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,加快海洋科技创新步伐。

    如今,认识海洋又迈出坚实一步。5月28日,在山东青岛召开的第一届海洋区域地质调查大会上,全面反映我国管辖海域地质资源环境全貌的1∶100万海洋区域地质调查系统性成果正式面向社会发布。这套覆盖我国约300万平方千米管辖海域、集综合性和原创性于一体的系列成果,不仅填补了我国管辖海域海洋区域地质国情调查的空白,而且有效提升了我国在国际海洋地学领域的话语权。

    足迹遍布中国海,1∶100万海洋区调实现管辖海域全覆盖

    海洋区域地质调查,是海洋地质调查工作的“开路先锋”,1∶100万比例尺是其最基本的精度。

    我国海洋区域地质调查工作起步晚、起点低。随着1999年国土资源大调查专项的启动,我国开展1∶100万海洋区域地质调查试点,自此拉开了对管辖海域海洋区域地质调查的序幕。

    “按照国际标准分幅,可将我国300万平方千米的管辖海域分为20个1∶100万标准图幅。”中国地质调查局海洋基础地质调查工程首席专家、青岛海洋地质研究所副总工程师张勇介绍,1999年启动1∶100万南通幅示范图幅调查工作,采用先进的地质地球物理调查设备、测试手段和分析仪器,获取了大量海上地质地球物理实测数据和室内分析数据及综合研究成果。

    更重要的是,通过示范图幅,探索了统一的外业调查、资料处理、样品测试分析、成果图件编制和报告编写的标准,形成了《1∶100万海洋区域地质调查规范》,为后续全面展开图幅调查奠定了坚实基础。

    从2006年到2015年的10年间,我国管辖海域1∶100万区域地质调查全面展开。中国地质调查局组织60余家单位、千余名海洋地质工作者,调集调查船40余艘、飞机10余架、调查设备700余套,足迹遍布中国海。

    多波束、地震、重力、磁力、地质取样、海底浅地层钻探、航空物探等先进调查手段齐发力,浅—中—深部一体化调查。基于采集获取的海量基础地质数据,项目团队对海底地形地貌、地球化学场、地球物理场、断裂构造及岩浆活动、深部地壳结构、环境地质因素以及矿产资源等开展了进一步研究,编制了20个国际标准分幅的地质图、构造图、地形图、地貌图、环境地质因素图和矿产图等基础性图件120幅,地球物理系列图、地球化学系列图等专业性图件300余幅,形成约2000万字的海洋区调报告。

    成果总结再提升,全面反映我国管辖海域基础地质国情信息

    走进深蓝,认识海洋。海洋区域地质调查获取的海量实测地质数据中,蕴藏着认识海洋世界的资源、环境、生态“密码”。

    在20个国际标准分幅1∶100万海洋区域地质调查全部完成后,调查团队开始了对调查获取的海量海洋地质、地球物理、地球化学、遥感等资料的集成研究,使之系统化、规律化、理论化,并最终形成首套基于实测资料、全面反映我国管辖海域地质国情信息的系列成果,包括中国管辖海域第一代1∶100万海洋区域地质系列图件、第一个1∶100万海洋区域地质数据库和第一部1∶100万海洋区域地质报告。在本届海洋区域地质调查大会上,这些成果正式向社会发布。

    张勇介绍,基于1∶100万海洋区域地质调查工作的开展,取得了一系列原创性科学认识。比如:创新提出的“东亚洋—陆汇聚带多圈层作用”和“南海弧后扩张与左旋剪切”理论模式,重塑了东亚大陆边缘构造格局;建立了中国边缘海构造单元划分新方案,统一了中国海域中—新生代地层格架,完善了中国海域地貌分类体系。这些新认识推动了西太平洋边缘海重大基础科学问题的研究。

    1∶100万海洋区域地质调查,还为新一轮找矿突破战略行动提供了基础资料和找矿靶区。据了解,这次调查圈定8个深水油气远景区、5个深层油气远景区、40个天然气水合物资源远景区;新发现10处铁锰结核(壳)站位,通过岩矿分析发现极富稀土元素;发现多种类型的海砂资源,为海砂勘查提供了重要的基础地质数据支撑。

    “中国管辖海域1∶100万区域地质调查新发现并命名780个地理实体,388个获国务院批准,在海洋自然资源管理等方面发挥了重要作用;编制了10余套国家重大发展战略区自然资源与环境图集,为环渤海经济带、粤港澳大湾区、海南自贸港等区域协同发展提供了支撑服务。”张勇介绍,作为一切海洋地质工作的基础,海洋区域地质调查将为支撑能源资源安全保障、服务生态文明建设与自然资源管理等提供更多重要的基础资料。

    相较于陆地,由于有海水的覆盖,在海上开展调查和进行探测的难度更大,需要更加先进的调查技术手段。通过1∶100万海洋区域地质调查的实施,形成15项海洋地质调查技术规范,初步构建起“星空地海井”调查技术体系,调查能力整体达到国际先进水平。“尤其是在海陆过渡地带,我们应用了航空物探调查,取得了显著成效。”张勇说。

