自2007年開始,每年年末中國地質學會開展年度優(yōu)秀地質科技與找礦成果匯編工作,并進行中國地質學會年度十大地質科技成果、十大地質找礦成果評選工作。這項工作的目的是為更好地總結我國地質界年度地質科技成果與重大找礦進展,在全行業(yè)推廣地質找礦新思路、新方法,介紹地質找礦成功的典型案例,加快科技成果的轉化與應用。并以此向社會各界展示地質行業(yè)年度最新成就,提高地質行業(yè)的社會顯示度。
2008年度十大地質科技成果和十大地質找礦成果評選結果如下。
中國地質學會2008年度十大地質科技成果
(排名不分先后)
柴達木盆地發(fā)現罕見魚化石
發(fā)現于柴達木盆地上新世湖相中的骨骼超常粗大的魚化石——伍氏獻文魚,其奇特之處在于它遍布全身的超常粗大骨骼,幾乎沒有多少空間可供肌肉生長,這在現生魚類中聞所未聞。在化石記錄上,亦僅發(fā)現過一例,是一種鳉科魚化石, 產自地中海北部沿岸中新世晚期墨西拿期(Messinian)海相或瀉湖相蒸發(fā)巖地層中,它也具有極其粗壯的骨骼,與伍氏獻文魚不同之處是其時代較老。但是,無論是陸相鹽湖和海相瀉湖其沉積物都富含鹽類,而且兩地含魚化石地層中碳酸鈣和硫酸鈣的含量都相當高。說明這種骨骼超常變粗的現象,乃是其生活的水域中的鈣質飽和所致。從這兩種魚類生前大多均具有正常的壽命來看,超常粗大的骨骼似乎并未影響它們的正常生活。這是由于鈣質既是骨骼的組成部分,又于魚類無害?,F代高鹽度湖泊中,若非含鈣量高而是其他鹽類(如鎂鹽、鈉鹽)異常的,即使魚類尚存,它們的骨骼均無增粗現象。地中海沿岸的鳉科魚化石以及青海的伍氏獻文魚均為當時當地水域中僅存的魚類,只有它們能適應比較嚴酷的水化學環(huán)境。而且兩地的魚化石骨骼均隨年齡增粗,應為后天環(huán)境影響造成。該項目的研究者們認為,伍氏獻文魚的發(fā)現,不僅展示了魚類對極端環(huán)境的生理適應能力,也是柴達木盆地干旱化過程的見證,并提供了環(huán)境變化和生物適應間的令人信服的案例。該成果于2008年9月在《美國科學院院刊》上發(fā)表。
該項目的主要完成單位是中科院古脊椎動物與古人類研究所。主要完成人是中科院古脊椎動研究所張彌曼院士,合作者是美國洛杉磯自然歷史博物館王曉鳴、中國科學院武漢水生生物研究所留煥章、美國堪薩斯大學苗德歲等。
我國學者提出龜類起源的新證據
發(fā)現于中國西南地區(qū)晚三疊世祖先型龜類化石是已知年代最早和迄今唯一具有一系列過渡特征的原始龜類。該論文同時質疑龜類的陸生起源假說,提出了龜類起源于水環(huán)境的新證據。這種奇特的三疊紀龜類被命名為半甲齒龜。半甲齒龜不僅具有牙齒,而且背甲發(fā)育不完全,和著名的始祖鳥一樣,是古生物學中完美的“缺失環(huán)節(jié)”。
在化石記錄上,龜類起源沒有任何線索。此前最為古老的龜類化石,其主要特征已經與現代龜類無異,具有沒有牙齒的上下頜以及由背、腹兩部分組成的完整甲殼。長期以來科學界只能通過現代龜類的胚胎發(fā)育和少數體表具有甲片的古代爬行動物化石對其起源加以推測。與此前科學界的普遍推斷不同,半甲齒龜的身體結構表明,龜類腹甲的形成遠遠早于其背甲,當腹部的甲殼已經演化到與今天的龜類相差無幾時,背部的甲殼才剛剛開始出現,而背甲產生的模式和順序只與現代龜類中個別屬種的胚胎發(fā)育相似。這些化石進一步表明,龜類背甲的形成與肋骨和脊椎的特化有顯著關系,而與此前推測的單獨存在的甲板無關。此外,半甲齒龜的骨骼結構及其化石發(fā)現地點的地質情況顯示,這種原始龜類很可能生活于海濱或者河流三角洲地帶,其適應于水生環(huán)境的程度與今天的甲魚相似。
