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

近期，中国地质科学院地质研究所尹继元研究员、中国科学院新疆分院肖文交院士、中国地质科学院地质研究所王涛研究员、黄河研究员和陈文研究员等通过对中亚造山带西准噶尔洋内弧古生代侵入岩开展详细的锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素研究（图1），取得了新进展。

大陆地壳的形成与演化一直是地球科学研究领域的核心问题。大陆地壳的成熟过程，尤其是如何在洋内弧环境下从初始的玄武质成分转变为安山质和英安质成分，成为理解大陆地壳生长机制的关键科学问题。尽管洋内弧通常由玄武质成分构成，但大陆地壳整体成分更偏安山质或英安质，这种差异性突显了从洋内弧玄武质地壳向成熟长英质地壳转变的复杂性。由于洋内弧背景中各岩浆源区普遍具有亏损的放射性同位素特征，通过传统的同位素方法来识别循环地壳来源的花岗岩具有一定挑战性。因此，准确识别花岗岩的源区对于揭示洋内弧的岩浆成因与地壳分异过程具有重要科学意义。

针对以上关键科学问题，中国地质科学院地质研究所取得的主要进展如下：

图1. (a) 中亚造山带的简化构造分区；(b) 西准噶尔地区的地质图。

一是识别出西准噶尔洋内弧四期岩浆活动及其时空分布。这四期岩浆活动分别为早寒武世至早奥陶世（515-486 Ma）、晚奥陶世至中泥盆世（445-392 Ma）、早石炭世（343-310 Ma）以及晚石炭世至中二叠世（309-259 Ma），在时间与空间上表现出显著的差异性。早寒武世至早奥陶世侵入岩主要集中在西准噶尔南部的巴尔雷克和玛依勒地区；晚奥陶世至中泥盆世侵入岩主要分布在西准噶尔北部成吉思火山弧；早石炭世侵入岩主要分布在西准噶尔北部的萨乌尔火山弧；晚石炭-中二叠世侵入岩遍布整个西准噶尔地区，且不受构造边界的限制。所有岩浆岩均显示出较高的锆石Hf同位素值和全岩Nd同位素值，但锆石O同位素值则存在显著变化。根据锆石δ18O值，侵入岩可以分为两类：高δ18O（大于6.5‰）和地幔类似的δ18O值（约5.5‰）（图2）。

图2. 西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩锆石U-Pb年龄与Hf-O同位素数据相关图。

二是理清了西准噶尔古生代侵入岩δ18O特征及其时空差异。通过对西准噶尔古生代侵入岩进行锆石O同位素填图显示，高δ18O值的侵入岩主要分布在西准噶尔南部，而地幔类似δ18O值的侵入岩则主要分布于西准噶尔北部，表明它们源于不同的岩浆源区并经历了不同的形成过程（图3）。高δ18O的侵入岩形成过程涉及表壳岩与新生玄武质下地壳的参与，而地幔类似的δ18O值的侵入岩则记录了多样的岩浆源区和过程，如交代亏损地幔的部分熔融、亏损地幔与新生地壳的混合、新生洋内弧地壳或镁铁质下地壳的部分熔融等。

 

图3. (a) 锆石O同位素等值线图，显示西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩的锆石δ18O ​值的时空变化；

(b) Hf同位素等值线图，显示西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩的TDM2 的时空变化。

三是查明了西准噶尔地区三次显著地壳生长事件。锆石Hf同位素与Hf模式年龄研究结果表明，西准噶尔地区在约656-684 Ma、524-536 Ma和441-471 Ma期间经历了三次显著的地壳生长事件（图3和4）。这些事件与亏损地幔周期性重熔有关，表明西准噶尔在早古生代经历了显著的地壳生长。尽管上述事件中形成的新生物质在地壳中存留长达260 Ma，并在此期间被反复熔融，但其仍保留了与地幔类似的初始氧同位素组成。

图4. 西准噶尔洋岛弧岩浆锆石年龄直方图，与锆石δ18O值 < 6.5%的Hf模式年龄分布对比。

四是揭示了西准噶尔地区岩浆活动峰期与地壳生长期不同步，提出了洋中脊俯冲作用是洋内弧地壳成分转变的重要机制。西准噶尔地区地壳生长主要发生在早古生代，而大面积的岩浆活动期主要发生在晚志留-早泥盆世和晚石炭-早二叠世，显示两者并不同步。这两期显著的岩浆活动可能记录了洋脊俯冲事件（图5）。在这些时期，高温伸展的背景促进了镁铁质下地壳、洋壳与表壳岩等广泛熔融，推动了从洋内弧地壳从玄武质向长英质大陆地壳成分的转变。

图5. 西准噶尔古生代多岛弧俯冲–增生系统的构造演化图。

本项研究通过对中亚造山带西准噶尔洋内弧古生代侵入岩系统的Hf-O同位素填图，识别出洋内弧背景下花岗岩质岩石的岩浆源区及其与年轻表壳岩的物质循环的关系，为重建洋内弧地壳从玄武质向长英质的成熟转变过程提供了新见解，也为探讨大陆地壳生长与演化提供了新视角。