    在1∶100万海洋区调工作推进的同时,项目团队还在重点海域完成了35个国际标准图幅的1∶25万海洋区调,约占我国管辖海域面积的15.2%,并探索启动了1∶5万海洋区调试点,拉开了管辖海域大比例尺调查序幕。

    立足时代求变革,推动海洋区域地质调查高质量发展

    区域地质调查是地质调查事业的立业之本和永恒主题,工作部署必须保持长期性、系统性和稳定性,通过持续调查和逐轮更新,不断提升对地球系统和资源环境国情的认知水平。

    新时代在召唤。当前,海洋已成为世界各国竞相博弈、国际社会广泛关注的战略新空间,竞争的核心是革命性、颠覆性的科技创新能力,竞争的路径从水面到水下、从浅海到深海、从近海到大洋、从大尺度到多尺度乃至微尺度、从区域到地球系统、从机械化到智能化和网络化快速拓展。新一轮科技革命深刻影响地质调查发展方向和工作方式,要求海洋区域地质调查以地球系统科学为指导,实现调查研究“范式革命”,尤其是聚焦中国边缘海形成演化及其资源环境效应这一主题主线,形成创新性的边缘海多圈层相互作用理论,推动我国海洋科学技术水平的提升。

    而目前我国中大比例尺海洋区域地质调查程度依然较低,制约了对海洋的开发利用。加快海洋强国建设,需要海洋区域地质调查加快脚步。为此,2023年中国地质调查局工作会议明确,海洋区域地质调查要聚焦南海、东海等重点海域,至2025年1∶25万海洋区域地质调查覆盖率达28%,2030年达50%。

    在第一届海洋区域地质调查大会上,中国地质调查局再次发出“全力推动海洋区域地质调查高质量发展”的号令:

    ——优化工作布局。以“陆块聚散与资源环境效应”为主线,以“中国边缘海形成与演化”为核心,在重要盆地区、权益攸关区、岛礁建设区重点布局,在重要经济区、重大工程区、生态保护区等优先布局开展1∶25万、1∶5万海洋区域地质调查及专题填图。

    ——回归基础本源。以解决重大海洋基础地质问题为目标,查清重点海域基础地质特征,提升地质构造、地层沉积、岩石矿物、地形地貌等基础地质认知,深化成矿、成藏、致灾、生态等地质背景、地质过程、控制因素等认识。

    ——强化陆海统筹。以实现陆海构造单元、地层格架、圈层作用等重大地质问题衔接为目标,加强海岸带地质调查,创新海陆过渡带航空物探等先进调查技术方法,充分利用智能化、无人化设备,解决陆海一体化调查研究难题。

    ——加强预研究。改变以往的“网格式填图”,转变为以解决关键基础地质问题和重点需求为核心,在重点目标和关键区域,开展更有针对性和更加精细的调查研究,做到有的放矢。

    号角声声催征人,牢记使命在担当。新时代,向海而兴、向海图强。我国海洋区域地质调查历经20余载从无到有、由小及大,如今站在转型升级的新起点再次扬帆启程,持续推进服务、理论、动力、结构、质量、效率“六大变革”,不断提高调查的广度、深度、精度、速度,为推动我国从海洋大国迈向海洋强国提供坚实地质力量,让浩瀚海洋更好地造福于人民。

     
    精细探查海洋地质家底

    近期,中国地质科学院地质研究所在重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程方面取得新认识,研究通过专题地质填图,查明了中亚造山带研究中争议较大的西拉木伦河蛇绿混杂岩的物质组成和构造变形特征;通过系统年代学、岩石学和地球化学研究,确定了蛇绿岩的成因类型及其代表洋盆的构造属性,获得了反映碰撞造山作用的关键变质证据,为重建古亚洲洋构造域东部洋-陆转换以及东亚大陆北部陆壳聚合过程提供了关键科学依据。相关研究成果发表在国际地学期刊《GSA Bulletin》和J《ournal of Asian Earth Sciences》上。

    我国内蒙古东南部位于中亚造山带东段南部,发育多条古生代蛇绿混杂岩带,被认为是西伯利亚和华北古板块之间古亚洲洋最终闭合的地区。由于对各条蛇绿岩带的成因类型和形成时代的认识分歧,导致地质界对该区晚古生代海洋盆地的构造属性和洋陆的演变过程,至今仍存在较大的认识分歧,这也是回答东亚大陆北部聚合过程的关键。西拉木伦河蛇绿混杂岩带位于中亚造山带东南部,其中蛇绿岩属于何种成因类型和所代表洋盆具有何种构造属性(是古亚洲洋演化晚期的残余洋盆、裂谷型小洋盆还是弧后盆地),是制约该区晚古生代构造演化的重大地质构造问题之一。

    针对这一问题,中国地质科学院地质研究所刘建峰研究员、李锦轶研究员及合作者在对西拉木伦河北侧杏树洼和半拉山蛇绿混杂岩开展1:5万专题地质填图基础上,对蛇绿混杂岩开展了系统的岩石学、年代学和地球化学研究,取得了以下主要进展:

