实验室基本信息
名称：中国地质科学院地层与古生物重点开放实验室
学科：本开放实验室所涉及一级学科为地质学，二级学科为地层学与古生物学。该学科属于国家公益性基础理论研究学科，长期以来一直是中国地质科学院地质研究所的优势研究领域。
依托单位：中国地质科学院地质研究所
中国地质科学院地质研究所属于国家非营利性科研单位，既是国家科技创新体系和地质科技创新队伍的重要组成部分，也是国土资源部地质调查队伍"野战军"的科研与技术支撑体系的重要组成部分。中国地质科学院地层与古生物重点开放实验室的前身地科院地质研究所地层与古生物研究室，始建于1956年，与地质研究所同时诞生。长期来一直是中国地质科学院地质研究所的优势研究领域。自50年代中期开始，地层与古生物学科在全国开展的大规模区域地质普查、找矿和填图工作中发挥了巨大作用，在国内外享有很高的声誉。1990年地质研究所和中科院南京古生物地质研究所共同被美国著名的地学刊物《地质时代》，《地球科学机构录》栏目评选为世界地学百强机构中的中国两强。中国地质科学院地层与古生物重点开放实验室位于北京市西城区百万庄大街26号中国地质科学院地质研究所内。
实验室研究方向：
中国地质科学院地层与古生物重点开放实验室的研究方向是:立足于地球科学前沿和社会发展的需求，发展地层与古生物学重大基础理论，解决国土资源调查中的关键地层古生物问题，建立和完善新的技术方法体系。开展生命早期演化过程、生物更替与地质环境变迁、重要地层断代对比等基础研究。
实验室主要研究内容：
（1）重大地质转折期生物更替与地质环境变迁的研究
区域乃至全球重大地质转折期生物的更替与地质环境变迁研究对于了解和解决关键地质区带古地理变迁、古环境演变和地质演化历史等问题十分重要，能够为我们认识地球各层圈的相互作用提供直接的证据。
（2）中国地质时期重要化石群的深入研究
生命起源和演化过程的研究一直是国际关注的热点问题之一。瓮安生物群、澄江生物群、关岭生物群、热河生物群等重要化石群的发现和深入研究，对于认识各地质时期生物多样性分异和演化过程等学科问题和促进生物演化基础理论研究具有非常重要的科学意义。
（3）中国年代地层格架的完善及重要地层断代的对比
地层的划分与对比是地质研究的基础。在地层的划分与对比的过程中，重要年代地层标准、区域地层标准、界线层型和区域地层系统的建立是确保地层划分对比精确度的关键。地质体的组合与排列是复杂多变的，而区分不同地质体的划分对比方法也是多种多样的，特别是稳定地台正常地层区与造山带的非正常地层区在研究方法上差别很大。针对地质调查中需要解决问题的不同，开展多种地层学方法的试点研究是地层学研究的重要内容之一。
实验室预期目标：
在努力完成好现阶段在研的科研项目和任务基础上，继续积极争取各种渠道的科研经费和研究项目。同时大力加强研究队伍和实验室的基本建设。积极培养年轻科研人才，重视专业人才的引进。积极推动地层古生物学科基础理论和方法的研究，瞄准国内外重大古生物地层学基础理论问题，追踪国际古生物地层学科的前沿和热点，继续开展好早期生命演化过程、生物更替与地质环境变迁、重要地层断代对比等基础理论研究。同时，针对部门当前古生物研究中存在问题和未来发展趋势，制定好地层古生物开放实验室的发展规划，促进有中国特色和全球意义的古生物学研究取得更大进展，为解决重大地质问题和开发地球资源提供更充实、精确和具有原创性的科研成果。
近三年取得的科研成果：