该研究成果获得国家自然科学基金项目（41830216）、国家重点研发计划项目课题（2019YFA0708601）和国际地学计划IGCP664联合资助，近期发表在国际权威的地学期刊Earth- Science Reviews上。

近日，中国地质事业改革发展进程中又迎来了一个具有里程碑意义的重要时刻。原武警黄金部队转隶组建的自然资源部中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心（以下简称指挥中心）在京挂牌，中央公益性地质调查队伍再添一支劲旅。

40年风雨兼程，坚守从未改变，前进从未停止，指挥中心（原武警黄金指挥部）这支找金劲旅的荣誉簿彰显了他们的忠诚与担当，见证了他们的能力和实力：原五支队被国务院授予“全国地质找矿功勋单位”荣誉称号，阳山项目组被全军评为科技创新群体奖；原三、五、九支队被国务院记一等功，原十二支队一中队被武警部队授予“地质找矿模范中队”荣誉称号，原三、十二支队被武警部队树为标兵支队；4人获评李四光地质科学奖；1人被表彰为“全国抗震模范”，1人获评“全军爱军精武标兵”和“全军作战部队优秀专业技术人才奖”，2人获评“全军十大学习成才标兵”；3人荣膺“中国武警十大忠诚卫士”，36名科技干部享受国务院政府特殊津贴。

2019年2月，中共中央办公厅、国务院办公厅下发《武警黄金部队转制改革实施方案》，明确“武警黄金部队整体转为非现役专业队伍移交自然资源部，并入自然资源部所属的中国地质调查局，由中国地质调查局管理”。至此，这支有着辉煌历史、突出贡献、优良作风的地质队伍转战新战场，开始承担起区域基础地质调查、多金属矿产资源勘查、自然资源综合调查、国土空间生态修复、海洋与海岸带地质调查等职责任务，用行动证明自身实力，展现出他们的责任与担当。

立足公益性地质工作

在拓展新任务的同时，指挥中心立足做好传统的基础性公益性地质工作，全面落实中国地质调查局关于深化区域地质调查改革工作精神，按照推动新时代地质工作转型发展要求和区域地质调查工作部署，助推行业迈向高质量发展新阶段。

指挥中心按照区调改革精神和服务地区经济发展的思路，本着宁缺毋滥的原则，在项目部署和管理上进一步向精细化转变。2019年承担的19个项目全部通过结题验收（区域地质调查18个，地灾调查1个），完成调查面积5070平方千米，综合研究和成果转化水平较前期有较大提升。坚持在任务中历练提升人才团队建设水平，依托三轮项目培养了一批技术骨干，取得的成绩得到了行业高度认可，按照“五问”“五不唯”成果与人才评价标准，2019年推荐9人入选中国地质调查局首批图幅地质填图科学家。

与此同时，指挥中心围绕找矿突破战略行动要求，在自然资源部和中国地质调查局统筹下构建“基础先行、勘查跟进、带动引领、成果共享”找矿机制，聚焦关键矿产、大宗紧缺矿产、战略新兴矿产，对在基础地质工作中确定的有进一步工作价值的地区进行深勘精查，有效调动社会资本力量，实现找矿重大突破，进一步提高国家能源资源保障能力。坚持公益性定位，找矿成果无偿交给国家。先后多次赴部地勘司、局资源评价部、勘查技术指导中心就大型资源勘查基地矿权延续、项目部署等相关问题进行对接，保障了矿产勘查项目的落地实施。持续抓好技术指导和质量监控，通过“地质云”监管平台和中期质量检查，强化项目运行的过程管控，积极协调外部专家赴项目组进行帮带指导，完成岩心钻探29200米、槽探6500立方米，4个新开项目预获新增金资源量9400千克，年度项目考核取得了一优三良的成绩。

为全国森林资源把脉问诊

开展森林蓄积量调查是掌握我国森林蓄积量家底，践行山水林田湖草是一个生命共同体理念的实际行动。根据自然资源部办公厅《关于开展2019年度全国森林蓄积量调查的通知》（自然资办函[2019]1728号）部署要求，指挥中心按照职责分工，具体实施2019年度全国森林蓄积量调查工作，承担了样地布设、样地调查、蓄积量计算以及分析评价等工作。本次调查工作是自然资源部组建后组织开展的首个全国性自然资源专项调查工作，是贯彻党中央机构改革决策部署精神、服务支撑生态文明建设目标评价考核制度和履行自然资源部“两统一”职责的一项重要举措，意义重大。

