沉积岩石学pdf

A. 国外天然气水合物沉积学研究进展——以马利克和日本南海海槽为例

匡增桂 郭依群 沙志斌 梁金强

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

作者简介：匡增桂（1983—），男，工程师，主要从事石油地质和天然气水合物的研究。E-mail：kzg21001＠163.com。

摘要 本文回顾了近年来国外在天然气水合物沉积学方面的研究进展，并以加拿大马利克（Mallik）以及日本南海海槽的水合物勘探实践为例进行了详细的阐述。在马利克的三角洲相的砂岩层中以及日本南海海槽的浊积砂岩层中都钻遇了高饱和度的天然气水合物，这表明高饱和度易于开发的天然气水合物优先在粗碎屑砂岩中富集，受沉积相控制明显，这一结论为天然气水合物沉积学的研究指明了方向。

关键词 天然气水合物 沉积学 马利克 日本南海海槽

1 前言

20世纪90年代以来，天然气水合物调查研究在世界范围内迅速扩大和深入，调查研究的深度、广度以及技术水平不断提高。其中大洋钻探计划对水合物研究给予了高度重视，随着各个专门调查航次的实施，有力地推动了水合物勘探及研究科学技术的进步。近年来，美国、加拿大、日本、印度、韩国等相继实施钻探、发现并获取了水合物实物样品（图1），给人类带来了开发利用水合物的希望曙光。就水合物的沉积学或成矿沉积条件研究来说，也由于钻井岩心资料的日益丰富也取得了较大的突破。

2 水合物储层类型及远景

2009年，Collett^［1］等首次提出了水合物油气系统（Gas-Hydrate petroleum system）的概念，主要包括了以下六个方面的内容：(1)水合物稳定条件（温压、气体成分以及孔隙水的盐度）；(2)气源；(3)水源；(4)气体迁移；(5)储层、圈闭及盖层；(6)演化时间（圈闭的形成，天然气的生成及就位在时间上的相互匹配）。沉积学在水合物勘探中需要解决的问题就是寻找优质储层、圈定成矿有利相带，而要进行水合物的储层研究，其中最重要的一个手段就是从已取得的岩心入手。Sloan和Koh（2008）^［2］通过对已取得的水合物样品的分析，总结出了水合物的四种赋存状态：(1)充填于粗颗粒岩石的孔隙空间；(2)弥散于细颗粒岩石中；(3)充填于裂缝之中；(4)呈瘤状或块状产出。但是大量的水合物勘探实践表明，高饱和度的水合物一般产出于裂缝以及粗颗粒沉积物中，在这些环境中，水合物一般充填于裂缝之中或者富砂层的孔隙之中。Boswell和Collett（2006）^［3］根据水合物的赋存量以及开采的难易程度将水合物划分为四种远景类型：(1)砂岩储层；(2)泥岩裂缝型储层；(3)块状水合物（暴露于海底或产出于细粒沉积物中）；(4)低饱和度、弥散于低渗透泥岩之中。他们把这四种类型用一个金字塔表现出来（图2），从塔尖到塔底，资源量逐渐增加，但储层质量逐渐降低，开采难度也逐渐增大。位于塔尖的是最接近商业开发的远景类型，这种类型中最具代表性的水合物聚集带是北极冻土带砂岩储层中的高饱和度水合物藏，包括加拿大麦肯齐三角洲的马利克地区以及美国阿拉斯加的北部陆坡。其次最具开发前景的是海洋环境中砂岩储层的中-高饱和度水合物藏，这种类型以日本南海海槽地区以及美国墨西哥湾地区为代表。金字塔中位于砂岩储层类型之下的是泥岩裂缝型储层，水合物以块状或充填状产出，这种类型以印度的孟加拉湾地区以及韩国东海地区为代表。但是如果要从这种泥岩裂缝中提取出水合物，则需要大量的技术革新，以现有的技术水平很难实现经济开发^［4］。位于金字塔底的是在低渗透率泥岩中产出的低饱和度水合物藏，这种类型最典型的实例是美国布莱克海台，以现有的经济技术水平要获取这种弥散状水合物是非常困难的，但是全球绝大部分的水合物资源都赋存在这种泥岩中。现有的常规开发技术只适用于砂岩储层的水合物藏，因此Boswell（2007）^［4］认为只有前两种远景类型才值得进一步勘探。下文对加拿大马利克地区以及日本南海海槽的沉积学研究进行简要回顾。

