地学前缘

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1. Core value of the Chengjiang fauna: formation of the animal kingdom and the birth of basic human organs（English）

SHU Degan, HAN Jian

地学前缘 2020, 27 (6): 382-412. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.10.28

摘要（519）

PDF （25271KB）（135）

澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界，是寒武纪大爆发主幕的见证者；它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年（1984—1994年），早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现，然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究（1995—2005年），基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现；而最重要的进展，是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建，由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期（2005年之后），3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知；综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果，学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联，提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值，包括动物群结构研究，生态环境研究等，然其核心学术价值主要集中在如下两个方面：（1）作为寒武纪大爆发的主幕见证者，澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵，即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期，它诞生了众多基础动物亚界门类（包括大量绝灭门类），也可能出现了少量原口动物的先驱分子；第二幕发生于寒武纪的第一世，除了延续基础动物门类的繁盛外，更创生了原口动物亚界里的主要门类（包括蜕皮类和触手担轮类）；第三幕发生于寒武纪第二世（以澄江动物群为代表），不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛，更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此，整个三分动物树的框架成型，寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物，而云南虫、海口虫既不是脊椎动物（即高等脊索动物），也不属于低等脊索动物，而是一类特殊的低等后口动物；长江海鞘是可信的始祖尾索动物，它支持了经典的尾索动物起源假说；古虫动物门首创鳃裂构造，对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。（2）澄江动物群具有深刻的人文哲学意义，所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”，昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”，为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下，其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

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2. 内蒙古鄂尔多斯地区早白垩世新的翼龙类化石

姬书安，张笠夫

地学前缘 2020, 27 (6): 365-370. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.14

摘要（370）

PDF （4202KB）（233）

发现于内蒙古鄂托克旗召稍早白垩世罗汉洞组的一件不完整翼龙类下颌标本，以下颌愈合部长且平直、齿骨侧嵴发育、近圆形齿窝沿侧嵴之上的齿骨侧面上半部分自前向后呈直线排列、齿窝直径（2~2.5 mm）前后变化较小、相邻齿窝的间距约为齿窝直径的一半、下颌牙齿密度为3枚/cm等特征，可归入梳颌翼龙科（Ctenochasmatidae），且代表一新属种——郝氏鄂托克翼龙Otogopterus haoae gen.et sp.nov.。该化石是继鄂托克旗新召准噶尔翼龙科的平颌鄂尔多斯翼龙Ordosipterus planignathus之后在内蒙古鄂尔多斯地区发现的第2件确切翼龙类材料，丰富了这一地区早白垩世脊椎动物群的组成。该翼龙也是继甘肃庆阳环河翼龙Huanhepterus quingyangensis之后在鄂尔多斯盆地发现的第2种梳颌翼龙科化石，进一步扩大了鄂尔多斯盆地梳颌翼龙科的地理分布范围，同时表明鄂尔多斯盆地是继辽宁西部之后梳颌翼龙科在中国的又一重要分布区。

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3. 澄江动物群的核心价值：动物界成型和人类基础器官诞生（本篇文章的英文版见本期第382~412页）

舒德干, 韩健

地学前缘 2020, 27 (6): 1-27. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.15

摘要（314）

PDF （15933KB）（321）

澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界，是寒武纪大爆发主幕的见证者；它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年（1984—1994年），早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现，然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究（1995—2005年），基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现；而最重要的进展，是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建，由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期（2005年之后），3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知；综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果，学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联，提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值，包括动物群结构研究，生态环境研究等，然其核心学术价值主要集中在如下两个方面：（1）作为寒武纪大爆发的主幕见证者，澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵，即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期，它诞生了众多基础动物亚界门类（包括大量绝灭门类），也可能出现了少量原口动物的先驱分子；第二幕发生于寒武纪的第一世，除了延续基础动物门类的繁盛外，更创生了原口动物亚界里的主要门类（包括蜕皮类和触手担轮类）；第三幕发生于寒武纪第二世（以澄江动物群为代表），不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛，更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此，整个三分动物树的框架成型，寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物，而云南虫、海口虫既不是脊椎动物（即高等脊索动物），也不属于低等脊索动物，而是一类特殊的低等后口动物；长江海鞘是可信的始祖尾索动物，它支持了经典的尾索动物起源假说；古虫动物门首创鳃裂构造，对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。（2）澄江动物群具有深刻的人文哲学意义，所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”，昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”，为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下，其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