    一是揭示西拉木伦河蛇绿岩代表一个类似现今太平洋的广阔洋盆,而不是裂谷或红海型小洋盆。在以往工作中,前人曾将杏树洼混杂岩中灰黑色板岩、变质粉砂岩及灰岩划分为正常的沉积地层单元,命名为上志留统杏树洼组(S3x)或西别河组(S3x),将其中的镁铁质和超镁铁质岩石划分为晚期侵入体。本研究表明,该地质单元为一套遭受了强烈的剪切变形的以硅泥质和凝灰质粉砂岩为基质,包含大小不等蛇纹岩、(枕状)玄武岩、辉长岩、硅质岩以及灰岩等外来岩块的构造混杂岩;在哈什吐井子村北山坡上可见代表洋岛/海山残片的枕状玄武岩、硅质岩和灰岩互层的复合岩块(图1)。对混杂岩中不同产状镁铁质岩块地球化学分析表明,其中既包含正常洋中脊(N-MORB)、富集洋中脊(E-MORB)、洋岛玄武岩(OIB),也包含岛弧以及陆缘弧等多种成因的蛇绿岩残片;对硅质岩岩块的分析也揭示其中存在深海和半深海环境的硅质岩。蛇绿岩和硅质岩成分的多样性表明,它们代表一个类似现今太平洋的广阔的海洋盆地,而不是裂谷或红海型小洋盆(图2A)。

     图1. 杏树洼蛇绿混杂岩中洋岛/海山岩块剖面及典型照片

    二是证实西拉木伦河蛇绿岩带是西伯利亚和中朝古板块之间古亚洲洋最终闭合的位置。西伯利亚古板块南缘和中朝古板块北缘早-中二叠世及之前的地层中碎屑锆石的年龄组成具有明显的差异(图2A)。对混杂岩基质开展碎屑锆石U-Pb定年结果获得2484Ma、1862Ma、456Ma以及280Ma年龄峰值(图2B)。通过对比表明,华北古板块北缘是混杂岩基质的主要源区,其中少量中、新元古代锆石的存在暗示西伯利亚古板块南缘也提供了物源。基质中存在两侧陆缘物质的贡献指示西拉木伦河蛇绿岩带代表两大古板块的最终缝合带,这也与晚古生代末期安加拉和华夏植物群地理分区反映的板块边界位置是一致的。中亚造山带东南部五道石门-二八地、达青牧场-迪彦庙以及贺根山等蛇绿岩混杂岩中碎屑锆石组成显示西伯利亚古板块南缘的亲缘性,它们代表西伯利亚古板块南缘增生过程古俯冲带或弧后盆地的位置。

     图2. 中亚造山带东南部索伦-西拉木伦河缝合带形成过程示意图

    三是提出古亚洲洋闭合之后西伯利亚和中朝古板块之间发生强烈的碰撞造山作用。在前人划分的“双井片岩”中解体出半拉山蛇绿混杂岩。不同于杏树洼蛇绿混杂岩,半拉山蛇绿混杂岩遭受了强烈的变质变形作用,基质为长英质片麻岩,岩块包括蛇纹岩、斜长角闪岩、角闪石岩(堆晶辉长岩)以及石榴斜长角闪岩。锆石U-Pb定年结果表明,石榴斜长角闪岩锆石核部年龄为279±4Ma,与半拉山中变辉长岩的形成时代相近;边部的变质年龄为256.5±1.3Ma,为晚二叠世。基质长英质片麻岩锆石边部年龄为250.2±1.0 Ma和251.5±2.5 Ma,与斜长角闪岩变质年龄相近,共同指示半拉山蛇绿混杂岩变质时代为晚二叠世末期。传统的矿物温压计计算和相平衡模拟揭示,石榴斜长角闪岩岩块经历了顺时针变质P-T演化轨迹,变质峰期的温、压条件分别可达700-725℃和8.5-8.8kbar(图3)。考虑到半拉山蛇绿混杂岩的变质特征,结合区域沉积、岩浆、变质、古地磁以及构造变形等资料,认为西伯利亚和华北古板块在晚二叠世末期沿西拉木伦河缝合带发生了强烈碰撞造山作用。

     图3. 半拉山蛇绿混杂岩中石榴斜长角闪岩P-T视剖面图

     
    中亚造山带东南部晚古生代末期洋-陆转换以及陆壳聚合...