在调查时间紧、工作任务新、关系协调难、经费缺口大、安全风险多等矛盾困难叠加的情况下，他们攻坚克难，构建了指挥中心、专业中心、项目组三级质量管理体系，压紧压实“谁调查谁负责、谁检查谁负责”的质量管理责任，坚持大事大抓，严把质量关，探索实践并重构重塑了自然资源专项调查体制机制，取得了一系列成果。一是形成一套完整的工作方案。编制了2019年度全国森林蓄积量调查技术方案、技术规程、工作方案、实施方案，各省（区、市）森林蓄积量调查操作细则和13个专业中心森林蓄积量调查实施方案，顺利通过专家评审论证。二是编制形成了3类报告。形成了2019年全国森林蓄积量调查成果报告、技术总结分析报告和质量评估报告，按精度要求实现了年度出数目标。三是摸清了森林蓄积量分布特征，汇总产出了工作图表。汇总形成了2019年全国及各省（区、市）森林蓄积量起源、优势树种（组）和龄组统计表。四是初步完成了数据库建设。基本搭建了样地和样木属性因子、蓄积量模型、调查影像资料等数据库。

为做好2019年度全国森林蓄积量调查工作，指挥中心着眼履行新使命，不断提高自身能力，在专家团队建设方面，聘请唐守正院士任专家顾问、北京林业大学郑小贤教授和森林经理学博士郭韦韦为全职专家；在项目骨干设置方面，设立了项目计划协调人和工程首席专家，各专业中心有13名项目负责人和31名各省份技术负责人，负责技术管理和质量控制等工作；在提高调查综合能力方面，培训了近2000名外业调查人员，购置了各类调查装备2000余台（套），培养了一支森林蓄积量专门调查队伍，初步形成了承担全国森林蓄积量调查的工作业务体系和人才队伍。

项目组开展“不忘初心、牢记使命”主题教育，结合转制改革和任务拓展实际，以饱满的政治热情和高度的政治责任，全力推进主题教育落地落实。 季永健 摄

摸清草原资源综合植被家底

草原是生态系统的重要组成部分，是我国主要大江大河的源头，保护草原就是保护我们赖以生存的家园。为了更好地保护草原，摸清全国草原资源综合植被家底，由指挥中心和13个专业中心承担的2020年度全国草原资源综合植被盖度与生物量样地外业调查项目有条不紊地进行。

按照自然资源部调查监测司“8月25日左右完成北方省份的外业调查工作，9月30日前完成全国所有省份外业调查工作”的部署要求，按照从北至南、先高原后平原的工作思路，13个专业中心共投入163个调查工组，组成518人的调查队伍，重点围绕草原资源外业调查选取的典型样地，通过设置草灌样方或高大草灌样方获取样方内植物的高度、盖度、植物名称和生物量等基本植被信息，填写纸质表格和调查APP记录调查数据，确保摸清全国31省（区、市）草原资源综合植被盖度与生物量的数量和空间分布。

通过开展草原资源专项调查，将为强化草原自然资源管理和生态保护提供重要的基础数据服务，也为深化草原生态文明体制改革、保护和修复草原生态系统提供重要的技术保障，为自然资源部履行“两统一”职责和开展生态文明建设目标考核提供依据。

构建自然资源要素综合观测体系

山水林田湖草是一个生命共同体，人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树和草，唯有掌握山水林田湖草等自然资源各要素第一手观测数据，研究自然资源种类、数量、质量变化对自然资源结构功能的影响，揭示其动因机制及演变趋势，才能实现对自然资源的统一管理和高效开发利用，更好地加强生态文明建设。

作为《自然资源科技创新发展规划纲要》中十二大科技工程之一，自然资源要素综合观测网络工程的重要性不言而喻，必须有一支作风优良、能力突出的队伍承担这一任务。2019年10月，自然资源部办公厅向指挥中心下达了《关于做好自然资源要素综合观测工作的函》（自然资办函[2019]1855号），要求团结协调自然资源系统内外各单位的观测和研究力量，在有关典型区域尽快启动示范观测，保证2020年首批观测数据上线运行和服务，2023年初步构建起指标体系完整、站网布局合理、运行基本稳定的自然资源要素综合观测框架，2025年形成覆盖全国的全天候、全时段、全要素空天地立体观测能力。

接到任务后，指挥中心以服务自然资源部履行“两统一”职责为导向，开展了自然资源要素综合观测体系观测内容、空间布局等方面的顶层设计与统筹规划，提出了全国自然资源要素综合观测体系总体建设思路，创新指标体系、观测技术方法和运维管理模式，初步形成了一套满足观测体系建设的技术体系，促进了综合观测工作健康有序发展。同时，构建了自然资源要素综合观测一体化平台，以自然资源要素综合观测数据为主体，多渠道集成自然资源要素调查、监测、观测科学数据，实现数据汇聚、管理、专题应用和共享服务。

截至目前，除了工程的规划部署、数据集成与应用服务两个顶层设计项目外，青藏、黄河、黑河3个示范观测项目顺利实施，支撑构建了全国自然资源要素综合观测框架。青藏高原试点项目初步建立了青藏高原自然资源要素综合观测体系，为研究全球气候变化背景下青藏高原冰川、冻土等自然资源变化规律及其相互影响提供了科学数据支撑。黑河试点项目对工作区域的自然资源本底数量开展实地综合观测和统计分析，为工作区内资源综合管理、国土规划、资源环境承载力评价和预警等提供了翔实数据。黄河试点项目在黄河流域选取典型景观区开展观测工作，初步探索了黄河流域景观尺度下自然资源要素综合观测体系指标和技术方法，为黄河生态保护、综合治理提供了有效支持。

