項(xiàng)目名稱： 生命與環(huán)境協(xié)調(diào)演化中的生物地質(zhì)學(xué)研究

推薦單位： 教育部

項(xiàng)目簡介： 本項(xiàng)目屬于地球科學(xué)領(lǐng)域的地質(zhì)學(xué)。所研究的生物地質(zhì)學(xué)是生命科學(xué)和地球科學(xué)兩大基礎(chǔ)學(xué)科結(jié)合形成的地球生物學(xué)的重要亞學(xué)科，主要研究固體地球系統(tǒng)與生物圈之間的相互作用--生命與環(huán)境協(xié)調(diào)演化。其分支學(xué)科包括生物地層學(xué)（本項(xiàng)目重點(diǎn)研究生物地質(zhì)事件）、生態(tài)地層學(xué)、古生物地理學(xué)、分子古生物學(xué)、生物成巖作用、生物成礦和找礦等。

本項(xiàng)目首次在國內(nèi)正式提出生命與環(huán)境協(xié)調(diào)演化中的生物地質(zhì)學(xué)（國際上對(duì)其包含的學(xué)科未作過明確的界定），形成了系統(tǒng)的理論思想和方法體系。出版了國際上第一部大區(qū)域古生物地理專著，系統(tǒng)地建立了地史上熱、溫、寒帶生物區(qū)系的識(shí)別標(biāo)志及中國各時(shí)代古生物地理區(qū)劃。出版了第一部系統(tǒng)的區(qū)域生態(tài)地層專著，建立了為盆地分析服務(wù)的生態(tài)地層學(xué)理論和方法。對(duì)二疊-三疊紀(jì)之交生物地質(zhì)事件提出了多期次說和火山成因說，第一次從分子水平和海洋食物鏈底層提出了全球顯生宙最大生物滅絕期存在多次危機(jī)。強(qiáng)調(diào)了有機(jī)流體的成礦作用，提出生物-有機(jī)質(zhì)-有機(jī)流體系統(tǒng)在區(qū)域地質(zhì)演化中的成礦體系。弄清了芽孢計(jì)數(shù)與金礦化之間的本質(zhì)聯(lián)系。提出古生物演化包括漸變、突變和災(zāi)變?nèi)�種形式。提出微生物成巖作用在重大地質(zhì)轉(zhuǎn)折期的重要意義。

這些研究成果已在國際著名出版社（如牛津大學(xué)出版社）和國際權(quán)威刊物（如Nature）上發(fā)表，被評(píng)為"是這一中國六億年生物史的先驅(qū)性研究"(Science書評(píng))，"是對(duì)一個(gè)具有全球意義主題的無可估量的指南"(國際古生物協(xié)會(huì)前主席A. Hallam)，"將我國生物成礦研究推向了新的、更高的臺(tái)階"(涂光熾)。共發(fā)表被SCI和CNKI收錄論文272篇（被SCI收錄1996年以來論文57篇），包括一篇Nature論文。論著總他引2588次。其中SCI他引548次，來自140種SCI期刊，單篇Nature論文同時(shí)他引了本成果5篇論著。3篇論著他引分別在100次以上。本項(xiàng)目對(duì)實(shí)現(xiàn)從古生物學(xué)向地球生物學(xué)的跨越、推動(dòng)地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展、為礦產(chǎn)資源的普查和勘探以及人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)： 核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)

（1）首次系統(tǒng)地提出了地史上熱、溫、寒帶及其亞帶生物區(qū)系的區(qū)別標(biāo)志，并據(jù)12468物種產(chǎn)出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行了中國各時(shí)代古生物地理區(qū)劃。應(yīng)用古生物的地理分布論證板塊活動(dòng)(如最早從古生物地理角度論證了華南在早古生代屬于岡瓦納的范疇)，各時(shí)代古生物地理區(qū)劃圖為復(fù)原中國板塊活動(dòng)提供了一個(gè)方面的重要佐證（代表性論著2）。應(yīng)用古生物地理論證了中國境內(nèi)特提斯域的多島洋性質(zhì)（代表性論著8，其它重要論文1, 3, 4, 13）。屬古生物學(xué)、古地理學(xué)。