    近期,中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心滇中楚雄区调项目古生物学研究取得重要成果,团队在滇中早泥盆世(晚洛赫科维亚到早布拉格期)西屯组地层中发现了一种新的广翅鲎目刺尾鲎亚目(Stylonurina)化石,并将其命名为Qujingopterus spineus(刺足曲靖翅鲎)。

    这一发现表明岗瓦纳大陆(Gondwana)地区最早发现广翅鲎目,进一步支撑了广翅鲎目的全球分布假说结论。研究团队通过详细的地质和古生物学分析,提出刺尾鲎亚目可能在瑞亚克洋(Rheic Ocean)缩小期间迁移至岗瓦纳大陆,这一时期恰逢岗瓦纳大陆迅速接近劳伦古陆(Laurentia)。

    该发现不仅丰富了学界对早泥盆世海洋生物多样性和分布的认识,还为研究广翅鲎在古生代的迁移和适应机制研究提供了宝贵素材,为进一步揭示古生代生物的演化历史提供了新的思考。

    该研究受滇中楚雄地区云龙镇等4幅1:50000区域地质调查项目支持,以题名《Early Devonian stylonurine eurypterids from northern Gondwana:late Lochkovian to early Pragian records from south China》发表于SCI期刊《Gondwana Research》。

    昆明中心滇中楚雄区调项目发现1种新的古生物化石

    “梦想”号行驶在海面上。

    奚晓谦摄(人民视觉)

    广东广州市南沙区珠江口,一艘巨轮静靠在码头边,上半白色、下半橙红色,船上的钻井架高高耸立,整艘船在晴空下分外耀眼。

    这是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号。这艘国内最大吨位的科考船去年底试航成功,现已进入调试和内装阶段,预计今年内全面建成。

    登上“梦想”号,走进实验室内装现场,一块块泛着银光的坡莫合金正铺设到墙上。“梦想”号监造组业务分组实验室工程技术主管何清音,忙着用磁强计对屏蔽层仔细检查。3000多块共1200平方米的坡莫合金,相当于3个篮球场大小,何清音要确保坡莫合金板之间的空隙不超过1毫米,且每一片坡莫合金板要完全贴合墙面,以免影响磁屏蔽效果。

    “安装好磁屏蔽室很关键。大洋钻探取得样品后,要在屏蔽磁场干扰的实验室环境中进行磁学实验,从而确定地质矿产储层的年代、探究地球动力学及地质演化过程等。”何清音介绍,“实验室创新使用了全国产、达到国际领先水平的坡莫合金屏蔽层,对外部磁信号的屏蔽率达到99.8%,能够保证科研实验环境。”

    作为全球面积最大的海上移动实验室,“梦想”号的船载实验室装配各种精密实验仪器超过150台(套),目前已完成水、电、气、风等十二大系统的安装工作,即将进行实验仪器的安装。

    “钻探,是‘梦想’号最重要的能力。”中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍,“钻探的目的是钻获地球内部的岩心,并获取其中蕴含的地质信息,进而解开地球深部的奥秘。”

    钻探科学领域有这样一句话:“一万米钻深的难度堪比登月。”在技术创新和设备集成的支撑下,“梦想”号具备海域1.1万米的钻探能力。“这艘船致力于实现钻透地壳、进入地幔层的目标,这也是命名为‘梦想’号的原因。”周昶说。

    “1.1万米的压力,对设备、水、电、液、材料都是一个挑战。”“梦想”号监造组组长殷宪峰介绍,全船涉及主要设备303项、生产图纸8300份、建造工序上万道,共集结了150多家科研单位参与建设,突破10余项关键技术。

    行走船上,创新之处让人应接不暇。依托自主研发的船载岩心智能储运系统,岩心在船上就能实现自动转运和存储,如同“虾从海里捞起后马上放到冰柜里”,保证了样品的“新鲜”程度;应用蓄能技术和闭环电网,满载180名船员的情况下,可连续在海上工作120天,续航里程达1.5万海里;120万米的电缆铺设,全面覆盖信息化技术,实现了船岸智能协同。

    距离船只建造现场不远处,与“梦想”号配套的钻探保障船、全球最大的海洋地质岩心库、我国首座深水科考码头等均已建成,将为“梦想”号运营提供强大岸基支持。

    向海图强,需要科考利器。我国深海探测将以“梦想”号为重要平台,构建深海地质地球物理探测和钻探技术装备体系,为人类认识、保护、开发海洋作出新的更大贡献。

    人民日报头版聚焦“梦想”号锚定深海探地壳

    近期,由中国地质调查局武汉地质调查中心牵头,联合中国地质大学(武汉)与英国布里斯托大学共同合作完成的题为《Rapid neck elongation in Sauropterygia(Reptilia: Diapsida) revealed by a new basalpachypleurosaur from the Lower Triassic of China》研究论文,在国际著名生态与演化期刊《BMC Ecology and Evolution》上发表。

    南漳县是早三叠世(距今约2.48亿年)南漳-远安动物群的主要产地。由武汉地质调查中心牵头的南漳-远安动物群研究团队在南漳县新发现了两件保存较完整的史前海生爬行动物化石。通过研究发现,它们不仅为始鳍龙类的新物种,而且是全球最早的肿肋龙。据史料考证,隶属于湖北省襄阳市的南漳县是楚国文化的发祥地。为了纪念它的历史意义,研究团队将这个新物种命名为襄楚龙(Chusaurus xiangensis)(图1)。

