叠层石衰落之谜

在23亿年前-7亿年前的元古代,繁育着非常广泛的叠层石。叠层石遍布全球七大洲,昌盛了十多亿年。叠层石藻类是当时地球上唯一的生物,相当于中生代的恐龙,是当时地球的霸主,但在7亿年前的时候却迅速衰落,在这以后,只在局部的零星范围才有叠层石的存在。为什么会这样呢?     

10亿年前的地-日-月关系: 来自叠层石的证据

对北京周口店地区中元古界铁岭组叠层石进行的研究发现, 叠层石明暗纹层对厚度呈周期性变 化, 这些周期性变化被解释为月节律和季节节律, 结合S型叠层石的形态特征初步得到如下古天文信 息: 10亿年前的中元古代晚期, 一年至少有516±20天、12.9±0.5个月, 一个月有40天, 一天最多16.99±0.66小时, 古黄赤交角为29.2～30.6°.     

古元古代冰期事件: 山西五台地区滹沱群的碳同位素证据

古元古代全球性冰期(~2.3 Ga)可能是地质历史时期发育最早的雪球事件. 华北地区广泛出露古元古代轻微变质沉积岩, 但缺乏古元古代冰期事件的沉积学证据. 研究了山西五台地区古元古代滹沱群(2.5~2.2 Ga)稳定碳同位素组成, 结果显示δ¹³C 值在垂向地层序列中的变化有明显的规律性: 豆村亚群大石岭组碳同位素高正值(δ¹³C_carb 值3.2‰~1.0‰); 东冶亚群纹山组-大关洞组中部碳同位素值的降低(δ¹³C_carb 值2.0‰~-1.2‰), 伴随着叠层石从繁盛到衰落的过程; 至大关洞组上部及其与槐荫村组界线附近碳同位素发生显著负漂移(δ¹³C_carb值1.4‰~-3.3‰), 该段地层叠层石不发育; 在其之上的北大兴组-天蓬垴组碳同位素比值逐渐恢复到零值附近(δ¹³C_carb 1.2‰~1.4‰), 叠层石迅速繁盛. 在东冶亚群建安村组-大关洞组中部出现的碳同位素负漂移可能是古元古代全球性冰期事件在我国华北地区的响应, 反映古元古代全球古气候发生了重要的变化.     

我国发现元古代变质水下喷发碳酸熔岩

1 地质产出 已发现的元古代变质水下喷发碳酸熔岩位于滇中武定西矿带观天厂区段(相当于中元古代昆阳裂谷中段武定海盆之西缘),赋存于昆阳群因民组顶部至落雪组下部,分布于观天厂环形构造内已发现的火山机构外侧核桃箐、大箐、观天、老呜哨等地(图1(a))。在火山斜坡熔岩的厚度只有十余米,而在洼地其厚度超过150 m,上、下整合于海相沉积地层,如叠层石白云岩、白云岩、层火山碎屑岩中,横向上消失于层凝灰岩中(图1(b))。     

云南西部几个元古代岩石地层单位的新认识

云南西部元古代地层发育,分布非常广泛,其中蕴藏着非常丰富的铁矿,对其研究、划分和对比,不仅能掌握矿产的分布和生成条件,而且可以了解地壳的演化,因此在国民经济上具有十分重大的意义。 近年来,云南西部元古代地层的研究,在叠层石、微古植物和同位素年龄方面,取得许多新的进展。现将其分别叙述于后。     

辽-吉造山带东南边界位置探讨

华北克拉通内部的辽-吉造山带,代表着东部陆块的汇聚带.然而,这一重要构造带的东南边界位置长期没有准确地限定,存在着认识上的分歧.本文选择丹东地区基底内变沉积岩与变形-变质侵入岩进行了锆石年代学分析.结果表明,在丹东地区多处残留的变沉积岩,其沉积时代为古元古代,可与辽-吉造山带内的辽河群对比.丹东地区在古元古代也经历过广泛而强烈的区域变质作用,变质时间限定为1910~1864 Ma,可与辽-吉造山带碰撞造山中的变质作用对比.锆石年代学结果显示,丹东地区存在着一系列古元古代侵入岩,以1882~1827 Ma间岩浆活动产物居多.岩浆锆石年龄谱指示该区基底演化阶段经历过多期岩浆活动,峰期分别为2665,2500,2200,2095,2030和1865 Ma,也显示与辽-吉造山带的相似性.这一系列事实表明,丹东地区的基底组成与演化均与辽-吉造山带相似,应划归为该造山带的一部分,而非前人认为的狼林地块.对比分析前人的研究成果发现,整个辽东半岛都应属于辽-吉造山带的延伸,其东南边界至少达北东走向的鸭绿江断裂带.     

