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追寻生命演化历程、重建地球历史是人类永恒的主题。化石及其赋存的地层沉积是研究地球和生命演化历史的基础。近年来,古生物学和地层学通过与其它学科的交叉合作,不断发现新的研究材料、积极拓展与环境背景相结合的研究领域,取得了一系列新的进展,在当代自然科学领域中发挥了不可或缺的作用。根据国内外本学科发展的特点,实验室将有限的人力和物力集中在具有关键性、前瞻性和综合性的若干国际前沿领域,以获取高水平成果、培育高质量人才和解决国家矿产资源勘探中的基础地质问题作为实验室发展的首要目标。实验室的主要研究方向和目标如下:


1)综合地层

《国际地质年代表》是全世界地质学者研究和交流的共同语言。建立全球界线层型剖面和点位(俗称金钉子),完善《国际地质年代表》,为研究地质和生命过程提供标准的时间参照系。《国际地质年代表》需要建立107金钉子,目前还有约三分之一没有完成。实验室在以往工作中主导建立了7金钉子,未来将开展埃迪卡拉系、寒武系、石炭系、二叠系等内部划分的金钉子的研究工作。同时,将利用多学科交叉手段包括生物地层、岩石地层、年代地层、化学地层、同位素测年和磁性地层等,以更精确、更综合的方式解决全球高精度地层对比问题。


2)早期生命演化

发生在元古代至寒武纪早期的真核生物起源、多细胞生物起源和早期辐射是地球早期生命演化史上里程碑式的演化事件。中国南、北方该时期地层出露完好,所产化石类型丰富,保存独特,多个化石库是该时期世界同期地层中独一无二的,是人们认识和了解早期生命演化的重要实证。开展新元古代早期、埃迪卡拉纪和寒武纪大爆发时期一系列特异埋葬生物群的化石生物学和沉积环境研究,旨在深入了解真核生物起源、多细胞生物起源和早期演化的过程以及背景机制。


3)古生代海洋生物演化

寒武纪大爆发以后的2.5亿年间,地球海洋生物群发生过多次重大更替。奥陶纪生物大辐射是寒武纪演化动物群逐渐消亡、古生代演化动物群起源与早期演化的关键事件;奥陶纪末和泥盆纪晚期的大规模集群灭绝事件是古生代演化动物群发展过程中的标志性事件;石炭纪二叠纪包含了显生宙以来地球生命系统最长的稳定发展期,又经历了地史中最严重的生物灭绝事件,还伴随有全球规模的大冰期、联合超大陆的形成与裂解等环境事件。重点研究古生代海洋生物演变中的重大事件,主要包括寒武纪生物群的消亡、奥陶纪大辐射、奥陶纪末大灭绝及其后的残存与复苏、泥盆纪晚期以及二叠纪末的大灭绝等,并着力探索这些重大生物事件的背景机制。


4)陆地生态系统的形成和演化

早古生代植物成功登陆是生物演化史上的重大事件。植物登陆后对陆地进行改造并建立起原始的陆地生态系统,为动物相继登陆和繁衍提供了必要的生存环境,最终演化成现今复杂的陆地生态系统。陆生生物的出现和发展,不仅为地球生物圈增添了新的内容,同时也对陆地岩石圈的表层结构和大气圈进行了改造。研究陆地生态系统的起源和演化过程,对于了解整个地表圈层的演变具有重要意义。立足我国丰富的陆相地层和化石资源,重点开展陆生植物起源和早期演化的研究,探索陆地生态系统的形成过程;开展重要陆生生物类群研究,揭示陆地生物圈的面貌和演化历史;开展中生代陆生动植物研究,探讨现代陆生生态系统的起源和早期演化。


5)沉积矿产的基础地质

我国的塔里木盆地、上扬子地区、下扬子地区、松辽盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、江汉盆地等含有丰富的沉积矿产资源,综合开展这些地区的沉积学、事件地层学、古地磁学、构造学研究,在GBDB数据库(Geobiodiversity Database)的基础上,有步骤地进行以精时地层为框架的古地理再造,为沉积矿产的勘探提供基础地质资料。对国家战略资源勘探和开发中遇到的实际问题(如化石鉴定、地层时代确定等),提供科学依据和技术支撑。

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