    新发现的襄楚龙只有17节颈椎,远远少于演化后期的肿肋龙(25节颈椎)。另外,它的前后肢粗短,且呈现特殊的“收束状”。所以,襄楚龙是原始始鳍龙的典型代表。通过测量计算,早三叠世的襄楚龙的颈部与躯干的长度比值仅为0.48,而中三叠世的滇东龙和贵州龙等其它肿肋龙分别达到了0.7和0.9,说明肿肋龙的脖子长度在5百万年内迅速增加了近1倍。另外,始鳍龙的另一个演化分支-蛇颈龙也具有相似的演化趋势。所以,增加脖子长度可能是始鳍龙类生态演化过程中的普遍特征。

    新发现的襄楚龙进一步说明了荆楚地区可能是三叠纪海生爬行动物的发祥地。产自于该地区的早三叠世南漳-远安动物群是揭秘二叠纪末生物大灭绝之后的海洋生物复苏和生态系统重建的重要窗口。

     

    图1 两件襄楚龙化石标本(比例尺为2 cm) 

    图2 始鳍龙类的脖子长度快速增加

    在南漳发现2.48亿年前的楚国龙

    5月,由中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)编著的《英汉矿物种名称词典》正式出版,并于5月29日在南京召开的“第一届新矿物发现研究、矿物命名及矿物成因研讨会”上举行了首发仪式。该词典是目前我国包含矿物种数最多、内容最全的一本矿物英汉名称对照工具书,特别收录了截至2023年6月全球已发现并经国际矿物学协会新矿物及矿物命名专业委员会批准的所有有效矿物种5955个。该词典在我国新矿物及矿物命名学术组织——中国新矿物及矿物分类命名专业委员会指导之下完成,是最新的科学使用矿物中文名称的规范及指南。

    《英汉矿物种名称词典》词典共收录矿物名称词条11302条,包括有效矿物种5955条、矿物(超)族583条、否定矿物种230条、矿物变种295条、存疑矿物种13条、待批准矿物种83条、预测矿物种60条、矿物多型32条、人工矿物种12条和同义词4039条。这是自1984年中国新矿物及矿物分类命名专业委员会颁布“矿物种汉名审订条例”以来,第二次系统性全面开展矿物种汉译名审订工作取得的新成果,对于不断推进矿物种中文译名的标准化、完善矿物名称体系具有重要的科学意义和参考价值。

    该词典出版由科技基础资源调查专项项目“中国矿物志——正、环状硅酸盐及有机矿物卷编研”(2019FY202200)资助。

      

     
     
    《英汉矿物种名称词典》正式出版

    北京时间2022年10月26日凌晨,国际地质科学联合会(International Union of Geological Sciences,简称IUGS)在西班牙公布了全球首批100个地质遗产地名录,我国共有7个地质遗产地成功入选,香港早白垩世酸性火成岩柱状节理名列其中。

    国际地科联地质遗产地是拥有国际意义的地质遗迹/地质过程的关键区域,可作为全球对比标准,或在地球科学发展历史中意义非凡的地点,代表该地质遗产地具有国际最高地学价值和研究水准,并得到有效保护。香港世界地质公园以发育大型早白垩世破火山口和六边形流纹质火山岩柱状节理为典型特征,是全球火山地质遗迹的杰出代表。

    自2004年起,中国地质调查局南京地质调查中心火山地质研究团队便与香港特区政府渔农自然护理署和土木工程拓展署、香港大学地球科学系及香港地貌岩石保育协会等长期合作,系统开展了香港火山地质调查研究,发现了西贡、九龙两个大型白垩纪破火山口,首次鉴别了西贡万宜水库一带的酸性火成岩柱状节理为流纹质碎斑熔岩岩穹,完成了《香港西贡地区及邻近海岛地质考察报告》《香港西贡火山园区火山岩年代学与地球化学研究》《香港国家地质公园海上游解说词》等报告,有力支撑香港特区政府先后于2009年、2011年申报成功了国家地质公园和世界地质公园。2013年6月,南京地调中心又受委托对香港世界地质公园的核心景区—西贡火山岩园区流纹质火山岩柱状节理群进行了专项测量,详细绘制了150平方千米的1:10万柱状节理统计图,这是全球范围内首次对大规模柱状节理群进行系统的形态学测量与成因研究,确认香港西贡火山岩园区的流纹质火山岩柱状节理群无论是分布面积还是单个柱体直径均居全球之首。上述成果为香港早白垩世酸性火成岩柱状节理入选全球首批地质遗产地名录提供了重要依据。

    本世纪以来,南京地调中心“陆相火山地质”学科焕发了新机,显著拓展了研究与应用范畴,特别是从传统的火山地质矿产领域延伸到了火山地质遗迹保护与合理利用等新领域并取得巨大成功,先后为雁荡山、雷琼等火山岩型世界地质公园的申报与规划建设起到了重要支撑作用;特别是基于全球规模最大的、以锐峰和叠嶂为主要特征的东南沿海流纹质火山岩地貌,在国内率先构建了流纹质火山岩景观的形成—演化模型,并命名为“雁荡山地貌”,为中国东部流纹质火山岩地貌申报世界自然遗产和全球地质遗迹名录提供了科学依据。近年来又走出国门,开展了南美安第斯和东非裂谷等火山岩区的地质遗迹调查评价的国际合作。未来,南京地调中心火山地质研究团队还将进一步围绕“乡村振兴”“一带一路”等国家战略,以及新一轮找矿突破战略行动、“减灾防灾”、“美丽中国”建设等,进一步守正创新,继续深化火山地质学理论研究和成果转化,为全面建成社会主义现代化强国提供地球科学支撑。