中国南方震旦系陡山沱组Sm-Nd同位素年龄测定

越来越多的证据证明,末元古代是地质发展史和生物发展史上一个极其重要的历史阶段,末元古代地层目前正成为国际上地层学研究的“热点”之一.然而,由于晚元古界目前缺乏明确可靠的化石带序列,并且研究人员对末元古代地层的同位素地质年龄数据有较大的分歧和争议,因而当前未元古界研究面临的一个突出问题就是解决全球地层对比和关键界线层位的时序标准.晚震旦世陡山沱期是南沱冰期后第一次生物爆发期,又是我国南方重要的磷、锰和重晶石等矿产形成期,是末前寒武纪的重要时期之一.     

华北克拉通早元古代拼合与Columbia超大陆形成研究进展

通过对华北克拉通及全球其他古老大陆及其早元古代碰撞造山带的系统对比,提出了地球上20~18亿年碰撞型造山带记录了一次全球性大陆拼合事件,并导致一个早-中元古代超级大陆的形成,该超级大陆称为Columbia或Nuna.华北克拉通两条古老的喜马拉雅型碰撞造山带(即~19.5亿年的西部孔兹岩带和~18.5亿年的中部造山带)的发现,证实了华北克拉通基底是~19.5亿年和~18.5亿年期间多个微陆块拼合而成,完整保留了Columbia超大陆的聚合记录,说明华北克拉通是Columbia超大陆的组成部分之一.     

地质年表及生物演化简表

太古宇/冥古宙38.5亿一25亿年元古宙/新、中、元古代25亿～5.7亿年 震旦纪8亿一5.7亿年古生代:寒武纪5.7亿～5.1亿年 奥陶纪5.1亿～4.39亿年 志留纪4.39亿一4.09亿年 泥盆纪4.09亿.3.62亿年 石炭纪3.62亿～2.9亿年中生代:二叠纪2.9亿.2.5亿年 三叠纪2.5亿～2.08亿年 侏罗纪2.08亿.1.35亿年 白垩纪 1.35亿..O.65亿年新生代:第三纪O.65亿。0.233亿年 第四纪晚0.233亿～0.164亿年 第四纪0.164亿年一今晚期生命出现,叠层石 真核细胞 裸露动物 硬壳动物 无颌类 裸蕨植物 节蕨植物、鱼类裸子植物、爬行动物鸟类、哺乳动物 被子植物近代哺乳动物 …     

华南扬子克拉通东南缘赣东北蛇绿岩的Sm-Nd同位素研究

发育于扬子克拉通(或地台)东南缘的蛇绿岩带,通常被认为是四堡-雪峰造山旋迥的产物,代表一个元古代缝合线或俯冲带。相反,许靖华等人最近提出这个蛇绿岩带是套构造混杂岩,于中生代仰冲到一个前陆区     

华北克拉通西部孔兹岩带形成时代新证据: 巴彦乌拉-贺兰山地区锆石SHRIMP定年和Hf同位素组成

对华北克拉通西部孔兹岩带西段巴彦乌拉-贺兰山地区片麻状花岗岩和贺兰山岩群石榴云母二长片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素组成研究. 片麻状花岗岩岩浆锆石年龄为(2323±20) Ma, 两期变质锆石年龄分别为(1923±28)和(1856±12) Ma. 锆石核、幔和边Hf同位素组成相近, 19个数据点TDM1(单阶段亏损地幔模式年龄)变化范围为2455~2655 Ma. 石榴云母二长片麻岩中大多数残余锆石年龄集中分布, 平均年龄为(1978±17) Ma, 另有少量更老残余锆石(2871~2469 Ma)存在. 变质锆石由于U含量很高导致强烈铅丢失, 未能获得准确年龄. 锆石Hf同位素组成变化范围较大, T_DM1为1999~3047 Ma. 结合前人研究成果, 可得出如下结论: (1) 贺兰山岩群孔兹岩系形成于古元古代, 而不是以往认为的太古宙; (2) 研究支持了华北克拉通西部鄂尔多斯陆块和阴山陆块之间存在一规模巨大的古元古代孔兹岩带的认识; (3) 孔兹岩带内大量存在的古元古代早期地质体可能是孔兹岩系碎屑沉积物物源区之一; (4) 鄂尔多斯地块、阴山地块和东部地块大致在同时发生相互碰撞拼合, 导致华北克拉通最终形成.     