1.早期生命演化: 瓮安生物群的研究进展与重要发现
贵州瓮安陡山沱期磷酸盐化球状化石研究始于80年代初期，陈孟莪等(1986)首次描述了少量磷酸盐化球状化石。其后，薛耀松等(1995)在相同层位获得大量磷酸盐化球状化石，并认为它们是绿藻门团藻类矿化个体。1998年,肖书海等重新研究这些球状化石后，对部分化石的属性进行了重新解释，认为陈孟莪等描述的Megasphaera和薛耀松等描述的Parapandorina不是绿藻门团藻类化石，而是后生动物的休眠卵和胚胎。但是，由于在该层位始终没能发现卵裂以后囊胚期到原肠胚期以及其后幼体孵化的可靠化石证据，所以此类化石的胚胎属性一直受到质疑，在学术界引起长期争论。以尹崇玉研究员为首的研究小组，近年来通过大量样品的精心分析和挑选，首次在该层位发现可靠的磷酸盐化原肠胚化石
(科学通报封面文章，2001，46卷12期)。这一发现证明了原肠胚期化石确实存在，使这一长期争论的问题划上句号。最新研究成果还证实目前报道的具瘤状或脑纹状表面的磷酸盐化休眠卵并非原始外层结构，其外面还应包围一层具管状细刺的外膜，相当疑源类Tianzhushania
tuberifera。这一具有突破意义的重要发现不仅对前人描述的化石作了重大修正，而且将对部分化石的属性提出新的疑问，促使研究不断深入。
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由于以碳酸盐岩为主的沉积地层中始终没有找到行之有效的同位素测年方法，因此长期以来陡山沱组的沉积年龄问题一直悬而未决。以尹崇玉研究员为首的研究组经过努力,在黄陵背斜西翼秭归九曲脑剖面震旦系陡山沱组底部盖帽碳酸岩之上发现火山灰凝灰岩夹层。应用高分辨率、高精度离子微探针（SHRIMPⅡ）锆石U-Pb定年方法，首次获得陡山沱组底部的SHRIMP锆石U-Pb年龄为628.3±5.8Ma（MSWD=0.86）。该年龄采样点紧邻作为震旦系底界的'盖帽碳酸岩'之上，基本可以限定震旦系的底界年龄。此结果与国际地层委员会2004年发布的《国际地层表》中埃迪卡拉系（Ediacaran）的底界的推断年龄630Ma非常接近，表明我国修订后的震旦系/南华系界线年龄值为630左右。该研究结果在3月底出版的国际地层委员会权威杂志Episodes上发表(Yin
et al.,2005)。此定年结果与稍后Science上报道的陡山沱组底部热离子质谱单颗粒锆石蒸发法定年的结果基本一致(Condon
et al., 2005)。表明中国震旦系的底界年龄约为630Ma是可信的。这不仅解决了长期以来一直悬而未决的陡山沱组底界年龄问题，同时也为确立《国际地层表》中新建的埃迪卡拉系（Ediacaran）底界年龄做出重要贡献。
2.鸟类起源及早期演化
鸟类起源是国际科学界一直关注的重大科学问题之一，其研究历史可追溯到19世纪中叶。就在达尔文发表《物种起源》一书之后，德国巴伐利亚州索伦霍芬地区先后发现了羽毛化石和始祖鸟化石（1860、1861）。几年以后，T.H.
赫胥黎通过对兽脚类恐龙Megalosaurus的后腿与鸵鸟的后腿进行对比研究，发现两者有35个共同特征。从而首次提出恐龙与鸟类之间可能存在一定的演化关系的假说。但是，T.H.赫胥黎的观点立即遭到反对派的猛烈攻击,当时"槽齿类起源"假说成为国际科学界的主导思想。直到20世纪60年代，美国耶鲁大学J.H.