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4. 中国早白垩世翼龙动物群及其多样性对比

汪筱林，李阳，裘锐，蒋顺兴，张鑫俊，陈鹤，王俊霞，程心

地学前缘 2020, 27 (6): 347-364. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.19

摘要（182）

PDF （24877KB）（170）

中国西北和东北地区发育中生代河湖相沉积的陆相盆地，其中赋存丰富的脊椎动物化石群，包括天山北部准噶尔盆地的乌尔禾翼龙动物群、天山南部吐哈盆地的哈密翼龙动物群和辽西热河生物群富含翼龙化石。乌尔禾和哈密翼龙动物群都发现于下白垩统吐谷鲁群中，两者的繁盛时间大致相当，这两个动物群的翼龙个体数量巨大，但是物种多样性很低。乌尔禾翼龙动物群的化石多保存在半深湖环境沉积的细砂岩和粉砂岩中，化石保存较为完整，主要为正常死亡；哈密翼龙动物群的化石富集保存在滨浅湖环境事件沉积的风暴岩中，大都经过了大型风暴的短距离搬运和快速埋藏，骨架分散，但几乎所有单个骨骼完整。东北地区的热河生物群翼龙种类众多，共生包括鱼类、两栖类、恐龙等其他爬行类、鸟类和哺乳类等脊椎动物，生物多样性极为丰富，大多保存在半深湖深湖环境形成的页岩中，骨架多为完整保存，是火山爆发事件导致其集群死亡，并被火山灰快速埋藏，与新疆的动物群面貌明显不同。根据天山南北的翼龙动物群初步对比，乌尔禾翼龙动物群的主要优势类群准噶尔翼龙类，在天山北部的准噶尔盆地及相邻的蒙古西部地区都有分布，与天山南部的哈密翼龙动物群中已知唯一翼龙类群哈密翼龙完全不同，两者亲缘关系很远。因此认为在中生代，天山的隆升就已经达到了一定的高度，并对翼龙的南北迁徙交流形成了有效的地理阻隔。依据中国东北和西北地区早白垩世翼龙动物群对比，认为辽西及相邻周边地区由于华北克拉通破坏，导致大量火山活动，造成了生态环境的多样性和生物种类的快速更替，从而形成了热河生物群独有的极高的生物多样性，而缺少火山活动、环境相对单一的西北陆相盆地，虽然翼龙类具有数以千万计的庞大居群，但是物种多样性很低。华北克拉通破坏导致的辽西地区频繁而强烈的火山活动，是形成中国西北和东北早白垩世生物多样性差异的重要原因。

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5. 天然矿物光电效应：矿物非经典光合作用

鲁安怀，李艳，丁竑瑞，王长秋，许晓明，刘菲菲，刘雨薇，朱莹，黎晏彰

地学前缘 2020, 27 (5): 179-194. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.35

摘要（160）

PDF （3267KB）（110）

地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表“矿物膜”转化太阳能系统，具有潜在的产氧固碳作用，体现出自然界中固有的矿物光电效应与非经典光合作用。本文在总结自然界中矿物光电子能量特征，特别是地表“矿物膜”特征及其光电效应性能的基础上，重点探讨铁锰氧化物矿物表现出的光电效应、产氧固碳作用与地质记录。提出矿物享有光电效应特性，地表“矿物膜”富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物，在日光辐射下具有稳定而灵敏的光电转换性能，产生矿物光电子能量；提出矿物拥有非经典光合作用的性能，自然界无机矿物转化太阳能系统类似生物光合作用吸收转化太阳能的产氧固碳系统，地表“矿物膜”光催化裂解水产氧作用及其转化大气和海洋二氧化碳为碳酸盐矿物作用，孕育出“矿物光合作用”；提出矿物具有促进生物光合作用的功能，生物光合作用中心Mn₄CaO₅在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的锰簇化合物结构体，初步认为水钠锰矿可能促使蓝细菌光合作用系统的起源，矿物影响与削弱水分子氢键以改变水的性质，可提高水的分解程度与光合作用效率，为进一步探索矿物促进生物光合作用机理提供科学技术突破的机遇。