图1 全球天然气水合物的研究现状^［1］

图2 天然气水合物储层类型及远景^［3］

3 马利克

在近期马利克水合物钻探研究计划之前，加拿大帝国石油公司于1972年在马利克地区实施了第一口探井Mallik L-38，完钻井深为2524 m，在810～1102 m的层段内，发现了至少存在10个含水合物的砂层段，合计达110 m长^［5］。到90年代，人们逐渐认识到水合物的资源潜力，各国政府对水合物的研究投入逐年增加。

1998年，日本石油勘探公司、日本国家石油公司与加拿大地调局合作，启动了Mallik2L-38水合物钻探研究计划，旨在查清水合物在马利克地区的分布。Mallik 2L-38距离Mallik L-38只有100 m，完钻深度1150 m^［5］。在878～944 m层段内，获取了37 m的岩心，发现水合物主要以充填孔隙空间的形式赋存于未固结的砂岩和砾岩中，而粉砂岩及泥岩夹层则几乎不含水合物。通过测井曲线分析，Mallik 2L-38在889～1101 m深度范围内大约存在150 m厚的水合物层^［1］。这项研究的结果证实了在马利克地区，高饱和度的水合物（达到80％）主要赋存于砂岩和砾岩中，而细粒沉积物则很少含水合物^［5］。

Mallik 2L-38水合物钻探计划虽然查明了水合物的成因及分布，但是却没有评估水合物的产出能力。2001年，加拿大地调局与日本国家石油公司联合美国地调局、美国能源部等组织了 “Mallik 2002钻探研究计划”。这个计划总共实施了三口钻井，其中Mallik3L-38与Mallik 4L-38为两口观察井，Mallik 5L-38为产能测试井^［5］。这次钻探获得了从885.63 m至1150.79 m共265 m长的岩心，根据这些岩心的岩性、层理以及沉积构造的不同，科学家将其划分出6个沉积单元（图3）。单元一（885.63～932.64 m）：块状至弱层状，生物扰动细砂岩，可见粉砂及砾岩夹层。单元二（932.64～944.44 m）：弱层状至层状粉砂岩，见低品位煤及褐煤夹层。单元三（944.44～1004.65 m）：一套厚的砂岩层，顶部可见基质支撑的砾岩夹层，粉砂岩互层广泛分布。砂岩为细至中砂岩，呈弱层状至层状。发育一系列向上变细的旋回。单元四（1004.65～1087.56 m）：富含有机质的层状粉砂岩，夹黄褐色低品位煤及褐煤，底部可见块状细砂岩。单元五（1087.56～1143.70 m）：块状至弱层状细至中砂岩，偶见有机质层及砾岩层。单元六（1142.7～1150.79 m）：层状粉砂岩，夹砂岩及泥岩层^［6］。

图3 Mallik 5L-38井岩心柱状图^［6］

其中单元一属于中新世的麦肯齐湾层序（Mackenzie Bay Sequence），单元二至单元六属于渐新世的卡格玛丽特层序（Kugmallit Sequence），除了一些薄的被白云石胶结的砂岩层之外，所有的沉积物都是未固结的，整个岩心段都可见自生黄铁矿（图4）。Medioli等（2003）根据所获得岩心研究认为：麦肯齐湾层序上部的粉砂岩段及底部的砂岩段为三角洲前缘相沉积，卡格玛丽特层序则为三角洲平原相沉积，包括河道（砾岩层）、分流河道（砂岩砾岩互层）以及泛滥平原（粉砂及煤互层）等沉积微相^［6］。