該項目的研究者們認為,半甲齒龜不僅代表了龜類起源中重要的過渡階段,而且首次從古生物學角度揭示了這一物種特殊身體結構的演化過程,同時為其起源環(huán)境提供了全新的線索,具有重要的理論意義。該成果已于2008年11月在英國《自然》雜志發(fā)表。
該項目的主要完成單位是中科院古脊椎動研究所。主要完成人是李淳,合作者是加拿大自然博物館吳肖春、美國菲爾德博物館OLIVIER RIEPPEL,貴州省地調院王立亭,浙江自然博物館
云南昆明發(fā)現反映動物集體行為特征的節(jié)肢動物化石
1984年發(fā)現的云南澄江動物群,從低等的海綿動物到高等的脊椎動物都有其代表,證明所有現代動物門類幾乎同時產生在寒武紀大爆發(fā)時期,是探索地球早期生物起源、演化的重要窗口。國際地學界普遍認為:澄江動物群中的這些早期化石代表了所有現代動物生命演化樹之根。
近來,在云南澄江動物群中發(fā)現了一個像蝦一樣的節(jié)肢動物,該動物許多個體一個連接一個,排列成隊。在20余枚該動物化石標本中,其中一枚標本顯示20個動物個體,前一個動物的尾部嵌入后一個動物個體殼體前部之內,形成了一個牢固難以分離的鏈狀體。經研究認為,這是最古老的指示動物集體行為特征的化石?;瘶吮景l(fā)現于昆明市郊??诘貐^(qū),動物運動的集體行為可能是為了更有效地抵御食肉動物的攻擊或者是為了逃逸當時惡劣環(huán)境而快速有效地遷移。
現代動物的行為是動物界一個普遍的特征,是長期演化發(fā)展的重要特征。在生命演化歷史長河中,早期動物集體行為特征及起源是科學界難以解釋之迷。新的研究指出,動物的不同行為、包括動物復雜的集體行為在寒武紀生命大爆發(fā)時期也同時產生。這一研究成果發(fā)表在2008年10月10日美國《科學》雜志上。
該項目的主要完成單位是云南大學云南省古生物研究重點實驗室。主要完成人是侯先光等。
石炭系維憲階和寒武系古丈階全球界線層型剖面和點位在我國建立
我國廣西柳州長塘鄉(xiāng)梳樁村碰沖、湖南古丈羅依溪等地剖面經國際地質科學聯合會2008年3月正式批準分別當選為石炭系維憲階和寒武系古丈階的全球界線層型剖面和點位(Global Stratotype Section and Point, 簡稱GSSP,俗稱“金釘子”)。至此,在國際地層界線層型研究中,我國已獲得九枚“金釘子”。,
全球界線層型剖面和點位是國際上定義年代地層單位(系、統(tǒng)、階等)、劃分和對比地球歷史年代地層的唯一全球標準。據此,建立國際統(tǒng)一的地層表。2008年,第33屆國際地質大會期間,國際地層委員會頒布了新國際地層表,中國的維憲階和古丈階點位均標注為“金釘子”。
“全球界線層型剖面和點位”的建立是經過長期研究、全球對比、國際考察、反復討論、協商、由國際各系地層委員會最后投票表決產生,并經國際地層委員會贊同,國際地質科學聯合會批準而成立。因此,它的確立標志全世界科學家的努力,國際合作的結晶,以及所在國的地層研究水平。“金釘子”在我國的建立,不僅反映中國地質科學界的成就,也代表了國家的榮譽。上述“金釘子”所在地的政府已將它們列為國家級地質遺跡保護區(qū),并計劃開辟為地質公園,作為普及地學的基地和旅游觀光點。
石炭系維憲階“金釘子”的主要完成單位是中國地質科學院地質研究所,主要完成人是侯鴻飛。寒武系古丈階“金釘子”的主要完成單位是中國科學院南京地質古生物研究所,主要完成人是彭尚池。
天然后尖晶石超高壓礦物的發(fā)現
