項目名稱： 生命與環境協調演化中的生物地質學研究

推薦單位： 教育部

項目簡介： 本項目屬于地球科學領域的地質學。所研究的生物地質學是生命科學和地球科學兩大基礎學科結合形成的地球生物學的重要亞學科，主要研究固體地球系統與生物圈之間的相互作用--生命與環境協調演化。其分支學科包括生物地層學（本項目重點研究生物地質事件）、生態地層學、古生物地理學、分子古生物學、生物成巖作用、生物成礦和找礦等。

本項目首次在國內正式提出生命與環境協調演化中的生物地質學（國際上對其包含的學科未作過明確的界定），形成了系統的理論思想和方法體系。出版了國際上第一部大區域古生物地理專著，系統地建立了地史上熱、溫、寒帶生物區系的識別標志及中國各時代古生物地理區劃。出版了第一部系統的區域生態地層專著，建立了為盆地分析服務的生態地層學理論和方法。對二疊-三疊紀之交生物地質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。強調了有機流體的成礦作用，提出生物-有機質-有機流體系統在區域地質演化中的成礦體系。弄清了芽孢計數與金礦化之間的本質聯系。提出古生物演化包括漸變、突變和災變三種形式。提出微生物成巖作用在重大地質轉折期的重要意義。

這些研究成果已在國際著名出版社（如牛津大學出版社）和國際權威刊物（如Nature）上發表，被評為"是這一中國六億年生物史的先驅性研究"(Science書評)，"是對一個具有全球意義主題的無可估量的指南"(國際古生物協會前主席A. Hallam)，"將我國生物成礦研究推向了新的、更高的臺階"(涂光熾)。共發表被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。本項目對實現從古生物學向地球生物學的跨越、推動地球系統科學的發展、為礦產資源的普查和勘探以及人與自然的協調發展提供科學依據。

主要發現點： 核心發現點

（1）首次系統地提出了地史上熱、溫、寒帶及其亞帶生物區系的區別標志，并據12468物種產出點的統計資料進行了中國各時代古生物地理區劃。應用古生物的地理分布論證板塊活動(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)，各時代古生物地理區劃圖為復原中國板塊活動提供了一個方面的重要佐證（代表性論著2）。應用古生物地理論證了中國境內特提斯域的多島洋性質（代表性論著8，其它重要論文1, 3, 4, 13）。屬古生物學、古地理學。

（2）從分子水平和食物鏈底層發現了全球顯生宙最大生物滅絕期存在多次生物危機，第一次為探討該生物危機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-三疊紀之交導致生物大滅絕的一系列生物地質事件，提出了華南二疊-三疊紀過渡期生物危機的火山成因說（其它重要論文9），指出了地球內部的災變事件群導致了二疊-三疊紀之交的最大生物突變事件，并進行了全球事件對比（代表性論著1，4，6；其它重要論文2, 6, 8, 25）。Nature的評述性論文（Erwin, 1994）同時引用了本成果的5篇論著。成果進一步體現在我們主編的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古季風和古溫度的變化（其它重要論文5, 10, 14-17, 20-24）。屬古生物學、地層學。

（3）提出了為盆地分析服務的一整套生態地層學理論和方法，并在揚子區二疊系-三疊系實踐中得以驗證（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比與層序地層學結合等方面顯示出單純沉積學或生物地層學所不具備的優點，為全球海平面變化提供了重要信息。將生態地層學成果應用于三疊紀露頭層序地層學研究中，較好地解決了碳酸鹽緩坡區層序劃分和層序地層格架的建立。屬地層學。

（4）提出了區域生物成礦系統的思想，即生物-有機質-有機流體成礦系統（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質原地成礦的框架，強調了有機流體在整個成礦過程中的作用，因而增強了生物成礦在找礦勘探中的作用。從分子生物學角度發現了土壤蠟樣芽孢桿菌群的芽孢計數與下伏基巖金礦化的密切關系。提出了在重大地質轉折期，微生物成巖作用產生的鈣質微生物巖研究的重要意義（代表性論著7）。屬古生物學。