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6. 中华原始软骨硬鳞鱼之再描述及其地质时代

卢立伍，谭锴，王曦

地学前缘 2020, 27 (6): 371-381. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.6

摘要（139）

PDF （6392KB）（101）

鲟形鱼类是一类脊椎骨尚未完全骨化、鳞片极度退化的原始辐鳍鱼类。本文重新系统描述了该类别中时代最古老的中华原始软骨硬鳞鱼（Eochondrosteus sinensis Lu，Li et Yang, 2005），补充并修订了其古生物学特征。该鱼类具有扇形的下鳃盖骨、多块条形鳃条骨、较大的喉板骨、具齿的上、下颌，且全身仅在尾鳍上叶具有鳞片等特征，可以区别于鲟形鱼类其他属种。初步的支序系统发育分析表明，Eochondrosteus可能是鲟形鱼类中最原始的类群，与所有其他鲟形鱼类的祖先类群构成一个姐妹群；同时其具有一些古鳕类才普遍拥有的特征，如相对较大的喉板骨和眶下骨等，有可能是原始辐鳍鱼类向鲟形鱼类进化过程中的过渡类型。这一鲟形鱼类化石产于甘肃省肃北县马鬃山镇西北约50 km的方山口组深灰色粉砂质页岩中。根据野外实地调查和岩石地层学、生物地层学对比，该鱼类的时代有可能是早三叠世，而非命名时认为的晚二叠世，但仍是迄今已发现的时代最古老之鲟形鱼类。

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7. 中国含油气盆地沉积研究主要科学问题与发展分析

朱筱敏, 董艳蕾, 刘成林, 叶蕾, 张美洲

地学前缘 2021, 28 (1): 1-11. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.1

摘要（136）

PDF （1652KB）（239）

沉积相研究发展与人类的生存和矿产资源勘探开发密切相关。该文在简单回顾了近200年的沉积学发展历史的基础上，分析了国际和中国沉积学关注的学科热点问题。国际沉积学会重点关注的问题主要包括国际大洋钻探计划、深时气候变化与全球海平面变化、源汇系统、碳酸盐岩沉积环境、混合沉积、微生物岩、陆架边缘三角洲、重力流、细粒沉积、构造沉积学、火山沉积学和地震沉积学。中国的沉积学家的研究则主要着眼于陆相沉积、陆相盆地沉积模型、南海沉积、不同类型盆地沉积过程差异、浅水三角洲与陆架边缘三角洲、不同尺度与不同地质年代源汇系统、中国南部小型克拉通盆地内的碳酸盐岩沉积等问题。总体上，当前研究热点主要包括：(1)陆相沉积环境；(2)滨岸与浅水沉积；(3)深水沉积与事件沉积；(4)碳酸盐岩沉积；(5)沉积过程与新方法。开展多类型盆地沉积动力学研究、创建具有中国区域特色的陆相沉积学理论体系、多学科交叉渗透、开展综合定量沉积学研究、创新沉积学研究方法和高效油气勘探开发是未来中国沉积研究的主要发展态势，沉积学这一重要的地质学分支学科将会更有效地指导油气资源勘探和开发。

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8. 钾稳定同位素研究综述

王昆，李伟强，李石磊

地学前缘 2020, 27 (3): 104-122. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.4.5

摘要（136）

PDF （2507KB）（280）

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系，也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述，具体包括以下内容：(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质，包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配，钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性，常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环，也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物，钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质；(2)介绍了钾同位素的研究历史，从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度，到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验，再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究，最后到近几年的进展；(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法，包括早期热电离质谱仪法(TIMS)，二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线；(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用，包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用；(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用，包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏；(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用，包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。