中國科學院廣州地球化學研究所科技人員和美國合作者在我國隨州隕石中發(fā)現了兩個沖擊成因的后尖晶石超高壓礦物。這是在自然界首次發(fā)現的后尖晶石超高壓多形,其中一個已于2008年獲得國際新礦物、命名與分類委員會的批準并命名為謝氏超晶石,另一個礦物的研究也已經完成。尖晶石結構是礦物家族中的重要結構類型,尖晶石和鉻鐵礦是上地幔礦物中的常見結構;地幔過渡帶主要礦物林伍德石等也具有尖晶石結構。近四十年來,系列的實驗研究致力于探索尖晶石相可能發(fā)生的高壓多形轉變,但天然產狀的后尖晶石超高壓礦物一直沒有被發(fā)現和證實。該項研究在隕石沖擊脈體中,發(fā)現了鉻鐵礦尖晶石經固態(tài)相轉變形成的兩個超高壓多形,礦物由原來的立方結構轉變?yōu)槊芏雀蟮男狈浇Y構。他們同時在實驗室成功合成了這兩個超高壓新礦物。兩個后尖晶石超高壓礦物形成的壓力分別相當于離地表400和580公里以上的地幔深度。由于尖晶石-鉻鐵礦是隕石和地幔巖石中的常見礦物,后尖晶石超高壓礦物的天然產出可用于判斷沖擊變質隕石和從地球深部折返的地幔巖石壓力溫度演變歷史的壓力標準。
天然后尖晶石超高壓礦物的發(fā)現不但為探索地球深部巖石成因歷史提供了一個有效窗口,而且為當前受到廣泛關注的大陸碰撞帶構造地質學研究開辟了一個有效的途徑。該成果先后在《地球化學和宇宙化學學報》、《美國科學院院刊》和《科學通報》上發(fā)表。
該項目主要完成單位是中國科學院廣州地球化學研究所,合作研究單位是美國卡內基地球物理實驗室。主要完成人是陳鳴、束今賦、毛河光、謝先德和R.J.Hemley。
鐵、銅、鋅等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學研究取得突破性進展
非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學是個新興的研究領域。在國家自然科學基金委員會、科技部和中國地質調查局的支持下,我國科學工作者在該領域取得了一系列突破性成果。一是建立了鐵、銅、鋅、鎂等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素高精度測試方法,所建方法的精度達到國際同類實驗室的領先或先進水平。這些方法的建立為我國開展非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學研究奠定了技術基礎。二是按照國家一級標準物質技術規(guī)范,進行了鐵、銅、鋅、鎂同位素標準物質研制,從而為促進我國鐵、銅、鋅等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學的發(fā)展提供了必要條件。三是從實驗模擬、地質調查和理論計算三個方面開展了鐵、銅、鋅、鎂等同位素體系在氧化-還原、結晶-沉淀、吸附-淋濾、水巖作用、生物作用、變質作用等過程中的質量分餾研究,豐富和發(fā)展了同位素地球化學理論,為這些新同位素體系在地學中的應用奠定了必要的理論基礎。四是對非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素在成礦作用、地幔過程、環(huán)境變化等方面的應用進行了示范性研究。例如:通過對華北條帶狀鐵建造的研究,首次用鐵同位素對鐵的來源進行了直接示蹤;通過新生代玄武巖中地幔包體的鐵同位素研究,表明地幔巖中鐵同位素組成的變化與地幔交代作用和氧化還原狀態(tài)有關;通過對太平洋鐵錳結殼的研究,首次從鐵銅鋅同位素角度提取了80百萬年以來古海洋環(huán)境變化的信息。這一系列成果的取得,標志著非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學這一新學科在我國的建立。