     

    2008年7月,陶奎元研究员带领中心火山地质研究团队在香港北果洲岛开展申报国家地质公园前的地质考察

     

    2010年5月,邢光福研究员带领中心火山地质研究团队在香港荔枝庄开展申报世界地质公园前的地质考察

     

    2013年6月,杨祝良研究员带领中心火山地质研究团队在香港西贡开展柱状节理专项测量

     

    南京地调中心火山地质研究团队绘制的西贡破火山口火山岩石柱发育程度图(左)和火山岩石柱构造图解(右)

     
     
     
     
    南京地调中心火山地质调查支撑香港世界地质公园入选...

    经严格审查与投票后,中国地质科学院矿产资源研究所矿物微区物质组分与结构实验室(以下简称“矿物室”)诸泽颖等人发现并申报的新矿物“铈钽易解石”日前获得国际矿物学协会-新矿物命名及分类委员会批准通过。

    铈钽易解石发现于江西某稀有金属伟晶岩矿床中,显微镜下为针状、束状或短柱状产出,呈棕黑色或黑色,与长石、细晶石、萤石等矿物共生。矿物成分分析在资源所矿物室电子探针实验室完成,成分中极度富钽。

    铈钽易解石属于易解石族中富钽富铈的端元。在我国,易解石最早由张培善先生1957年发现于白云鄂博,自此开启了白云鄂博铌矿找矿的序幕。

    自然界常见的易解石为富铌富钛端元,富钽易解石较少。钽作为重要的稀有金属元素,在高端电容领域以及航空航天材料领域具有重要的应用。钽易解石出现于高演化稀有金属伟晶岩中,代表了成矿流体极度富钽的特征,对钽矿找矿及其成矿作用的研究具有重要意义。

    图1 铈钽易解石产出状态及其共生矿物组合。共生矿物有长石、萤石、榍石、细晶石等。图1C中方框部分为使用FIB切下来并使用透射电镜解析晶体结构的部位。 

    图2 铈钽易解石的晶体结构

     
    资源所在江西发现新矿物铈钽易解石

    地球生命的灭绝与复苏是国际地学重大前沿科学问题。今年36岁的文芠,已经在这个领域摸爬滚打了十五年。从实习生到项目骨干、访问学者、读博到罗平生物群野外科学观测研究站副站长……一直在拼搏、一直在突破,每一次坚持都不是命运使然的随波逐流,而是文芠坚守内心作出的笃定选择。她是一位被热爱所驱动、全身心栖息于科研世界的果敢女性。 

    热爱——追寻心中的理想

    “让陌生的宇宙与你我息息相关,去阐释浩瀚宇宙中每个生命瞬间穿过永恒之美”,这是文芠在修化石过程中逐步萌生的理想。

    古生物研究的入门任务是修理化石,这是化石研究的基础,也是一件精细活,稍有疏忽,就可能造成无可挽回的损失。在非常坚硬的灰岩盖层下,修复化石的工作十分艰难,需要借助显微镜用风笔和钢针一点点地将轮廓以外的围岩剥离。修理一块10平方厘米的化石,最少也要耗费两个星期。但文芠却十分热爱这项工作,即使由于长期弯腰导致腰椎间盘突出,也丝毫不影响她这份热爱。“因为你不知道隐藏在岩石中的化石究竟以何种形态保存着,保存的完整程度又是如何,每修一寸化石我都饱含着对未知的探索和期待,当化石完全展露的时候,成就感油然而生。”文芠这样解释。

    2009年11月,文芠怀着好奇和憧憬的心情第一次踏上罗平这块神奇的土地,参与了罗平生物群门前坡采场的化石采集工作。2014年7月,她作为罗平古生物群化石采集项目负责人,和同事完成了三千余件化石采集,并在整理原有化石名录的基础上鉴定各类古生物化石标本近九千件,建立了罗平生物群化石数据库,建成罗平生物群国家地质公园化石展厅。这些为2016年罗平生物群国家地质公园的成功挂牌和罗平生物群野外科学观测研究站的评估优秀奠定了坚实的基础。

    提升——积跬步以至千里

    为掌握化石的分支系统学分析等前沿方法,文芠作为访问学者于2012年5月前往英国布里斯托大学进修,并与前国际古生物学会主席Michael J. Benton教授开展合作研究。一次次研讨、一篇篇文献、一摞摞报告,以及每个挑灯夜战、废寝忘食的日子,结成累累硕果。