图4 Mallik 5L-38井含水合物岩心，（a）粗-中砂岩；（b）砾岩

4 南海海槽

1995年，日本经济贸易及工业省（METI）启动了日本第一个大型的国家水合物研究计划，至2000年该计划结束，已经在日本南海海槽地区成功钻探了一系列布置紧密的钻孔，并进行了地球物理测井。2001年，METI启动了一个更大规模的水合物研究项目——“日本甲烷水合物开发计划”，以评估日本南海海槽地区深水天然气水合物的资源潜力。至2004年，已经成功实施了16个站位的钻探，获得了大量的含水合物的砂岩岩心。该计划在2010年完成了水合物的产能测试，2016年完成实施商业开采的技术准备^［1］。值得注意的是，日本企业直接参与并领导了加拿大Mallik水合物研究计划，事实上，日本在水合物研究领域已经成为世界的领先者。

在1999 ～2000年日本南海海槽钻探计划中，共设置了一口试验井和三口探井，钻探结果证实，这些探井中至少存在4个含水合物的砂层段，并认为这些砂层段属于浊积扇体的沉积。在随后的2004年钻探计划中，共布置了16个站位的钻探，水深从720～2030 m。测井数据以及岩心样品表明，日本南海的水合物主要有以下三种赋存状态：(1)充填于砂岩孔隙空间；(2)充填于粉砂岩孔隙空间；(3)呈块状产出于细粒沉积物中。其中在站位4和站位13钻遇的水合物属于第一类（图5），站位4中的含水合物的砂岩层总厚度为50 m（282～332 mbsf），站位13则达到了100 m（95～197 mbsf），保压岩心及测井曲线揭示这些砂岩层的水合物平均饱和度为55％～68％^［1］。

图5 日本南海海槽站位13含水合物砂岩岩心，（a）取自海底以下164.3m；（b）取自海底以下162.8m，样品被保存在塑料袋中，由于水合物分解而使得塑料袋迅速膨胀^［7］

图6 日本南海海槽站位13岩心综合柱状图^［7］

图7 日本南海海槽沉积相模式图（Fujii，T.，M.，2009）

站位13所取得的岩心显示，海底之下是一段2.5 m厚的砂岩层，紧接着是一段大约40 m厚的泥岩层。从海底50 m往下，砂岩及泥岩的含量开始逐渐增加，从测井曲线上来看，厚的砂岩层段分布于海底之下93～197 m（图6），单层砂岩厚度为1～80 cm。站位13中的砂岩大部分是细砂岩，但在含水合物层段可见中砂岩。微体化石测年显示这些砂岩沉积物的年龄为0.65～1.65 Ma，属于晚上新世沉积。科学家们经过详细的岩心观察及描述，识别出了五个沉积相（图7），分别为A：分流河道沉积；B：近端舌状体沉积；C：远端舌状体沉积；D：天然堤沉积；E：深海平原沉积。在A～D四个沉积相内可以明显的识别出鲍马序列以及向上变细的正粒序层理。相分析结果进一步证实了站位4以及站位13所处的沉积环境为海底扇沉积体系^［7］。

5 结论

综上所述，马利克及日本南海海槽的水合物勘探实践证实，高饱和度水合物的分布与沉积物的岩性有较好的对应关系，它们优先富集于较粗的砂岩以及砾岩当中，粉砂岩及泥岩层含量则相对较低。而以目前的经济技术水平，存在于砂岩中的高饱和度水合物是最有可能也是最容易进行商业开发的类型。沉积相对于高饱和度易于开发的水合物的成藏有着非常重要的控制作用，三角洲沉积及海底扇沉积是其成藏的最有利场所，这对我国水合物的勘探事业具有重要的导向意义。

参考文献

［1］Collett T S A H Johnson，C C Knapp，R Boswell.Natural Gas Hydrates：A Review，in T.Collett，A.Johnson，C.Knapp，and R.Boswell，eds.，Natural gas hydrates—Energy resource potential and associated geologic hazards：AAPGMemoir 89，2009，P.146～219.

［2］Sloan E D and C A Koh.Clathrate hydrates of natural gases，3d ed.：New York，CRC Press，Taylor and Francis Group，2008，p.721.