該項目的主要完成單位是中國地質科學院地質研究所。主要完成人是朱祥坤等。
青藏高原新構造及晚新生代古大湖研究
中國地質調查局 “1:150萬青藏高原新構造與地質災害圖” 項目通過編圖和系統(tǒng)研究,闡明了青臧高原形成與構造變形的關系。獲得了青藏高原最主要的構造變形期發(fā)生在上新世晚期—早更新世的可靠證據。證實西昆侖地區(qū)西域礫巖的沉積時代約為3-1百萬年。西域礫巖屬于快速堆積的山麓沖洪積扇相沉積。它的出現與區(qū)域同時期的構造變形密切相關。高原西北緣的磷灰石裂變徑跡分析及其熱歷史模擬揭示了區(qū)域地貌陡坡帶上新世以來的快速冷卻剝蝕,特別是3~1百萬年以來的快速冷卻剝蝕,剝蝕深度達5公里以上,這進一步說明了西域礫巖的物質來源,同時暗示:陡坡帶的形成是青藏高原抬升的重要過程。
通過河流研究高原構造地貌的演化是近期國際地學研究的熱點和亮點。這項研究通過克里雅河構造地貌的分析證實:現今克里雅河的歷史始于1.1百萬年;前克里雅河流域地貌演化的起源不超過上新世阿圖什組沉積期。這是人類第一次完整地認識一條河流及其水系地貌的發(fā)育歷史。早更新世至中更新世早期塔里木盆地應當存在一個大湖。在黃河源扎陵湖、鄂陵湖地區(qū)發(fā)現高出現今湖面335米的湖相地層。青藏高原主體可能在中更新世早期前后才抬升進入冰凍圈。這項系列成果對于區(qū)域環(huán)境變化的研究和減災工作都有重要意義。
該項目主要完成單位是中國地質科學院地質力學研究所。主要完成人是趙越、邵兆剛、黎敦朋、劉健等。
全國主要城市環(huán)境地質調查評價取得重大進展
“全國主要城市環(huán)境地質調查評價”為2004—2010年的地質調查計劃項目。截止到2008年底,該項目先后完成了海南、黑龍江、四川、云南、浙江、江西、甘肅等15省區(qū)177個地級及以上城市環(huán)境地質調查評價,為上述地區(qū)和城市規(guī)劃、建設、管理及汶川災區(qū)災后重建提供了地質依據。該項目取得的一系列重要進展:一是查明了15個省177個城市的環(huán)境地質條件、城市地質災害特征與發(fā)展趨勢、地下水污染與地下水資源衰減、特殊土分布與土壤污染等狀況及其變化趨勢;二是查明了278個垃圾場對環(huán)境的污染狀況, 評估了地質災害與問題對這些城市造成的危害、經濟損失,為37個城市選定了垃圾衛(wèi)生填埋場;三是調查了這些城市的后備地下水資源、地質景觀、地熱等地質資源;評價了上述177個城市環(huán)境地質條件、地質環(huán)境質量狀況,分析了其對城市發(fā)展的影響和作用,從地學角度提出了地質資源、地質環(huán)境的科學利用與保護的一系列建議;四是為177個城市編制了相應的圖件,為146個城市建立了地質環(huán)境數據庫。
這些成果被哈爾濱、康定、昆明、南昌、蘭州、攀枝花等城市規(guī)劃、建設與管理部門分別用于城市規(guī)劃修編、后備或應急供水的水源地論證、地下水資源保護、垃圾場地的選擇、地質災害防治等方面,隴南市地震災后重建也利用了本項目成果。產生了巨大的社會經濟效益。
該項目的主要完成單位是中國地質科學院水文地質環(huán)境地質研究所,四川、甘肅、湖南等地質調查隊伍承擔了部分工作。主要完成人是劉長禮、董華、侯宏冰、王秀艷等。