鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期湖泊金藻孢囊形态学、生态学与分子化石研究

The chrysophyte, one kind of autotrophic unicellular algae with siliceous structures, is distinctive in the algae evolution. Recently, the earliest chrysophyte cyst fossils have been discovered by the applicants in the Upper Triassic Chang7 Formation of the Ordos Basin, China. Therefore, studying the morphology, ecology and biomarkers (molecular fossil) of the chrysophyte cyst is of great theoretic and actual significance on the origin of algae with siliceous structures, the algae evolution, the ecological environment of the ancient lake and the parent material of hydrocarbons. This project intends to apply the advanced micro observations, organic and inorganic geochemical tests and methods of studying paleo-lake sedimentary environments into the researches on the selected core samples, especially with chrysophyte cysts. It focuses on the systematic observation and description of the chrysophyte cysts, composition and isotope analysis of the organic matter in the cavity and the shell, and geochemical parameters contrast between samples with chrysophyte cysts and without chrysophyte cysts, between samples with sprouted cysts and un-sprouted cysts (with organic matter filling in the spore cavity). The results may contribute to investigate the morphological characteristics, species category, distribution and its controlling factors of the chrysophyte cysts, construct the paleo-lake ecological environment where the chrysophyte grew, and find out the chrysophyte molecular fossil, and are therefore significant for the understanding of the paleo-lake ecological environment, algae blooming and the organic matter enrichment of the Upper Triassic Chang7 Formation in the Ordos Basin.

金藻是一类具有硅质结构的自养型单细胞藻类，在藻类演化史上占有独特地位。申请者团队近年在鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段湖相富有机质页岩层中发现了时代最老的金藻孢囊化石纹层。在此基础上，进一步开展金藻孢囊形态学、生态学与生物标志化合物（分子化石）等研究，对于硅质结构藻类起源、藻类演化、古湖泊生态环境、生烃母质等研究具有重要的科学理论与实际意义。本项目拟采用先进的微区观测、有机与无机地球化学测试手段与古湖泊环境研究方法，以发现金藻孢囊的岩样为重点，通过金藻孢囊的系统观察与形态描述，腔内有机质与壳体的成份与同位素测试，蕴含与未含金藻孢囊、金藻孢囊萌发与未萌发（孢腔充填有机质）岩样的地球化学参数对比研究，查明鄂尔多斯晚三叠世湖泊生长的金藻孢囊的形态型特征、类群物种、分布及影响因素，构建金藻生长的古湖泊生态环境，发现金藻分子化石，深化认识晚三叠世长7期古湖泊生态环境与藻类勃发、富有机质页岩形成机制。

迄今，金藻孢囊化石方面的研究十分薄弱。本项目在鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段富有机质页岩中发现金藻休眠孢囊的基础上，基本查明了金藻孢囊的形态型特征与古生态环境。详尽的观察表明，长7段富有机质页岩中的金藻孢囊形态型种类丰富，共鉴定表面无纹饰、具凸起纹饰、具凹陷纹饰与具复合纹饰四大类24种形态型的金藻孢囊。其中有14种金藻孢囊与现代湖泊（河流、沼泽）或沉积物中发现的金藻孢囊形态型相同或相似，其余10种为新形态型，反映出地球上早期金藻休眠孢囊已呈现出形态型与种类的多样性。金藻孢囊在长7段富有机质页岩层中的分布呈明显的断续性。GC-MS-MS测试表明，长7段富有机质页岩样品中海相生物标志化合物-C24正丙基-C30胆甾烷和C24异丙基-C30胆甾烷含量低，说反映出长7期湖盆基本没有受到海侵的影响。另外，整个电镜观察过程未见到海相硅藻化石。综合岩石学、元素地球化学与有机地球化学研究认为，迄今发现的、时代最早的-即三叠纪长7期金藻繁衍的生态环境为水体偏淡的、富营养化的、底层水含氧（沉积物表面为氧化-还原界面）的淡水湖泊。间隙性的火山喷发活动与热水活动引起的湖泊生态环境的变化，导致了湖泊中金藻繁衍程度的显著变化。. 在延长组长9段黑色页岩的观察与搜寻中未发现金藻孢囊化石。. 对金藻孢囊化石密集分布、零星分布、无分布（未见）的岩样进行的生物标志化合物分析鉴定结果显示，不同样品之间的生物标志化合物分布特征十分相似，未发现与鉴定出金藻的特征生物标志化合物。. 金藻是一类具有硅质结构的自养型单细胞藻类，在藻类演化史上占有独特地位。本项目为金藻孢囊形态学、生态学、金藻及硅藻类的起源与演化研究提供了重要的科学依据。