（5）提出了生物地質學比較完整的學科體系（代表性論著10），對其各分支學科進行了系統的研究，其系統的完整性目前在國際上尚未有之。第一次向國內介紹古生物學新的演化理論"間斷平衡論"和"新災變論"（其它重要論文19）。指出古生物演化應包括漸變、突變和災變三種形式。演化的過程不僅是由低級到高級的進步性發展，而且還是由大量絕滅、適應輻射、穩定發展相交替形成的階段性發展。屬古生物學。

主要完成人： 殷鴻福

系統地提出地史上熱、溫、寒帶生物區系的區別標志及中國各時代古生物地理區劃。提出了為盆地分析服務的一整套生態地層學理論和方法。提出了生物成礦系統論。提出了用非威爾遜旋回理論與非史密斯地層學方法研究造山帶和盆地演化的新思路。第一次向國內介紹古生物學新的演化理論"間斷平衡論"和"新災變論"，指出古生物演化應包括漸變、突變和災變三種形式。系統地提出了生物地質學的學科體系，并建立了完整的生物地質學研究方法和思想體系。投入60%工作量。對本申請核心發現點的（1）－（5）做出了貢獻。

謝樹成

提出了二疊-三疊紀界線附件食物鏈底層藍細菌存在多次繁盛的現象，并與海洋動物危機密切相關。由此確證了全球最大的生物危機并非一次發生，而是分階段發生的。該成果以第一作者身份發表在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質可能是一些中低溫熱液金屬礦床成礦流體有機質的一種新來源。投入100%工作量。對本申請核心發現點（2）、（４）、（5）做出了貢獻。

楊逢清

深入進行華南晚二疊世晚期菊石分帶、分區、演化特點、古生態、絕滅和復蘇事件的研究；深入研究華南地區二疊系-三疊系界線地層及菊石動物群；對秦嶺地區三疊紀地層、遺跡化石及沉積相進行了深入的研究，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，為沉積環境和古地理的恢復取得了良好的效果。投入100%工作量。對本申請核心發現點（1）、（３）和（5）做出了貢獻。

童金南

較早地在華南開展三疊紀生態地層研究，并在生態地層研究實踐中探索和提出了環境地層學研究方法，較好地解決了跨相區地層對比及盆地分析問題，將生態地層研究成果成功應用到露頭層序地層研究中，使層序地層學的理論發展和實踐應用都有所發展。以煤山剖面為基地，利用界線處密集的地質事件建立了界線處的高分辨率事件地層序列。提出生態系恢復對生物復蘇的主導作用，揭示出有孔蟲有二疊紀末兩期演化的選擇性，系統總結礁生態系的演變過程。率先對導致二疊紀末大滅絕后生物遲緩復蘇的環境波動起因提供論證，并提出大滅絕是由于異常環境事件積累導致生態系崩潰的結果。投入50%工作量。對本申請核心發現點（1）－（3）做出了貢獻。

王永標

首次在東昆侖地區發現二疊紀巨型生物礁帶，在巴顏喀拉地區發現二疊紀古海山，認為東昆侖、阿尼瑪卿及巴顏喀拉地區二疊紀灰巖山不是外來推覆體，而是古代海山頂上的生物礁或生物碳酸鹽建造。識別出了不同類型的古海山，剖析了古海山的結構，重建了古海山的演化歷史，為研究青藏高原北緣地區古海洋及造山帶的演化歷史提供了重要的地質學證據。通過對華南二疊紀末大絕滅后淺水碳酸鹽臺地上廣泛出現的鈣質微生物巖的研究，揭示了微生物巖中微生物化石類群及古生態的主要特征，為全面認識二疊紀末重大地質事件及過程提供了新的重要信息。投入100%工作量。對本申請核心發現點（4）、（5）做出了貢獻。