奥斯特隆通过对北美恐爪龙与德国始祖鸟和美颌龙的比较解剖学研究，提出鸟类是由小型兽脚类恐龙演变而来的观点，重新举起了"鸟类由恐龙起源"假说的大旗。20世纪70-80年代期间，国际上鸟类的"兽脚类恐龙起源"假说和"槽齿类爬行动物起源"假说势均力敌。但是，双方都没有发现足以击败对方的新的化石证据。 |
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20世纪90年代，鸟类起源研究的希望曙光照到了中华大地。1996年，我国辽西北票四合屯发现了世界上第一只长羽毛的恐龙-中华龙鸟（季强、姬书安，1996）。1997年，我国辽西又发现了第二只长羽毛的恐龙-原始祖鸟，其尾部的羽毛完全符合现代鸟类羽毛的概念（季强、姬书安，1997）。1998年，辽西又发现了第三只长羽毛的恐龙-尾羽鸟，其尾羽和'飞羽'与现代鸟类羽毛的概念完全一致（季强等人，1998）。1999年2月，美国耶鲁大学召开的"奥斯特隆鸟类起源和早期演化国际学术讨论会"上，参会的500多位科学家以绝对的优势接受了'鸟类是由小型食肉性恐龙演变而来'的思想，他们称'中国辽西中华龙鸟等珍稀化石的发现是20世纪末最重要的科学发现之一'，'是自达尔文提出进化论以来，国际生命演化研究领域最重大的事件'。"奥斯特隆鸟类起源和早期演化国际学术讨论会"以后，我国辽西又发现了几种长羽毛的恐龙，如北票龙、中国鸟龙、小盗龙等，又为鸟类的"兽脚类恐龙起源"理论增添了新的古生物证据。
3.真兽类起源及早期演化
我国辽西中生代热河生物群中哺乳动物化石相对较少，但保存十分完整和精美。1997年5月，辽西发现了对齿兽类哺乳动物-张和兽（胡耀明等人，1997）;1999年9月，辽西又发现了原始的三尖齿兽类哺乳动物-金氏热河兽（季强等人，1999），被国际著名学术刊物《科学》杂志做为封面，称其为'哺乳动物谱系演化树之根'。这些科学发现引起了国际科学界的极大兴趣和广泛关注。
有胎盘哺乳动物又称真兽类，它的起源问题长期来一直是国际科学界渴望解决的热点问题之一。迄今为止，国际古生物界主流派仍然认为哺乳动物中的真兽类（有胎盘哺乳动物）最早可能出现在8000万年前（白垩纪最晚期）。但是，分子生物学家通过'分子钟'的计算，认为真兽类哺乳动物可以出现于1.04亿年前，甚至更早。1999年，季强等人在辽西首次发现了保存毛发和软体的对齿兽类哺乳动物化石（季强，2002）；2000年，季强等人又在辽西发现了多瘤齿兽类哺乳动物化石；2001年，季强等人在辽西终于发现了保存十分精美的真兽类化石，包括有胎盘哺乳动物和有袋类哺乳动物。有胎盘哺乳动物化石研究成果的发表，引起了国际科学界的极大震动。因为它向传统的观点提出新挑战，将有胎盘哺乳动物的最早出现提前了大约5000多万年，迫使人们不得不重新认识哺乳动物的早期演化历史。
4.冈瓦纳相生物地层及古地理演化
在以往的研究中，对亲冈瓦纳相石炭-二叠纪地层和生物在我国的分布和区域上变化特征有较为清楚的了解。基本上掌握了滇藏地区石炭-二叠纪生物的亲冈瓦纳属性和亲扬子属性随时间消长的变化过程。首次对滇西有争议的但具环境指示意义的石炭-二叠纪具杂砾岩和含砾泥岩地层序列进行了系统的沉积学研究。获得具体的粒度分布、砾石成份、重矿物、基质组成和有机质含量等数据。从而把研究由以前的定性描述提高到定量分析的层次。肯定了这套粗碎屑岩是在冰海环境中形成的，由下到上分三个岩性段（杂砾岩－含砾泥岩－黑色泥页岩）分别代表了冰川高峰期－冰川减退期－冰后期的沉积。
查清了拉萨以东旁多一带，在石炭－二叠纪以冰海沉积为主的碎屑岩组之上有玄武岩存在，玄武岩之上是红层，再向上为灰岩。这为拉萨地块同具有非常相似层序的保山地块的对比以及探讨两地块间的内在联系提供了重要的证据。通过对云南西部保山地块和腾冲地块的基底、地层层序、石炭－二叠纪沉积的厚度、砾石成份和物源区的详细研究发现，尽管两地区都有冰海沉积，也都曾位于冈瓦纳大陆的边缘，但它们当时处于不同的位置上。今天出现的紧密相邻的格局是由于后期的构造运动造成的。对云南西部的构造－地层单元认真研究之后，发现澳大利亚学者