［3］Boswell R，and T S Collett.The gas hydrates resource pyramid：Fire in the ice：Methane hydrate newsletter，Fall issue，2006，p.5～7：http：//www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/ publications/Hydrates/ Newsletter/HMNewsFall06.pdf＃Page＝1（accessed November 26，2008）.

［4］Boswell R，R Kleinberg，T S Collett，and M Frye.Exploration priorities for marine gas hydrate resources：Fire in the ice：Methane hydrate newsletter，Spring/Summerissue，2007，p.11～13：http：//www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/Hydrates/Newsl etter/HMNewsSpringSummer07.pdf＃page＝11（accessed November 26，2008）.

［5］Max M D，Johnson A H，Dillon W P.State of development of gas hydrate as an economic resource，Chapter 5 in Economicgeology of natural gas hydrate，2006，p.193～195.

［6］Medioli B E，Wilson N，Dallimore S R，Dominque Paré，Patricia Brennan-Alpert，and H Oda.Sedimentology of the coredinterval，JAPEX/JNOC/GSC et al.Mallik 5L-38 Gas Hydrate Proction Well，Mackenzie Delta，Northwest Territories，Mallik international symposium “From Mallik to the future”，2003.

［7］Fujii T，M Nakamizu，Y Tsuji，T Namikawa，T Okui，M Kawasaki，K Ochiai，M Nishimura，and O Takano.Methane-hy-drate occurrence and saturation confirmed from core samples，eastern Nankai Trough，Japan，in T.Collett，A.Johnson，C.Knapp，and R.Boswell，eds.，Natural gas hydrates—Energy resource potential and associated geologic hazards：AAPGMemoir 89，2009，p.385～400.

Progress in gas hydrate sedimentology research abroad, with an example of Mallik and Nankai Trough

Kuang Zenggui，Guo Yiqun，Sha Zhibin，Liang Jinqiang

（Guangzhou Marine Geologic Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：This paper comprehensively reviewed the progress made in gas hydrate sedimentologyresearch abroad in recent years，and had a detailed description on this with examples of gas hy-drate exploration practices concted in Mallik and Nankai Trough.High saturation gas-hydratewas driled in the sandstone developed in delta environment in Mallik area and in turbidity subma-rine-fan environment in Nankai Trough.This result suggested that high saturation and most acces-sible gas hydrate，obviously dominated by sedimentary facies，preferential enrichment in coarseclastic as sandstones.This conclusion shows the direction of the gas hydrate sedimentology re-search.

Key words：Gas hydrate Sedimentology Mallik Nankai Trough

B. GBT 19222-2003 煤岩样品采取方法。谁有WORD格式或TXT格式的。或者谁能帮我把这pdf格式的转换成word的

煤岩样品采取方法

范围

本标准规定了烟煤和无烟煤煤岩样品的采取方法。
本标准适用于在煤田地质勘查、生产矿井中煤岩样品及商品煤煤岩样的采取。
本标准不适用于褐煤煤岩样品的采取。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。..

GB/T474煤样的制备方法（GB/T474-19996,egvISO1988:1975)

GB/T475商品煤样采取方法（GB/T475-19996,egvISO1988:1975)
GB/T482-1995煤层煤样采取方法
GB/T18023烟煤的宏观煤岩类型分类

术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

煤层全层煤岩样不包括顶板、底板和具有一定厚度的夹研的煤层刻槽煤样。

煤层分层煤岩样
按宏观煤岩类型或者煤体结构进行分层的刻槽煤样。

块状煤岩样
根据煤岩类型、煤岩成分、煤体结构、煤中裂隙的变化采取的不连续的块状煤样。
煤层柱状样包括顶板、底板在内的整个煤层的连续柱状煤样。
商品煤煤岩样用于煤岩测定的代表商品煤平均性质的煤样。
采样器具

电锯、镐、铁铲、凿子、地质锤、罗盘、长宽不小于2mX2m的防水布、板尺或钢卷尺、粉笔、记号笔、封箱带等。
记录本、标签、样品袋、包装纸等。
注：商品煤煤岩样采样器具见GB/T475, GB/T1922-22-2003

5采样步骤..