在国土空间修复中践行新使命

生态环境是生存之本、发展之源。生态环境没有替代品，用之不觉，失之难存。指挥中心一直将保护生态环境、加强国土空间生态修复作为自己的职责与使命。

实施城市地质调查，支撑服务东北老工业基地振兴。在牡丹江和辽阳分别实施城市地质调查项目，查清了城市主城区地质环境条件和主要生态环境问题，评价了浅层地下水环境质量和土壤环境质量；基本查明了城市重点区地下空间地质结构特性，评价了场地工程建设适宜性；基本查明了牡丹江和辽阳市自然资源的分布和利用现状，初步编制了自然资源图集；紧密结合地方需求，开展了牡丹江地质工作与旅游经济关系研究，探讨了牡丹江地区地质旅游的发展目标，初步编制了地质文化旅游科普方案；利用水文地质调查工作，开展找水打井工作，向驻地移交10眼井，解决了1800余人安全饮水问题，有效缓解了当地群众缺水的困境。

实施水文地质调查，服务赣南革命老区脱贫攻坚。在赣南粤北开展东江-韩江流域水文地质调查项目，聚焦流域水安全，开展找水打井3眼，解决地方季节性干旱缺水问题。同时，针对寻乌县政府在治理稀土矿山环境过程中水环境恢复缓慢的问题，项目组在已有地表水监测的基础上，于上甲村-石牌工业园一带，实施了5个地下水监测井，为地方政府决策提供了数据支撑。

实施土地质量调查和盐渍土改良，有效支撑服务生态保护修复工作。针对大兴安岭工作区南部保护区开垦耕地情况，项目组对多布库尔保护区内人类扰动区（耕作区）与非人类扰动区的土地进行地球化学元素对比分析，结合地球化学、生态地质学，建立生态地质评价体系，系统评价土地质量状况，为当地政府提出合理化退耕还林还草的生态地质建议。通过开展南疆盐渍化项目，与中国科学院新疆生态与地理研究所开展专题合作，试点选取了野榆钱菠菜、盐地碱蓬、盐角草、梭梭等盐生草本植物、乔木在当地重度盐渍化区进行种植。目前，株苗长势良好，株高10厘米，利用排碱渠废水灌溉后已经进入快速生长期，此项成果得到当地林业及自然资源局的充分肯定，将对当地盐渍土修复、防风固沙及保护塔里木盆地“绿色长廊”起到关键作用。

生态文明是实现人与自然和谐发展的必然要求，生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计。指挥中心将始终牢记职责与使命，在部党组、局党组的统一领导下，努力破解重大资源、生态、环境、灾害问题，在支撑服务国家经济社会发展、生态文明建设和自然资源管理中心工作的新征程中展现新作为，创造新辉煌。

古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

瓦尔巴拉超大陆是一个理论上曾经存在的超大陆，自38亿年前开始形成，31亿年前成形，28亿年前分裂。

前寒武纪地质年表

今年世界地球日的主题是“珍惜自然资源呵护美丽国土——讲好我们的地球故事”。那么，对于“生物大爆发”之前远古时代的地球，你又知道多少？今天，就让我们请来一位研究前寒武纪50多年的地质专家——来自中国地质调查局天津地质调查中心的沈保丰研究员，请他讲讲从46亿年前地球诞生到距今5.41亿年寒武纪开始近40亿年的漫长时光中，地球经历了哪些重大地质事件。

1 前寒武纪涵盖40亿年的地球时光，分为冥古宙、太古宙、元古宙三个地质时代

记者：说起寒武纪，人们会想到地球历史上第一次生物大爆发，大量且门类众多的海生无脊椎动物在几百万年的很短时间内“突然”地出现了。从此，地球逐渐成了一个生机勃勃、丰富多彩的“生命家园”。那么在之前的前寒武纪时期，地球又经历了怎样的演化过程？

沈保丰：地球的年龄是45.68亿岁，以5.41 亿年的寒武纪为界，之前约40 亿年的地质时代称为前寒武纪。

前寒武纪又分为冥古宙、太古宙与元古宙三个地质时代，是陆壳形成、生长、壳幔圈层分异耦合并形成稳定陆块的重要阶段。应该说，在这个漫长的时间尺度上，地球发生了一系列决定地球命运的地质大事件。揭示这些事件的性质和过程，对于理解行星演化、大陆的聚合与漂移、矿产资源的形成、生命的演变，以及地球未来的发展都具有重要意义。

记者：但以往人们了解得并不多。

沈保丰：的确。尽管它占据了地球生长期近87.7%的时间，但人们对这段时期的了解相当少。这是因为前寒武纪少有化石记录，且岩石已严重变质，不是已经破坏侵蚀，就是埋藏在显生宙地层之下。