    其先后新命名鱼类化石4属5种;发现了世界上分异度最高的早三叠世陆相软骨鱼类微体化石群落,为二叠纪末生物大灭绝之后陆地生态系统的复苏研究提供了重要材料;发现空棘鱼类卵胎生最早的化石证据,为空棘鱼独特的生殖方式的演化提供了实证;首次在我国发现了扁颌鱼类化石,并重新厘定了其分类位置。其成果被应用在国际古生物学经典教科书《Vertebrate Paleontology》(古脊椎动物学)第四版第七章重要内容,得到了国内国际同行的认可。

    突破——翻越自我的山丘

    2020年,罗平生物群国家地质公园和罗平生物群野外科学观测研究基地已经成熟运转,研究成果在国际国内获得了广泛认可。但文芠意识到自己和这个平台的发展都到了瓶颈期,“加把劲儿”再上一层楼,“松口气”滑向另一端。此时,她已经是一位五岁孩子的母亲。是以家庭孩子为重,还是追求更高的目标?无数次的思想挣扎,以考取南京大学古生物学专业博士研究生告结。她说,想和国内最好的古生物学团队共事,是促进自我成长,也是帮助罗平生物群研究打开国内合作通道。

    一边读书、一边工作、一边带娃,读博期间的辛苦可想而知。“读博这几年,很忙,为了学业、工作两不误,我的每个阶段做什么事都是卡死的。”她的工作包括科学研究、科普工作、科研平台建设工作,这些工作的核心目的都是拓宽合作、深化研究。

    在文芠牵头下,罗平生物群野外科学观测研究站,先后成功申报获批中国地质学会第二批地学科普研学基地、全国科普教育基地、国家自然资源科普基地。与此同时,罗平生物群研究的合作平台进一步拓展,达成了与中科院北京古脊椎动物与人类研究所、中科院南京古生物研究所及南京大学、英国布里斯托大学、美国肯特州立大学、奥地利维也纳大学等国内外优秀院所的合作,还获得了云南省野外科学观测研究站建设专项,实现了罗平生物群研究自我造血的突破。2023年12月,我国古生物界大咖周忠和、沈树忠、徐义刚、朱敏、谢树成、徐星等6位院士在云南会泽开展联合地质考察。成都地调中心古生物团队在展示重要成果的同时,又明确了新的科研目标。

    “我相信,中心古生物研究之路会越走越宽。”文芠满怀信心地说道。

    感恩——是源泉更是动力

    文芠从事古生物研究15年来,作为项目负责人主持国家自然科学基金、公益性地质调查项目和成果转化项目6项,在国内外学术期刊发表论文40余篇,出版专著2部,入选国家古生物化石专家库专家和云南省化石专家委员会特邀专家委员,获得全国奖1项,省部级奖项9项,国家一级学会奖1项。

    面对这些荣誉,文芠心怀感激,感激成都地调中心历届领导对古生物研究的关注和支持,在项目经费极其缺乏的情况下,用中心自筹资金完成了科学研究工作。感谢团队的团结协作,感谢导师的引领帮助。最要感谢的当数她的家人,特别是她7岁的女儿。

    2024年3月19日,文芠提交了2024年度自然科学基金的申报材料。当她带着女儿从办公室取了快递准备锁门时,女儿惊讶地说:“妈妈,你今天不加班吗?”文芠猛然想起,这是春节以来,她第一次准点下班。女儿已经习惯了她加班,习惯了她不在家。“为了追求自己的理想而疏忽对女儿的照顾,这是不是也是种自私?”正当她又一次陷入深深自责时,女儿忽闪着大眼睛问道:“妈妈,你是不是又完成了一个大项目又要做报告啦?”时间倒回2023年4月22日,文芠作为嘉宾在成都市自然资源博物馆作题为《探秘化石—走进罗平生物群》科普报告,女儿也在现场。散场后,女儿焦急地跑上台,逢人就说,这是我妈妈,骄傲的表情溢于言表。

    “用行动给孩子树立一个榜样,也许是我这个妈妈为女儿做得最有用的事。我要加油,为自己,也为女儿。”文芠说道。

     

    世界地质公园国际培训大会 

     

     

    国际合作——联合野外考察 

     
    从化石探究生命演化 用热爱奔赴理想远方

         由浙江自然博物馆和宜州化石馆提供研究标本,地质研究所吕君昌博士为首的研究小组最近发现了在翼龙演化史研究上具有重要意义的翼龙:达尔文翼龙 (Darwinopterus) (图1)。达尔文翼龙是既具有进步类型(翼手龙类)的头骨和颈椎特征,又有原始类群(喙嘴龙类)的特征:长的尾部及足部 的第5趾具有两个长的趾节,这一发现填补了由原始翼龙向进步翼龙演化的过渡类型的空白。该研究成果发表于10月14日在世界著名科技刊物英国伦敦《皇家学 会会报,B辑:生物科学》(Proceedings of the Royal Society Series B)上。适逢今年为英国博物学家、进化论 奠基者达尔文(1809-1882)诞辰200周年和他的《物种起源》发表150周年,特命名为模块达尔文翼龙以纪念这两大重要事件。