5．1采样前的准备..
5.1.1采样点的选择
采样点宜与煤质分析用煤样的采取点相同或者邻近。
应根据需要选择有代表性的采样点。常规煤层煤岩样品采样点应避开岩浆岩体侵入区、烧变带、风
化带、冲蚀带、断层破碎带及其影响区域等地段。
煤层煤岩样采样前应清理煤壁，使表面新鲜、平整。采样点附近的地面应清扫干净，并铺上防水布。..

5.1.2记录和描述内容..
5.1.2.1采样点的记录
记录采样点的编号、位置（包括矿井、巷道或工作面、采样点坐标）、地层时代、煤层名称、煤层厚度、
煤层产状要素、采样日期、工作条件等内容。..

5.1.2.2煤层剖面的描述
根据采样目的分层和选择描述内容。
分层的依据有：宏观煤岩类型（依据GB/T18023)、煤体结构、裂隙发育特征、夹砰（厚度大于..
1cm)等。
描述的顺序：煤层剖面应按自下而上（或者自上而下）的顺序逐层进行描述。
宏观煤岩类型分层描述内容：应包括名称及其厚度、结构、构造、煤岩成分、结核、包裹体等。

煤体结构描述内容：应包括煤体结构类型、层理、揉皱现象、煤体破碎程度、煤层顶底板以及各相邻
分层间的接触关系等。
裂隙发育特征描述内容：应包括裂隙的性质、规模、与煤层层理的关系、走向或者产状、长度、高度、

宽度、密度、充填物、连通性、裂隙发育程度等。
顶、底板及夹歼按照沉积岩石学的要求进行描述。
煤层煤岩柱状图（参见附录A所示）的比例尺应依煤层厚度确定，一般以1:10或1:20为宜。..

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D. 急需知网下载《安徽天柱山地质公园地质遗迹类型及综合评价_吴维平》pdf格式