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9. "深时生命与环境：纪念郝诒纯院士百年诞辰"主题专辑目次

地学前缘

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10. Natural mineral photoelectric effect: mineral non-classical photosynthesis

LU Anhuai, LI Yan, DING Hongrui, WANG Changqiu, XU Xiaoming, LIU Feifei, LIU Yuw

地学前缘 2020, 27 (5): 300-. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.12.3

摘要（122）

PDF （1024KB）（78）

Under the ever-present solar radiation, photosynthetic organisms on Earth evolved structurally-sophisticated photosynthetic systems. However, little attention has been paid to the inherent impact of sunlight illumination on the inorganic minerals widespread on the Earth surface. We discovered for the first time the solar energy conversion system of the “mineral coatings” on the Earth's surface ( aka “mineral membrane”), which exerts potential oxygen-production and carbon-sequestration functions on the Earth surface. Our finding shed a light on the photoelectric effect and non-classical photosynthesis involving natural semiconducting minerals. In this contribution, we studied the semiconducting property and photoelectron energy of typical minerals in the “mineral membrane”, focusing primarily on the photoelectric effect in and oxygen-production/carbon-sequestration function of ferromanganese oxides, as well as relevant geological records. We propose that birnessite, goethite and hematite, the semiconducting minerals commonly found in the “mineral membrane”, can perform sensitive and stable photon-to-electron conversion under solar radiation. The non-classical mineral photosynthetic function we put forth is as follows: Solar energy utilization by inorganic minerals resembles photosynthesis in regarding to oxygen evolution and carbon fixing, and the “mineral membrane” may take part in both photocatalytic water-oxidation reaction and transformation of atmospheric CO ₂ into marine carbonate. In addition, minerals might as well have promoted photosynthesis in photosynthetic organisms. During the water-oxidation reaction, the inorganic cluster Mn ₄CaO ₅ of photosystem II cycles through redox intermediates that are analogous to birnessite both in structure and component. Thus, it is fair to postulate that birnessites could play a role in the initiation of the photosynthesis in cyanobacteria, as minerals could weaken the hydrogen bond strength and alter water properties, thus facilitating water oxidation and photosynthesis. This observation offers further insights into the molecular mechanism of mineral participation in photosynthesis in photosynthetic organisms.

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11. “沉积盆地构造-沉积-储层响应”主题专辑目次

地学前缘 2021, 28 (1): 0-0.

摘要（111）

PDF （3553KB）（132）

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12. 火星陨石和火星表面泥岩中蚀变过程对比研究

付晓辉，凌宗成，周琴，Bradley L. JOLLIFF，尹庆柱，王阿莲，李勃，武中臣，张江

地学前缘 2020, 27 (4): 340-354. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.21

摘要（111）

PDF （2847KB）（95）

火星次生含水蚀变矿物是火星地质历史时期水环境和气候演变历史的真实记录，一直以来都是火星探测、火星陨石研究的重点，是认识火星环境特征和气候演化的重要研究对象。文中对比研究了表土角砾岩NWA7034、火成堆晶岩MIL03346等两块最富蚀变矿物火星陨石，以及Gale撞击坑出露的Sheepbed泥岩3种岩石类型的蚀变程度及其蚀变矿物类型和组合，分析了层状硅酸盐、铁氧化物/氢氧化物、钙硫酸盐等蚀变矿物的成因及环境指示意义。发现这3类岩石的蚀变作用各不相同。火星陨石NWA7034的蚀变作用以氧化和加热作用为主，无蒸发盐类矿物。火星陨石MIL03346的蚀变程度最低，为后期水溶液进入缝隙而引发的，蚀变作用以橄榄石的伊利石化、裂隙和缝隙中填充次生矿物细脉为主。而火星Sheepbed泥岩经历了后期的等化学风化过程(isochemical weathering)，次生过程包括成岩蚀变和成岩后蚀变两个阶段。其中，成岩过程中的蚀变以橄榄石蚀变为铁氧化物和蒙皂石矿物为主，成岩后以形成蒸发盐类矿物硫酸钙为主。以上3种岩石蚀变矿物组成差异反映了火星上不同地质背景中、不同气候条件下蚀变过程的复杂性。文中对火星含水矿物及部分典型矿物的形成条件和过程进行系统总结，这对于理解未来火星探测任务、识别含水矿物的形成、揭示火星水环境和地质历史具有重要指导意义。