I. Metcalfe 最先提的Sibumasu (泰缅马苏)地块并不是一个单一的块体，而是包括了三个有着不同发育历史的部分。这三个部分在滇西则分别由腾冲块、保山块和昌宁－孟连带所代表。这一研究结果极大地提高了滇西及其以南地区的研究精度，为正确认识古特提斯在这一地区的特征和古地理恢复奠定了基础。
综合古生物学、地层学、沉积学和岩石学的研究，认为晚古生代古特提斯在滇西及其以南地区更可能是由许多地块被复杂的裂谷体系所分割的局面，而不是一个简单的几千公里宽的大洋。在今后的研究中将充分重视滇藏地区石炭-二叠纪的沉积特征和生物的亲冈瓦纳特征以及它们与温暖特提斯区的相似性是随着时间、气候变化和地区差别而不断变化的动态过程。在考虑这些因素的同时，还考虑冈瓦纳边缘裂解过程可能造成的冈瓦纳裂解地块的纬度变化。结合生物地层学、沉积学和古地理环境研究，对冰川消融期末在保山地块、拉萨地块和珠峰北坡多处出现的玄武岩进行同位素测年（Ar-Ar单矿物，Rb-Sr全岩，Sm-Nd全岩和单颗粒锆石shrimp法）等多种研究。系统地探讨石炭-二叠纪冰期，这一重大地质环境事件对生物在地理分布，种群丰度和个体特征等方面的影响和制约作用。将自然环境变化、生物演化和测年有机地结合起来研究。
科研队伍、实验条件及仪器设备
目前，中国地质科学院地质研究所地层与古生物研究室共有在职工作人员18名，其中研究人员15名，分析人员3名。目前还有承担研究项目的返聘的研究人员15名。在职研究人员中高级职称研究人员13人（其中研究员11名和副研究员2名），博士生导师4名，中级职称2名（均为博士生毕业）。
由于地层古生物学研究从前寒武纪到新生代内容极为广泛，实验室基本按前寒武纪、早古生代、晚古生代、中生代和新生代划分为几大研究组。根据研究人员的水平和创新能力确定每个研究组的人员，计划每个研究组达到3-5名的规模。每个研究组的带头人必须是在学术上有一定造诣、在国内外有一定知名度的科学家。
实验室条件和仪器设备
地层与古生物实验室现有实验条件和仪器设备：
①扫描电镜系统, 该仪器主要为微体化石进行扫描电镜图像的拍摄，是微体化石研究的重要工具之一。已为本单位和外单位拍出了大量的扫描电镜照片，用于各类的出版物。
②孢粉及超微化石分析处理实验室,主要为孢粉、硅藻、疑源类等超微化石进行分析处理。多年来已为本单位和外单位做了大量孢粉、疑源类等样品的分析处理工作。
③微体化石分析处理实验室, 主要为牙形石、放射虫、有孔虫、介形虫、轮藻等微体化石标本进行分析处理，已为本单位和外单位做了大量样品的分析处理工作。
④激光共聚焦显微扫描实验室是近年来新引进的一台"TCS SP2激光共聚焦显微扫描系统（CLSM）"，为德国徕卡公司生产同类产品的较先进型号。它区别于其它常规显微镜的最大优点，就是可以观察到标本的内部组织结构并恢复其三维立体形象。特别用于古生物学化石标本的不同断面分层系列扫描，恢复内部超微结构、三维重组结构及形态分析。可以广泛用于地质科学的各个研究领域，是目前国土资源部系统唯一拥有的一台。目前已利用该仪器在古生物化石研究方面做了很多分析测试工作，成功地获得了较满意的测试结果，解决了多种古生物化石及岩石矿物标本无自发荧光而无法进行分析测试、无法制作三维立体图像的难题，提高了激光共聚焦显微扫描系统在地学研究领域的应用价值
⑤冼印标本图像暗室。
为了不断提高地层古生物实验室的研究能力，以更高质量完成地层和古生物学研究的常规分析测试，计划逐步改造和更新实验室的现有仪器设备。逐步完善从微体化石（孢粉、牙形石、放射虫、介形虫等）分析处理到大化石修理和切片等一系列成套的设施系统的更新和改造，同时不断加强实验室工作人员的技术培训和和实际能力的培养。
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