（2）從分子水平和食物鏈底層發(fā)現(xiàn)了全球顯生宙最大生物滅絕期存在多次生物危機(jī)，第一次為探討該生物危機(jī)的形式提供了分子古生物方面的約束（代表性論著3）。綜合研究了二疊-三疊紀(jì)之交導(dǎo)致生物大滅絕的一系列生物地質(zhì)事件，提出了華南二疊-三疊紀(jì)過渡期生物危機(jī)的火山成因說（其它重要論文9），指出了地球內(nèi)部的災(zāi)變事件群導(dǎo)致了二疊-三疊紀(jì)之交的最大生物突變事件，并進(jìn)行了全球事件對(duì)比（代表性論著1，4，6；其它重要論文2, 6, 8, 25）。Nature的評(píng)述性論文（Erwin, 1994）同時(shí)引用了本成果的5篇論著。成果進(jìn)一步體現(xiàn)在我們主編的Global and Planetary Change專輯 (Yin,Warrington and Xie, eds. 2007) 上。提出陸相分子化石及其氫同位素可以記錄第四紀(jì)古季風(fēng)和古溫度的變化（其它重要論文5, 10, 14-17, 20-24）。屬古生物學(xué)、地層學(xué)。

（3）提出了為盆地分析服務(wù)的一整套生態(tài)地層學(xué)理論和方法，并在揚(yáng)子區(qū)二疊系-三疊系實(shí)踐中得以驗(yàn)證（代表性論著5; 其它重要論文11, 12）。它在高精度及異相地層對(duì)比與層序地層學(xué)結(jié)合等方面顯示出單純沉積學(xué)或生物地層學(xué)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，為全球海平面變化提供了重要信息。將生態(tài)地層學(xué)成果應(yīng)用于三疊紀(jì)露頭層序地層學(xué)研究中，較好地解決了碳酸鹽緩坡區(qū)層序劃分和層序地層格架的建立。屬地層學(xué)。

（4）提出了區(qū)域生物成礦系統(tǒng)的思想，即生物-有機(jī)質(zhì)-有機(jī)流體成礦系統(tǒng)（代表性論著9，其它重要論文18）。突破了生物成礦僅研究生物及有機(jī)質(zhì)原地成礦的框架，強(qiáng)調(diào)了有機(jī)流體在整個(gè)成礦過程中的作用，因而增強(qiáng)了生物成礦在找礦勘探中的作用。從分子生物學(xué)角度發(fā)現(xiàn)了土壤蠟樣芽孢桿菌群的芽孢計(jì)數(shù)與下伏基巖金礦化的密切關(guān)系。提出了在重大地質(zhì)轉(zhuǎn)折期，微生物成巖作用產(chǎn)生的鈣質(zhì)微生物巖研究的重要意義（代表性論著7）。屬古生物學(xué)。

（5）提出了生物地質(zhì)學(xué)比較完整的學(xué)科體系（代表性論著10），對(duì)其各分支學(xué)科進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，其系統(tǒng)的完整性目前在國際上尚未有之。第一次向國內(nèi)介紹古生物學(xué)新的演化理論"間斷平衡論"和"新災(zāi)變論"（其它重要論文19）。指出古生物演化應(yīng)包括漸變、突變和災(zāi)變?nèi)�種形式。演化的過程不僅是由低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)步性發(fā)展，而且還是由大量絕滅、適應(yīng)輻射、穩(wěn)定發(fā)展相交替形成的階段性發(fā)展。屬古生物學(xué)。

主要完成人： 殷鴻福

系統(tǒng)地提出地史上熱、溫、寒帶生物區(qū)系的區(qū)別標(biāo)志及中國各時(shí)代古生物地理區(qū)劃。提出了為盆地分析服務(wù)的一整套生態(tài)地層學(xué)理論和方法。提出了生物成礦系統(tǒng)論。提出了用非威爾遜旋回理論與非史密斯地層學(xué)方法研究造山帶和盆地演化的新思路。第一次向國內(nèi)介紹古生物學(xué)新的演化理論"間斷平衡論"和"新災(zāi)變論"，指出古生物演化應(yīng)包括漸變、突變和災(zāi)變?nèi)�種形式。系統(tǒng)地提出了生物地質(zhì)學(xué)的學(xué)科體系，并建立了完整的生物地質(zhì)學(xué)研究方法和思想體系。投入60%工作量。對(duì)本申請(qǐng)核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的（1）－（5）做出了貢獻(xiàn)。