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13. 新疆晚奥陶世鱼形动物

郭宪璞，王士涛，盖志琨，赵子然，丁孝忠，李天福

地学前缘 2020, 27 (6): 341-346. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.17

摘要（109）

PDF （10956KB）（115）

本文记述了新近发现的保存较好、具甲胄确切证据的奥陶纪鱼形动物化石。该化石采自新疆塔里木盆地巴楚县一间房地区依朗里克塔格山上奥陶统恰尔巴克组滨浅海紫红色砂屑灰岩中。对所发现的鱼形动物新属新种——优雅郝氏鱼（Haoina elegantia gen.et sp.nov.）进行了生物学系统描述。郝氏鱼是我国奥陶纪已知保存较完整的古脊椎动物化石，是新科——郝氏鱼科（Haoinaspididae fam.nov.）的科型属。并依据其独特的生物学特征建立新目——郝氏鱼目（Haoinaspidiformes ord.nov.），置于无颌超纲甲胄鱼纲之下。依据牙形石化石带的时代分布，恰尔巴克组属于晚奥陶世早期，即桑比期。新发现的鱼形动物化石包括一个较完整的背侧甲片，化石表面覆盖具有特征纹饰的外骨骼甲胄，大致可分为四种不同的类型；松果区位于头甲中前部；有宽大而深陷的背侧位眶凹，位于松果体稍前的两侧，瘤突组成的嵴在凹壁呈同心圆排列，眶凹呈喇叭状开口。感觉沟系统发育，具眶上感觉沟、主侧线感觉沟和嵴间感觉沟，显示出真皮及皮下组织的管孔系统结构。根据与其他地区鱼形动物的对比和生物特征，建立了具有古特提斯特色的新的鱼形动物古地理分区——奥陶纪郝氏鱼类巴楚鱼类古脊椎动物生物地理区系。这一化石是我国乃至亚洲目前已知发现最早具外骨骼确凿证据的鱼形动物。

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14. 四川盆地下侏罗统陆相页岩气源储特征及耦合评价

胡宗全, 王濡岳, 刘忠宝, 刘光祥, 冯动军, 杨振恒, 王鹏威

地学前缘 2021, 28 (1): 261-272. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.24

摘要（108）

PDF （4973KB）（176）

四川盆地陆相页岩气勘探前景良好，目前已在川东北地区下侏罗统获得良好页岩气显示和工业气流。与海相页岩相比，陆相页岩具有相变快、岩相组合类型多(夹层发育)、有机质丰度低和源储配置关系复杂等特点。运用“源储耦合”研究思路，利用宏观微观结合的储层表征技术对下侏罗统自流井组大安寨段页岩的烃源特征、储集特征及其耦合关系开展了分析与评价。结果表明：(1)岩相组合特征。大安寨段为一套以暗色页岩与介壳灰岩不等厚互层为主的浅湖半深湖沉积，主要发育4种岩相与3种厚度组合，主要包括高碳黏土质页岩夹薄层(<1 m)介壳灰岩、中碳黏土质/含粉砂质页岩夹薄中层(<3 m)介壳灰岩、低中碳粉砂质页岩夹中厚层介壳灰岩及少量粉细砂岩；其中页岩为源岩和主要储层，介壳灰岩为次要储层和隔夹层，致密砂岩物性较差，主要为隔夹层。(2)烃源与储集特征。川东北地区页岩厚度介于30～40 m，TOC含量普遍介于1.0%～2.0%；有机质类型以Ⅱ2型和Ⅲ型为主；页岩储集空间包括有机孔、无机孔与宏微观裂缝，页岩中黏土矿物粒缘孔和晶间孔最为发育，有机孔次之，微裂缝发育程度与连通性较好；介壳灰岩夹层以粒间孔、粒内孔、微裂缝为主要储集空间。(3)揭示了大安寨段页岩层系的源储耦合机理。宏观上，TOC含量和孔隙度均随灰质含量的增加而降低，页岩的源储耦合条件优于夹层，以黏土质页岩为最优；微观上，页岩内部存在有机质与有机孔的源储一体耦合、原始有机质与无机孔和微裂缝之间为纳米至微米级距离的迁移耦合，页岩与夹层间为毫米至厘米级距离的迁移耦合，夹层内部则有赖于相邻页岩中有机质与夹层中无机孔和微裂缝的厘米至米级距离的运移耦合。(4)分别针对页岩层和夹层源储耦合特征建立了相应的源储耦合评价参数，对研究区2口典型钻井开展评价并优选了水平井靶窗。