目前，已知地球上地壳的最古老物质记录，是澳大利亚杰克山太古宙沉积砾岩中的碎屑锆石，它的年龄大约是44亿多年。

2 冥古宙的“黑暗地球”，经历了由天文行星演化到地质演化的质变

记者：地球形成的初始阶段是没有地壳的？

沈保丰：早期地球经历了由天文行星演化到地质演化的质变。

在冥古宙，即距今45.68亿年到40.3亿年，早期地球经历了一段“黑暗时代”，那是一段没有岩石记录的时期。

冥古宙又可分为混沌代和杰克山代或锆石代两个代，其分界线为44.04亿年。混沌代主要是太阳系及其早期地球等行星形成及演化时期，其间包括太阳系的形成、早期地球的增生、金属地核和硅酸盐地幔形成、月球的形成、一颗“火星大小”的行星撞击等天文行星演化事件。

距今44.04亿年左右，地球就进入到地质发展时期。在这一时期内，有原始地壳和原始地核起源，初始地幔、水、大气圈和海洋的形成，陆壳、洋壳及生命起源等重大地质发展问题，都需要人类进一步去认识和研究。

早期地球的研究是当今地球科学研究的热点和难点，因为有关近似火星大小的天体大撞击、全球岩浆海、地幔翻转、陆壳起源、生命出现等大事件都发生在这一时期。但因为在这时期保存的记录极少，又很难得出较完整的结论。因而人类对早期地球的认识程度极低。

从地质角度对早期地球的研究、获取相关信息的途径，其中对冥古宙碎屑锆石包含信息的研究尤为重要。

记者：人类都在哪里发现过冥古宙碎屑锆石？

沈保丰：保存较好的地点是西澳的Mt. Narryer、Jack Hills和Maynard。Mt. Narryer的碎屑锆石年龄为41.5亿年及42亿年；Jack Hills为44.04±0.08亿年，是全球最老的碎屑锆石年龄。

在中国大陆的西藏三江造山系中的喜马拉雅地块、北羌塘地块、北秦岭西端、北祁连走廊带、天山的东准噶尔和华夏造山系等7个地点，也发现了早于40亿年的碎屑锆石，其中有4个大于40.3亿年，3个接近4亿年。

3 太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、许多矿产形成的重要时期

沈保丰：太古宙是陆核形成、陆壳巨量堆积、高度还原性水圈、大气圈和铁、金、铜、锌矿产形成的重要时期。

太古宙是陆核和陆壳巨量堆积时期。根据已有的地质资料，地球陆壳的80%～90%是在早前寒武纪形成的，绝大多数形成于太古宙中的中—新太古代。全球陆壳的巨量增生在29亿～27亿年，主要的岩石类型是高钠的长英质片麻岩，其次是镁铁质—超镁铁质火山岩。据推测，陆壳增生与超级地幔柱事件有关。

太古宙地幔热对流循环剧烈，构造活跃，火山活动速率较大，这有利于早期大陆物质大量产生，并漂浮于紊流状态的地幔之上。随着地球冷却，原始大陆固结为一些小陆块。依据南非卡普瓦尔和澳大利亚皮尔巴拉克拉通的年代学和古地磁研究，在33亿年左右，甚至可早到36亿年，可能有一些陆块增生并形成地球上第一个构造上更稳定的瓦尔巴拉超大陆。有专家提出，在太古宙末期，27亿年左右或25亿年，可能存在一个肯洛兰超大陆。约24亿年左右，肯洛兰超大陆开始裂解，形成了一系列的大规模放射状基性岩墙群，在23亿年左右形成了古元古代冰川事件。

记者：太古宙已经开始形成矿产资源？

沈保丰：太古宙形成的大量绿岩带中有着明显的成矿作用。

根据其规模、形态、形成时代、岩石组合、变质程度以及成矿作用等方面的差别，全球的绿岩带可分为4种类型：巴伯顿型（35亿～33亿年），形成时代较老，主要矿产有金、铁、铬和少量镍；苏必利尔型（27亿～26亿年），主要矿产有铜、锌、金、铁和少量镍；伊尔岗型（27亿～26亿年），产出的矿产有铜、镍、金、铁等；达瓦尔型（26亿～23亿年），与之有关的矿产有金、铁、锰等。

4 距今26亿～25亿年间，华北陆块发生了一次大氧化事件

记者：现在的中国大陆在太古宙时期经历了怎样的变迁？

沈保丰：太古宙地层在中国大陆出露面积为7.4万平方公里。中国大陆主要有三个陆块区，分别是华北、塔里木和扬子。其中，以华北陆块面积最大，变质基底分布范围最广，时代跨度最长——从略大于38亿年到18亿年。

作为中国最大的陆块，华北陆块的面积约30万平方千米。尽管与世界上其他陆块（克拉通）相比，它的面积不算大，但它不仅具有超过38亿年的漫长地质历史，而且经历了复杂的构造岩浆热事件叠加和改造，记录了几乎所有地球早期的发展的重大地质构造事件。

在26亿～25亿年，华北陆块是陆壳巨量堆积的高峰期。由于陆壳巨量堆积引起由缺氧到富氧的地球环境的剧变，构造体制重大转折，同时导致了元素的巨量迁移、重新分配和成矿。