謝樹成

提出了二疊-三疊紀(jì)界線附件食物鏈底層藍(lán)細(xì)菌存在多次繁盛的現(xiàn)象，并與海洋動(dòng)物危機(jī)密切相關(guān)。由此確證了全球最大的生物危機(jī)并非一次發(fā)生，而是分階段發(fā)生的。該成果以第一作者身份發(fā)表在NATURE（2005）上。檢測出了成礦流體中的痕量分子化石，提出烴源巖晶包有機(jī)質(zhì)可能是一些中低溫?zé)嵋航饘俚V床成礦流體有機(jī)質(zhì)的一種新來源。投入100%工作量。對(duì)本申請(qǐng)核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)（2）、（４）、（5）做出了貢獻(xiàn)。

楊逢清

深入進(jìn)行華南晚二疊世晚期菊石分帶、分區(qū)、演化特點(diǎn)、古生態(tài)、絕滅和復(fù)蘇事件的研究；深入研究華南地區(qū)二疊系-三疊系界線地層及菊石動(dòng)物群；對(duì)秦嶺地區(qū)三疊紀(jì)地層、遺跡化石及沉積相進(jìn)行了深入的研究，與科研組成員一起建立了一整套新的地層單位，并建立了遺跡化石組合，為沉積環(huán)境和古地理的恢復(fù)取得了良好的效果。投入100%工作量。對(duì)本申請(qǐng)核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)（1）、（３）和（5）做出了貢獻(xiàn)。

童金南

較早地在華南開展三疊紀(jì)生態(tài)地層研究，并在生態(tài)地層研究實(shí)踐中探索和提出了環(huán)境地層學(xué)研究方法，較好地解決了跨相區(qū)地層對(duì)比及盆地分析問題，將生態(tài)地層研究成果成功應(yīng)用到露頭層序地層研究中，使層序地層學(xué)的理論發(fā)展和實(shí)踐應(yīng)用都有所發(fā)展。以煤山剖面為基地，利用界線處密集的地質(zhì)事件建立了界線處的高分辨率事件地層序列。提出生態(tài)系恢復(fù)對(duì)生物復(fù)蘇的主導(dǎo)作用，揭示出有孔蟲有二疊紀(jì)末兩期演化的選擇性，系統(tǒng)總結(jié)礁生態(tài)系的演變過程。率先對(duì)導(dǎo)致二疊紀(jì)末大滅絕后生物遲緩復(fù)蘇的環(huán)境波動(dòng)起因提供論證，并提出大滅絕是由于異常環(huán)境事件積累導(dǎo)致生態(tài)系崩潰的結(jié)果。投入50%工作量。對(duì)本申請(qǐng)核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)（1）－（3）做出了貢獻(xiàn)。

王永標(biāo)

首次在東昆侖地區(qū)發(fā)現(xiàn)二疊紀(jì)巨型生物礁帶，在巴顏喀拉地區(qū)發(fā)現(xiàn)二疊紀(jì)古海山，認(rèn)為東昆侖、阿尼瑪卿及巴顏喀拉地區(qū)二疊紀(jì)灰?guī)r山不是外來推覆體，而是古代海山頂上的生物礁或生物碳酸鹽建造。識(shí)別出了不同類型的古海山，剖析了古海山的結(jié)構(gòu)，重建了古海山的演化歷史，為研究青藏高原北緣地區(qū)古海洋及造山帶的演化歷史提供了重要的地質(zhì)學(xué)證據(jù)。通過對(duì)華南二疊紀(jì)末大絕滅后淺水碳酸鹽臺(tái)地上廣泛出現(xiàn)的鈣質(zhì)微生物巖的研究，揭示了微生物巖中微生物化石類群及古生態(tài)的主要特征，為全面認(rèn)識(shí)二疊紀(jì)末重大地質(zhì)事件及過程提供了新的重要信息。投入100%工作量。對(duì)本申請(qǐng)核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)（4）、（5）做出了貢獻(xiàn)。