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15. 主编推荐《澄江动物群的核心价值：动物界成型和人类基础器官诞生》

王成善

地学前缘 2020, 27 (6): 0-0.

摘要（106）

PDF （384KB）（138）

推荐《澄江动物群的核心价值：动物界成型和人类基础器官诞生》

编者按：舒德干院士与韩健研究员完成的学术论文《澄江动物群的核心价值：动物界成型和人类基础器官诞生》对澄江动物群研究进行了高屋建瓴的总结，并由此初步破解了达尔文留下的几个重大科学难题：地球动物树如何起源成型？什么是寒武纪大爆发的本质内涵？人类基础器官的源头在哪里？
文中（1）回顾了云南寒武纪澄江动物群三十多年的研究历史，概述了国内主要科研单位凭借澄江化石宝库为早期生命演化研究所做出的突出贡献，强调了后口动物亚界基本框架的构建；提出了埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世的小壳化石动物群及第二世的澄江动物群与三分动物树分步成型有内在关联，由此形成了“三幕式寒武纪大爆发”的新理论。
（2）论述了澄江生物群的研究价值主要在于动物门类的起源，是深入研究和探讨国内其他埃迪卡拉纪-寒武纪软躯体化石库动物形态、结构、功能以及行为的有力支撑。
（3）揭示出包括我们人类在内的脊椎动物的主要基础器官均起源于寒武纪早期的“天下第一鱼”和古虫动物门等标志性化石，而这些进化里程碑式的远祖实证化石皆主要由中国学者发现于澄江动物群，这是该动物群独特的核心人文价值所在。
总之，澄江动物群研究代表了中国科学界给国际基础研究领域做出的一项杰出贡献，为发展和完善科学进化论提供了关键性实证支撑。

主编: 王成善

此中文文章网址：https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3370.P.20200728.1338.001.html
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.15
此英文文章网址：https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3370.P.20201027.0915.001.html
DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.10.28

本文为中、英双语出版。该英文文章在本期第382~412页，其英文增强出版的视频内容请查看此链接：https://editage.sharefile.com/share/view/se6b92e6d46b4301a

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16. 基于深度学习的智能矿物识别方法研究

郭艳军，周哲，林贺洵，刘小辉，陈丹丘，祝佳琪，伍峻琦

地学前缘 2020, 27 (5): 39-47. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.45

摘要（98）

PDF （2272KB）（105）

矿物识别在许多研究领域都有着重要作用，基于深度学习技术的智能矿物识别为这些领域带来了新的发展方向，不仅能有效节省人工成本，还能减小识别错误。针对石英、角闪石、黑云母、石榴石和橄榄石共5种矿物进行实验，提出了一种准确高效的智能矿物识别方法。实验采用图像分析常用的卷积神经网络建立模型，设计出一套基于残差神经网络的矿物识别方法。本实验独立采集了5种矿物的偏光显微图像数据集，用于模型的训练、验证和测试，并通过合理的数据增强策略来扩充训练数据集。在卷积神经网络的结构设计上，选取了ResNet-18作为框架，最终于模型测试中取得89%的准确率，成功训练出一个较为精准的矿物识别模型，实现了基于深度学习的智能矿物识别方法。

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17. 云南曲靖刘家冲剖面关底组中的鱼类微体化石及其地层学意义