一个有趣的现象是：华北陆块大约30万平方千米面积上，在26亿～25亿年间忽然大规模地形成了几千个规模大小不等的氧化物相条带状铁建造（BIF）型铁矿床，累计查明资源储量已达335.36亿吨，占全国铁矿总资源储量46%。这种在一个不是很大的地区集中产出几千个矿床和矿点，并呈氧化物相条带状铁建造的铁矿床产出，在全球很少见，华北陆块可能是唯一的地区。这也说明在新太古代26亿～25亿年时，华北陆块发生了一次大氧化事件。

记者：铁矿床的形成与氧化有什么关系？

沈保丰：铁是变价元素，在自然界有Fe2+和Fe3+两种离子存在。氧化环境中铁呈Fe3+状态存在，Fe3+的迁移能力极小。还原环境中铁以Fe2+状态存在，形成Fe(OH)2、FeCO3、FeCl2等化合物。因而氧化环境有利于铁的沉淀，还原环境有利于铁的迁移。即：在酸性环境下，铁的还原作用增强，促使二价铁被溶解到溶液中去；在碱性环境下，铁的氧化作用增强，促使三价铁从溶液中沉淀下来。

在华北陆块在26亿年之前，由于强烈的火山和洋底的喷流作用，大气圈和海盆基本是处于强酸性和强还原的环境，在盆地中大量的铁呈二价离子、氢氧化铁或其他络合物形式存在海盆中。在26亿~25亿年由于处于氧化环境，Fe2+便从溶液中沉淀下来，形成了大量的铁矿。

5 古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一，也是第一个重要成矿期

沈保丰：古元古代是地史上重大地质构造转变时期之一。在此期间，发生了古元古代初超大陆裂解、大量基性岩墙（席）侵位、大量巨厚被动陆缘型沉积建造、大陆壳的快速生长、俯冲—碰撞造山作用的首次出现等。同时，这一时期构造体制发生了本质的变化，由太古宙全活动体制转换为活动带和稳定地块并存的构造格局。出现不同规模、不同构造性质的活动带、裂陷槽、岛弧带、活动大陆边缘、被动大陆边缘等。

记者：全球古元古代大致发生了哪些重大地质事件？

沈保丰：24.2亿～22.5亿年在古元古代初期，发育有广泛的冰川活动，产生了全球性的地幔慢速下沉和大气圈的氧化。

这个时期的古老冰川活动被称为休伦冰川活动。它紧随在肯洛兰超大陆破裂、大氧化事件在全球广布条带状铁建造之后。在24.2亿～22.5亿年全球岩浆活动寂静期之后，从22.5亿～20.6亿年岩浆活动重新活跃，出现以玄武质岩浆活动为代表的全球事件。古元古代中期，也是磷矿产生的重要时期。

20.6亿～17.8亿年是地球历史上重要的地壳生长期，世界上最大镁铁—超铁镁质层状侵入体以及南非含大量矿产的大规模基性布什维尔德岩浆岩省，就产生于这一时间。这一全球的构造事件还导致了哥伦比亚超大陆在距今18亿年时的形成。

此时的华北陆块也发生了与超大陆形成有关的造山事件。大量丰富的地质记录证实，在古元古代末18.5亿年完成了最后一次前寒武纪聚合造山和变质作用，完全固结成为一个整体的刚性克拉通。在古元古代末，经吕梁运动，华北、塔里木、华南等古大陆相联，组成一个统一的中国古大陆的结晶基底。

全球哥伦比亚超大陆形成后，从17. 8亿年开始陆续进入裂解期，形成裂谷盆地和被动陆缘盆地。

古元古代也是地史上第一次十分重要的成矿期。它以矿种多、成矿规模大、矿床类型复杂著称。比如中国就有大量这一阶段因古大陆裂解离散-造山而产生的矿产，构成了铁、铜、铅锌、金、硼、菱镁矿、滑石、金红石等矿床成矿带和成矿系列。

6 “雪球地球事件”之后，温室效应导致地球变暖，元古宙进入尾声，显生宙拉开序幕

记者：从您的讲述来看，早期地球虽然没有大量生物出现，但故事也是惊心动魄。

沈保丰：的确非常精彩。

17.8亿～8.5亿年是地球演化过程中相对稳定期，以硫化物发育的深海洋、疑源类的缓慢演化、哥伦比亚超大陆的解体和距今11亿～9 亿年罗迪尼亚超大陆的汇聚为主要特色。

8.5亿～5.41亿年是地史中由隐生宙向显生宙过渡的重要阶段，也是生命演化最关键的时期。在这时期的开始阶段，即从7.7亿年开始，地球进入了元古宙第二次环境剧变阶段，广泛发生低纬度冰川，整个地球覆盖着冰雪，形成一个雪球，称为“雪球地球事件”。