     图1a 达尔文翼龙的照片

        翼龙是一类飞行爬行动物, 是中生代的空中主宰者,它们与同时代的陆地霸王——恐龙类几乎同时产生于晚三叠世末期 (约2.23亿年), 且开始适应于空中生活, 早于已知最早的鸟类-始祖鸟约7千5百万年,是地球历史上最早克服地球吸引力的脊椎动物。它们在地球上生活了将近6千5百万年前的白垩纪末期。而后来的飞行脊椎动物如鸟类和蝙蝠, 它们的出现都比翼龙类晚得多。古生物学家长期以来公认有两组不同类型的翼龙(图2): 长尾的原始类型和它们的后代——短尾的进步类型,其中的一些进步类型可达到巨型,两翼展宽可达10米以上。这两种类型之间存在大的、在达尔文时代就发现的演化空白,直到现在新标本的发现,才填补这一空白。

        达尔文翼龙是目前发现的唯一的处于长尾的原始喙嘴龙类和进步的、短尾的翼手龙类之间的过渡类型。它的头部和颈椎构造(头骨上鼻孔和眶前孔愈合一起形成大的鼻眶前孔,颈椎具有不发育的颈肋等)(图3)体现进步类群-翼手龙类的特征,而身体的其它部分与喙嘴龙的一样:比如长的尾部和第5脚趾具有两个长的趾节等。

        达尔文翼龙发现于大约1.6亿年的中侏罗世地层中,比著名、最早的鸟类-始祖鸟还要早大约1千万年。在这一时期发现的具有进步和原始特征的奇异组合的达尔文翼龙展示了许多关于进步翼龙类从它们原始祖先演化方面的信息。首先,这一变化非常迅速,且集中短期之内。其次,形成重要结构整个群体特征(一些研究学者称之为模块),比 如头部、颈部或者尾部的特征,看起来是一起演化的。但是达尔文翼龙显示这些模块却不是同时变化。首先头部和颈部变化,紧接着是身体,两翼,尾部,腿部,最 后才是足部。这似乎看起来自然选择作用于整个模块并使其变化,而不是通常所希望的只是对单个特征比如吻部的形状,或者牙齿的形态等起作用。

        达尔文翼龙的尖锐而长的牙齿显示它是肉食性动物,而其骨骼结构又显示它几乎肯定地在空中掠食(它在陆地上动作很缓慢,笨拙,表现在长的尾部和脚上第5趾有两节长的趾节等), 但是其牙齿不像其它翼龙那样吃鱼或者昆虫。它们同时代的会飞行动物,包括不同种类的翼龙,小的、滑翔的哺乳动物-翔兽以及鸽子大小食肉恐龙,比如近鸟龙(图4),它 们与达尔文发现于同一层位,因而很可能成为达尔文翼龙的食物。虽然我们对带羽毛的恐龙的真正飞行能力仍然不清楚,但是它们可能仅限于滑翔或者简单的振翅飞 翔和滑翔组合。因而,它们在空中的灵活性要比达尔文翼龙差的多。达尔文翼龙可能用它的长有具有尖锐牙齿的上下颌,不是在空中,就是当它快速掠过树枝或树叶 时抓住它的食物,非常类似于现在的蝙蝠从树和灌木丛间掠食昆虫。

        研究小组希望通过大量的工作来证实模块化演化的观点,但是如果它证明是真实的,那么它将有助于解释不仅仅是原始的喙嘴龙类是如何演化成更进步的翼手龙类,而且我们所知的快速、大尺度演化的动植物等其它许多例子也可能这样发生。恐龙绝灭之后的哺乳动物的异常辐射演化只是其中的例子之一。

        非常遗憾的是,我们周围所见到的导致许多生物多样性的这些事件很少有化石记录。达尔文敏锐地意识这一点,如他在物种起源中指出的,期望有一天发现的化石可 以填补这些空白。而达尔文翼龙的发现,在翼龙的演化方面,正好弥补了这一空白。这一发现虽然只是一小步,但却是很重要的一步。它为非常规和有争议的翼龙演 化模式首次提供明确的证据。在翼龙演化史研究上,具有突破性意义。因此,西方许多媒体比如科学日报(Science Daily),生命科学(Live Science)以及自然(Nature)的研究要闻(Resaerch Highlights)版都做了不同程度的报道。

        参加研究的人员有吕君昌博士(第一作者,地质所),大卫安文博士(英国莱斯特大学),金幸生博士(浙江自然博物馆),柳永清及季强研究员(地质所)。本研究由973项目和所长基金共同资助。

     参考文献:

    吕君昌,姬书安,袁崇禧,季强. 2006. 中国的翼龙类化石。地质出版社,北京 Pp147.

    Lü, J., Unwin, D. M., Jin, X., Liu, Y. and Ji, Q. 2009. Evidence for modular evolution in a long-tailed pterosaur with a pterodactyloid skull. Proceedings of the Royal Society B: doi:10.1098/rspb.2009.1603 (online)  

    翼龙研究获突破性进展
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