王建华，赵文金，朱敏，李强，蔡家琛，张娜，彭礼健，罗彦超

地学前缘 2020, 27 (6): 329-340. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.7

摘要（96）

PDF （4534KB）（149）

云南曲靖地区的关底组产出世界闻名的潇湘脊椎动物群（Xiaoxiang Vertebate Fauna），但其地层的划分对比和时代归属一直存有争议，特别是其下部地层的划分及时代归属争议最大。通过在曲靖城南以关底组下段地层为主的刘家冲剖面上开展详细的野外及室内地层古生物学研究工作，文章厘清了该剖面上的志留纪地层，并依据采自数个层位样品中丰富的鱼类微体化石材料探讨了关底组下部的地质时代。研究结果表明：刘家冲剖面上出露的志留纪地层根据岩性变化特征可划分为关底组Ⅰ段（岳家山段）、Ⅱ段（崇家湾段）和Ⅲ段（彩莲段）；Ⅰ段的下部以浅黄色、浅黄绿色含砾粉砂质泥岩、钙质粉砂岩为主，未见化石，而上部以深灰色、灰黑色页岩为主，含少量腕足类Lingula sp.及双壳类；Ⅱ段则以灰绿色、暗紫红色页岩互层、并夹薄层状灰岩为主，从下往上灰岩夹层逐渐增多，含丰富的腕足类、海百合茎等无脊椎动物化石及鱼类微体化石；在关底组Ⅲ段地层中首次发现的鱼类微体化石多样性高，门类比较齐全，包括无颌类、盾皮鱼类、棘鱼类和硬骨鱼类四大早期脊椎动物类群，从鱼群组成面貌上看隶属于潇湘脊椎动物群扬子鱼类组合（Yangtze Fish Assemblage）。笔者主要依据对其中棘鱼类的全球对比分析研究，并在结合牙形类等无脊椎动物化石研究进展及新认识的基础上，深入探讨了关底组下部Ⅰ段及Ⅱ段的地质时代。关底组Ⅱ段的时代应为志留纪罗德洛世高斯特晚期（late Gorstian, Ludlow），关底组Ⅰ段含砾岩层之上、含盾皮鱼类“王氏鱼”（Wangolepis）的地层，则应归入罗德洛世高斯特早期（early Gorstian, Ludlow），而在该剖面上尚未发现鱼类化石的关底组Ⅰ段下部，目前还不能确定全部归入高斯特阶（Gorstian），有可能会下延到温洛克统（Wenlock）之中。文章中相关工作的开展，不仅为中国志留纪生物地层的精深研究提供了古鱼类学方面的可靠证据，而且为探讨早期脊椎动物演化提供了新的地质年代意见。

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18. 铬稳定同位素地球化学

王相力，卫炜

地学前缘 2020, 27 (3): 78-103. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.3.5

摘要（90）

PDF （4639KB）（235）

随着多接收质谱仪分析技术的进步，铬稳定同位素体系在最近二十几年的环境科学和地球化学中得到了越来越广泛的应用。铬元素属于氧化还原敏感元素，在氧化还原反应过程中伴随着较大的同位素分馏。因此，铬同位素在指示现代或古代环境的氧化还原状态方面有着重要的应用。同时，铬也是中度相容和轻度亲铁元素，使得铬稳定同位素体系也可用来制约高温地质过程(如核幔分异、地幔熔融和岩浆分异结晶等)以及地外行星的演化。本综述首先介绍铬稳定同位素体系，随后讲述分析方法、铬同位素分馏原理以及铬同位素在高温、低温地球化学中的应用。

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19. 新元古代末期高家山生物群的生态多样性

华洪，蔡耀平，闵筱，柴姝，代乔坤，崔再航

地学前缘 2020, 27 (6): 28-46. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.6.2