记者：“雪球地球”？连赤道也被冰雪覆盖吗？

沈保丰：当然。全球年平均气温低达-50C°，海洋表面冰层达到1000米厚。整个地球成为一个雪球。

这也是元古宙休伦冰期后的第二次全球冰雪时期。

在新元古代中期，罗迪尼亚超大陆裂解。在这一时期，地球构造运动加强，广泛形成陆内裂谷，同时引起大规模风化剥蚀和沉积作用，使大气中CO2的消耗量大大超过火山喷发释放的CO2量，并出现“冰室效应”：全球气温迅速降低，首先在地球两极的海洋上形成冰盖，随着冰盖面积的扩大，冰面对阳光反射增大，加速了地球表面的气温下降，直至全球冰冻，形成“雪球地球”景观。

不过，有一句话叫物极必反。由于温度极低，水文循环基本停滞，几乎没有降水作用，消耗CO2的化学循环基本停止。但同时，地球上的岩浆作用依然活跃，火山喷发释放出大量的CO2，且不断增加。经过上千万年的日积月累，大气中的CO2终于达到了一个足够高的浓度，便又产生了强大的温室效应。之后，地球迅速变暖，冰雪大片消融，最终出现了另一极端——解冻加速，一场酷热随之而来。

随之而来的还有生物界的蓬勃孕育。6.35 亿年，埃迪卡拉纪开始，埃迪卡拉动物群首现，至5.41亿年寒武纪生物大爆发，元古宙结束，显生宙拉开序幕。

7 元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期，中国至少有该时期形成的超大型矿床40余处

记者：看来，中—新元古代是地球演化历史上最重大的变革时期之一，为之后地球成为丰富多彩的生物家园奠定了地质基础和气候基础。

沈保丰：我今年83岁，是从1964年开始研究前寒武纪矿床。我想要告诉大家的是，地球演化和环境变化也与成矿作用息息相关。如，“雪球地球事件”为我国的华南地区留下了大量的铁矿、锰矿和磷矿，特别是锰和磷，规模很大，品位很高。

记者：那么，我国前寒武纪矿床主要有哪些矿种？

沈保丰：中国前寒武纪超大陆旋回与成矿作用关系十分密切，我们曾提出，中国前寒武纪大规模成矿作用的主要控制因素是大地构造背景和大型地质构造环境。我国前寒武纪有包括铁、铜、镍、锌、稀土、金、磷等矿种在内的14个矿种产出超大型和特大型矿床，其中超大型矿床40多处、特大型30多处。

记者：有哪些是我们现在熟知的大矿？能举个例子吗？

沈保丰：比如白云鄂博。

记者：我们知道位于内蒙古的白云鄂博矿赋存着大量稀土，在我国乃至世界稀土工业占据举足轻重的地位。它也是在前寒武纪哪个阶段形成的？

沈保丰：白云鄂博稀土、铌、铁矿床是我国中元古代一个世界级的巨型矿床。初期，我国开发白云鄂博是开采铁矿石，后来才发现并应用其中的稀土、铌等重要矿产资源。

如果说中国稀土的资源储量约为世界稀土资源储量一半，其中白云鄂博稀土资源储量就能占到全国稀土资源储量的近九成。如今，人们已在矿区内已发现73种元素，构成160种矿物，有综合利用价值的矿产达26种，除稀土之外，铌、钍资源储量都占世界第二位。

白云鄂博矿床有着复杂的形成历史。

据研究，白云鄂博矿床有两次成矿期，是早期中元古代以铁-铌-稀土矿为主的岩浆型和晚期加里东期为铌—稀土矿热液叠加而形成的多成因、复合型的叠生矿床。

在中元古代早期，大约17.5亿年左右，随着全球哥伦比亚超大陆的裂解，太古宙的华北陆块也开始裂解，形成白云鄂博裂谷，并在裂谷中沉积了白云鄂博地层及有关岩浆岩。在14亿～12亿年，这里火成碳酸岩呈岩床或似层状体和岩墙侵位。就在火成碳酸岩岩浆熔离过程中，形成了岩浆期的稀土—铌—铁矿床。这也是白云鄂博的主矿化期。

在5亿年～4亿年加里东期，这里又叠加了一期构造热事件，形成了第二期稀土、铌热液矿脉。它们也是地壳深部物质部分熔融的产物。

沈保丰：总的来说，前寒武纪中的元古宙是多种矿种大型、超大型矿床形成的高峰期。除了白云鄂博超大型稀土—铌—铁矿床外，中国此时形成的知名矿床还有：内蒙古东升庙超大型硫铁—铅—锌矿床、甘肃金川超大型铜镍矿床、海南石碌超大型铁矿床、贵州松桃西溪堡（普觉）超大型锰矿床、贵州松桃道坨超大型锰矿床、贵州开阳超大型磷矿床、贵州瓮安超大型磷矿床、黑龙江柳毛超大型石墨矿床、黑龙江云山超大型石墨矿床等。

记者：大自然的奥秘真是太多了。谢谢您为我们分享了一段有关早期地球的精彩故事。

专家出镜

沈保丰，研究员、博士生导师。1959年毕业于前苏联乌克兰顿涅茨克工业大学地质系，曾任原地矿部天津地质矿产研究所所长（现为天津地质调查中心）。50多年来，主要从事矿床、前寒武纪地质、区城成矿规律和成矿预测研究，专长前寒武纪成矿作用；先后发表论文100多篇，出版专著14部；曾获国家科技进步奖、省部级科技或果奖等多项，1992年起享受国务院特殊津贴等。