甘陶河群形成时代和构造环境: 地质、地球化学和锆石SHRIMP定年

甘陶河群是华北克拉通中部带早前寒武纪基底的重要组成. 主要由中基性玄武岩、砂岩、白云岩等组成. 本文报道了甘陶河群变质玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成. 岩浆锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb加权平均年龄为2087±16 Ma (MSWD=1.3), 其Hf同位素变化范围非常大, ε_Hf(t)值从-7.17到+0.45. 除岩浆锆石外, 岩石中还存在大量约2.5 Ga捕获锆石. 全岩Nd同位素变化范围为+4.0~-0.8. 在原始地幔标准化的蛛网图中, 所有样品都没有明显的Zr和Hf异常, 部分样品也没有Nb和Ta异常. 亏损地幔的部分熔融以及随后的地壳混染是这些玄武岩最可能的成因. 野外地质特征、大量捕获锆石的存在、同位素和微量元素地球化学都表明甘陶河群是在大陆基底上打开的. 结合前人对中部带其他古元古代火山沉积建造的研究, 本文指出华北克拉通中部带在古元古代时期为大陆裂谷环境, 在太古宙末期中部带地质体和东部陆块已经形成了统一的陆块.     

具变质鬣刺结构的太古代科马提岩在我国首次发现

科马提岩(Komatiite)也被译作苦幔岩或镁绿岩,它是一种见于太古代或元古代绿岩带的高度富镁而贫钛的超镁铁质-镁铁质熔岩岩套。奇特的鬣刺结构等成为它的重要的成因特征和鉴别标志。自1969年M.J.维尔乔因和R.P.维尔乔因在南非巴伯顿绿岩带,发现并命名这种岩类之后,立即引起了世界各国地质学家的注意。鉴于其许多元素都具有接近于球粒陨     

深海锰结核中微生物的分类及串珠状超微生物化石的研究

1994年以来,作者用偏光显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了东太平洋的深海锰结核,其中透射电子显微镜样品是采用离子减薄法制成的.这些锰结核按形态及其包壳的叠层石种类可分为表面光滑的和瘤状的两种类型.前者的包壳由微小叠层石组成,后者的包壳由奇异叠层石组成.文献[1]曾报道了锰结核中串珠状超微生物化石的首次发现,但是尚未进行分类和定名.此后,作者将另一种螺旋状超微生物化石定为太平洋螺球孢菌(新种),并认为螺球孢菌才是瘤状锰结核的包壳——奇异叠层石的真正建造者.本文是在上述基础上对深海锰结核中各种微生物按其与锰结核的关系进行分类,并对表面光滑的深海锰结核中的串珠状超微生物化石进行系统描述和定名.1 深海锰结核中微生物的分类深海锰结核可以看作为一种微生物建隆.在此建隆中发现的微生物化石种类很多,包括有孔虫、钙质超微化石、放射虫、硅藻、硅鞭毛藻、海绵骨针、蠕虫虫管、真菌以及新发现的纳米级超微生物等等.但是,上述各种微生物(除纳米级超微生物外)化石文献中报道较多,但并未涉及其在锰结核的建造中所起的不同作用.作者根据这些微生物与锰结核的关系将其分为以下4种类型:     

江南造山带东段高压变质蓝片岩及其地质时代研究

在江南造山带东段,笔者曾发现高压变质岩石的零星露头,分布在德兴一弋阳一带,以蓝闪石片岩最为典型.近年研究表明,它们出露在九岭构造区与赣浙皖边境火山岛弧的交接处,产在赣东北断裂带内的晚元古代蛇绿混杂岩中(图1).     