摘要（85）

PDF （48223KB）（194）

新元古代末期是生命演化的关键转折期，也是以微生物占主导的生态系统向显生宙以后生动物占主导的生态系统的转变期，埃迪卡拉纪大型软躯体生物以固着、底栖、食悬浮为特色，普遍缺乏运动能力。作为这一时期特殊代表的高家山生物群，是目前新元古代唯一一个以黄铁矿化三维保存的管状和锥管状化石为主导，兼有骨骼生物、原生动物、钙化蓝细菌类及遗迹化石的多门类生物组合，是研究埃迪卡拉纪末期生命演化和生态系统演变十分重要的载体。本文通过对高家山生物群古生态学的初步研究，揭示出在前寒武纪—寒武纪之交，生态系统已显示一定的多样性。为适应平底面上（level-bottom）微生物席的发育，高家山生物群的许多生物采取了适应性的生存策略，通过黏附或插入微生物席中，营底栖固着食悬浮（如Cloudina、Conotubus）或化学共生（可能的Shaanxilithes）或平躺（如Gaojiashania和Sinotubulites）食碎屑生活。底内遗迹化石表明存在可能的表栖和半内栖、可自由运动、食碎屑的造迹生物。Conotubus中常见的“回春”或“复苏”现象，Gaojiashania和Sinotubulites的身体扭转或生活姿态调整则是对频繁风暴事件的被动适应。

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20. 鄂尔多斯盆地中—晚三叠世盆地原型及构造古地理响应

阮壮, 罗忠, 于炳松, 卢远征, 谢灏辰, 杨志辉

地学前缘 2021, 28 (1): 12-32. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.5.2

摘要（85）

PDF （9260KB）（134）

中—晚三叠世的鄂尔多斯盆地沉积了一套优质的砂岩储层，目前对该套砂岩的成因及其空间分布已经有了成熟的认识，然而在中—晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的确切边界位置、盆内古地理演化的构造成因机制等问题上依然存在不少争议。本文通过对鄂尔多斯盆内及周缘57个露头及165口钻井的层序地层学与沉积学研究，厘定了鄂尔多斯盆地在中—晚三叠世的边界位置并在层序格架下开展了古地理演化研究，同时探讨了古地理演化的构造成因。研究表明：中—晚三叠世鄂尔多斯盆地的北部边界从内蒙古的达拉特旗向东延伸至山西大同，东部边界应在山西宁武—太原—太谷—永和—河南安阳—开封—登封一线附近，南部边界为北秦岭(NQT)与华北板块的缝合带(陕西西安—洛南—河南栾川—南召沿线以南)，西南以六盘山的西部断层边缘为界，西北界位于贺兰山西部断层边缘带，西部边界延伸至河西走廊盆地的西部边界(甘肃马良沟附近)。在中—上三叠统延长组识别出4个沉积旋回(SQ1SQ4)，代表了从起始阶段(SQ1)到最大沉降阶段(SQ2和SQ3)再到后期关闭阶段(SQ4)的湖泊演化过程。中—晚三叠世鄂尔多斯盆地内呈现出北部/东北部的曲流河三角洲沉积体系和南部/西南部冲积扇辫状河三角洲沉积体系汇聚的沉积格局，在空间上表现出明显的南北差异，在时间上呈现出沉积中心的东西破坏分异的演化特征。这种古地貌差异和演化主要受控于秦岭—大别山造山带(QDOB)与兴安岭—蒙古造山带(XMOB)的不同构造演化过程。盆地南部的古地理演化主要受控于QDOB的活动，中—晚三叠世勉略洋闭合驱动的北秦岭造山带活化不仅导致盆地南部陡坡带的形成和盆地东南部古地貌的突变，也导致晚三叠世盆地西南部发育一个分隔内克拉通盆地及西南缘类前陆盆地的水下低隆。盆地西部的古地貌演化受控于多种构造机制，中三叠世现今六盘山地区发育一个南北向的低隆区，很可能是盆地东南部的强烈挤压下的远端效应；晚三叠世中期后该低隆区发生下沉，现今鄂尔多斯盆地与河西走廊地区连通，这很可能是由盆地西南方特提斯构造域挤压作用下的盆内挠曲沉降导致的。这些认识不仅是对盆山耦合理论的补充，也对鄂尔多斯盆地石油和天然气的后期勘探具有重要的现实意义。

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