近日，在中国地质调查局岩溶地质研究所于四川省凉山彝族自治州昭觉县四开乡建设的水资源高效开发利用支撑食用菌产业示范基地，产出的第一批羊肚菌成功上市。

岩溶所“乌蒙山地区水文地质调查”项目通过开展昭觉县水文地质综合调查，以水资源高效开发利用为基础，根据地质条件、土壤质量、气候与光照等条件，建立了金曲乡、四开乡、哈甘乡等多个水资源高效利用支撑生态农业产业化示范基地。四开乡示范基地于2020年6月建成，利用引泉调蓄工程，解决了示范基地缺水问题。项目组通过对农业地质条件及适应性分析，2020年底采用地栽方式种植了具有高附加值的羊肚菌。

羊肚菌属低温高湿性真菌，是世界公认的著名珍稀食药兼用菌，市场价格昂贵，鲜菌市场价高达240元一公斤。羊肚菌生长期长达3个月，目前菌丝生长旺盛，可采摘3～4批次，预计6亩羊肚菌总产量可达400公斤，总产值可达9.6万元，比原种植土豆收入增加约4倍，展现了生态农业产业化示范基地在助推巩固脱贫成果、实施乡村振兴方面的积极作用。

近日，由新疆农业农村厅获悉，焉耆盆地富硒小麦产业发展正式写入《2020年自治区农业供给侧结构性改革项目实施方案》。方案明确尽快制定《十四五焉耆富硒小麦产业发展规划》，促进一二三产业融合发展；增加优质富硒小麦供给，打造集中连片富硒小麦标准化生产示范基地等具体要求，标志着焉耆盆地富硒小麦产业发展进入全疆引领的新阶段。

自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心自2016年在焉耆盆地开展土地质量地球化学调查工作以来，共发现天然富硒产品17种，成功打造并不断深化“西域硒都”区域性品牌，有效支撑地方多家骨干企业投身富硒产品的开发。中心先后采集小麦样品144件，硒含量介于0.02～1.09 毫克/千克，均值0.19 毫克/千克，依据《陕西省富硒食品标准DB61T556-2018》中富硒粮食标准（硒≥0.05毫克/千），小麦富硒率达96.53％。该成果得到焉耆县人民政府高度重视，并确立了做大做强富硒小麦产业、示范引领区域富硒产业高质量发展的目标。

为推进富硒小麦原材料的精准化管理、富硒面粉的科学化生产，西安地调中心发挥科技创新支撑引领作用：一是基于土壤-小麦系统硒元素耦合关系研究，科学划定了焉耆盆地富硒小麦优势种植区，有效支撑1.5万亩富硒小麦标准化生产基地通过中国质量认证中心认证；二是基于不同品种小麦硒生物有效性研究，提出了富硒小麦标准化生产应优选新冬22号、新春6号、新春41号和新春22号4类品种；三是研究发现小麦籽粒硒含量从灌浆期、成熟期到收割期为上升趋势，其中灌浆期到成熟期对于小麦籽粒聚硒最为关键，因此应该加强小麦灌浆期到成熟期田间管理，确保土壤水分、肥力充足，成果有效支撑了《焉耆县富硒小麦标准化生产技术规程》地方标准编制；四是基于硒在小麦籽粒中分布规律研究发现，小麦从芯到皮硒含量逐步升高，麦芯粉、普通面粉、全麦粉和麸皮硒含量均值为0.26毫克/千、0.28 毫克/千、0.29 毫克/千、0.34 毫克/千，依据《预包装食品营养标签通则（GB28050-2011）》规定的富硒面粉硒含量标准（硒≥0.15毫克/千），54件样本富硒率分别达33.3％、44.5％、50.0％和42.2％，据此提出富硒面粉生产过程中除在源头把控小麦硒含量外，应关注小麦籽粒在面粉加工过程中不同部位的配比，确保富硒面粉符合国家预包装标准，同时，数据支撑3481吨富硒面粉通过认证，潜在经济价值4000万元。以上成果，对于支撑富硒小麦产业高质量、科学化发展，推进富硒主食制品的工业化生产、社会化供应等产业化经营方式奠定了重要基础。

科技是第一生产力，西安地调中心与焉耆县农业农村局已初步达成建设富硒盆地小麦野外观测及科研示范基地、搭建“西域硒都”富硒资源溯源信息系统服务协议。下一步，西安地质调查中心将持续依靠科技创新支撑焉耆盆地做强做大富硒小麦产业，提升“西域硒都”富硒小麦品牌美誉度和社会影响力；多元主体协同发展，集中整合焉耆盆地富硒农产品资源，打造富硒产业集群，规划建设现代富硒产业园区；积极申请中国地质调查局全国十大天然富硒基地，打造新疆焉耆盆地富硒农产品加工产业园，示范引领南疆特色产业发展，助力脱贫攻坚，促进兵地产业联动、融合发展。

　　

小麦不同品种、部位及生长期硒含量时空变化特征图