阿尔金山地区高压变质泥质岩石的发现及其产出环境

阿尔金构造带是亚洲大陆上一条重要的左行走滑断裂带.新近的研究发现,阿尔金断裂的左行走滑不仅表现在中新生代,至少在奥陶纪晚期也发生过类似运动.同时,其北缘有太古界麻粒岩相杂岩基底出露,主体由元古界变质片岩、火山岩、石英岩、叠层石碳酸盐岩地层组成,上覆地层主要是零星分布的下古生界的台地碳酸盐岩沉积和火山沉积,上古生界与中新生界均为小型断陷盆地沉积(图1).总体反映了阿尔金断裂带是在塔里木板块的基底之上发育起来的.     

内蒙古锡林郭勒杂岩Sm-Nd,Rb-Sr同位素年代研究

内蒙古锡林浩特市东北约100km的巴音高勒地区分布着一套变质岩,前人曾命名为锡林郭勒杂岩.这套岩系具复杂变形和角闪岩相变质,长期以来时代归属不明且缺乏详细工作.邵济安认为其属古生代褶皱带内的古地体,唐克东等则将其划归古生代花岗-变质岩带的一部分.在《内蒙古自治区区域地质志》中,这套岩系被归入早元古代,但同时报道其U-Pb年龄为1060Ma.由于锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变形变质地层单位,故查明其形成年龄、变质年龄对于解释华北板块北缘前古生代构造演化具有重要意义.     

蓝裸甲藻(新种)(Gymnodinium cyaneum Hu sp.nov.)藻胆素(Phycobilin)的发现及其意义

在藻类的光合色素系统中,叶绿素a是各门类所共有的.但就其采收光能的天线色素而言,因门类而有很大的差别.因此,天线色素的不同就成为研究藻类系统分类和演化问题的重要依据之一.藻胆素是某些藻类光合系统中的主要天线色素.研究表明,藻胆素仅存在于蓝藻类(cyanophyceae)、红藻类(Rhodophyceae)和隐藻类(cryptophyceae)中.甲藻(Pyrrophyceae)的某些类型因其细胞核缺乏真核生物所具有的碱性蛋白而被称为间核生物(Mcsokaryota).从细胞核的性质来说,这些类型无疑是比较原始的.因此,光合自养的甲藻类是否具有藻胆素及     

华北克拉通高凡群、滹沱群和东焦群的形成时代和物质来源: 碎屑锆石SHRIMP U-Pb同位素年代学制约

对华北克拉通前寒武纪变质地层高凡群、滹沱群和东焦群碎屑锆石年龄谱进行了研究. 高凡群石英岩碎屑锆石年龄主要为~2.5 Ga, 存在部分~2.7 Ga和时代更老的碎屑锆石. 滹沱群底砾岩的石英岩砾石碎屑锆石年龄谱与高凡群石英岩十分类似. 东焦群变质长石石英砂岩碎屑锆石年龄也以~2.5 Ga为主, 但无>2.6 Ga碎屑锆石, 而有~1.83 Ga和2.0~2.2 Ga碎屑锆石存在. 研究表明: (1) 高凡群形成于新太古代五台花岗-绿岩带之后, 为华北克拉通古元古代(2.14~2.47 Ga)最古老的地层之一; (2) 滹沱群是在古元古代高凡群之后陆壳基底之上形成的沉积地层, 时代为古元古代中期(2.09~2.14 Ga); (3) 东焦群形成于~1.83 Ga之后, 可能与长城系底部对比; (4) 所有样品的碎屑锆石都显示了明显的2.5 Ga年龄峰值, 为华北克拉通早前寒武纪基底新太古代晚期强烈构造岩浆热事件的时代记录.     

美国湖泊富营养化的研究和治理

纵观全球 ,几乎所有的湖泊及其他娱乐水体都存在富营养化问题 ,而藻类的水华爆发则是许多富营养化了的湖泊和水体面临的挑战 .藻类是依靠光合作用产生能量的水生生物 ,它既能产生大部分人类需要的氧气也能产生大面积有害的赤湖 .因此对藻类特别是对有害藻类的控制受到国内外有关专家的重视 .