‍安徽天柱山地质公园地质遗迹类型及综合评价 _上海地质SHANGHAIGEOLOGY 
安徽天柱山地质公园地质遗迹类型及综合评价 ‍ 吴维平,柏林,郑炎贵,黄江华,夏吉侃3 王晨东3 章云中,  余国胜.,吴方庆.,徐小三.,吴跃东,储东如,汪德华  (1.安徽省地质调查院,安徽合肥230001;2 安徽省地质学会,安徽合肥 230001;  3.天柱山国家地质公园管理委员会.安徽潜山234300)  摘要:天柱山地质公园位于安徽省安庆市境内,面积约 413.14kin.公园内举世闻名的超高压变质带,郯庐断裂  带,独具特色的花岗岩地貌,丰富多彩的水文地质遗迹,产出多样的古新世哺乳类动物化石等,极具典型性,  稀有性与自然完整性,这些地质遗迹集中反映了 20 亿年以来天柱山地区地质演化历史,被公认为大陆动力  学的天然实验室.  关键词:天柱山;地质公园;地质遗迹  中 图 分 类 号 :P931 文 献 标 识 码 :A 文 章 编号:1004—230X(2010)S1—0048—05  0 引言  天柱山地质公园位于华北,扬子两大板块之间大别  造山带的东段,郯庐断裂带的南段.以郯庐断裂为界,北  西侧不仅出露闻名全球的大别山超高压变质带,而且还  发育中生代花岗岩,东侧出露中生代火山岩系以及新生  代陆相沉积岩系.  大别山超高压变质带以发育含柯石英,金刚石榴辉  岩ll】,含柯石英硬玉石英岩[41 为特征,超高压变质作用时  代为印支期(226±2Ma)旧,因此,它们是三叠纪扬子板块  与华北板块碰撞,扬子板块陆壳基底俯冲到地幔深度的  变质产物.此外,超高压变质带中还发育大量新元古代  侵入岩,现已经变质为二长花岗质片麻岩,其形成时代  均为700～800Ma 之间,为Rodinia 超大陆裂解的产物.  研究表明,它们也经历了印支期220Ma 的超高压变质作  用.  公园主景区岩石为花岗岩类,岩石类型为石英二长  岩,黑云母(--长)花岗岩,其岩石化学成分为钙碱性岩浆  系列,岩浆来源于三叠纪扬子陆块俯冲产生的加厚地壳,  形成深度为35～55km,成岩温度集中在700%～800℃  之问.形成机制可能与大陆碰撞造山带在早白垩世发生  构造垮塌和地幔热扰动所引起的部分熔融有关.花岗岩  中先后获得锆石u—Pb 年龄为127±8Ma,129±20Ma  ～  1314-2Mat 砌,属早白垩世岩浆活动产物.  中生代火山岩分布在郯庐断裂带中,新生代陆相沉  积岩中产有大量的哺乳动物化石.  收稿日期:2010—10—21  作者简介:吴维平(1957 一),男,教授级高级工程师.  联系电话:O55—14658252;电子邮箱:[email protected]  48I2010 年(第31 卷)增刊  公园位于北西向的水吼～五河韧性剪切带与北东  向郯一庐断裂带的交汇部位,断裂构造发育.早期以北  西向韧性剪切带为主,晚期以北东,北北东向脆性断裂  为主,其中花岗岩体中的节理构造尤为发育,有近东西  向,近南北向,北东向,北西向,有垂直节理,水平节理和  斜节理,有岩浆冷却凝结时形成的原生张节理,有岩体  凝固后受动力作用形成的次生节理和温差重力滑动等  作用形成的表生节理.上述脆性断裂构造是天柱山花岗  岩地貌景观的重要的成景控制构造.  1 地质遗迹类型及特征  地质公园范围内保存有丰富的地质遗迹(表1),其  中主要地质遗迹类型有:花岗岩地貌,水文地质,超高压  变质带,古生物化石等.  1.1 独具特色的花岗岩地貌遗迹  天柱山几乎包罗了世界上所有的花岗岩风景区的  地貌景观,奇峰,怪石,洞穴,峡谷等胜景主要分布在天  柱山主峰景区,马祖庵景区,虎头崖景区等.尤以花岗岩  崩塌及崩塌堆叠形成的神秘谷洞地貌景观典型独特,堪  称世界一绝.  花岗岩奇峰:天柱山海拔千米以上的花岗岩奇峰  47 座,组成气势磅礴的连绵峰峦.其中天柱峰海拔  1489.8m,主峰拔地而起,突兀众山之上,直插云霄,势如  “中天一柱”,五指峰,天狮峰,迎真峰,覆盆峰等在云遮  雾绕中形成了”峰丛”奇观.根据花岗岩奇峰形态的不  同,可分为四类:柱状峰,脊状峰,穹状峰,锥状峰.  花岗岩怪石:在雄伟峻峭的天柱山峰林与峰丛中,  怪石嶙峋,形态各异,惟妙惟肖,星罗棋布,冠名奇石多  SHANGHAIGEOLOGY 上海地质_  表1 天柱山地质公园地质遗迹分类表  e  达200 余处.如南关的天柱猿,金鸡唱晚,神龟探海,象  鼻石等形象逼真;西关的皖公神像,太白观海,鹦哥起  舞;东关的双狮戏球,鼓槌石,蜒蚰爬壁,鹊桥横空,虎头  崖上的蘑菇石,船形石,无量寿塔石;马祖庵景区的猪头  石,霹雳石等等,不胜枚举.按照其成因,可分为四种类  型:风化剥蚀型,崩塌型,崩塌堆积型,滚石型.  花岗岩洞穴:天柱山共有知名洞府53 处,且多聚集  千米以上的主峰景区.其成因或沿花岗岩节理,裂隙风  化侵蚀而成,或为水流侵蚀,潜蚀而成,多数为峰巅崩塌  的岩石叠垒于峡谷而成.公园中,最具特色的莫过于神  秘谷,以规模最大,结构最为奇特着称,被誉为”中国花  岗岩洞第一秘府”,为天柱山奇胜之一.全长1000 余米,  落差100 余米.大洞四处,龙宫,迷宫,天宫,逍遥宫;危  洞幽深,洞套洞,洞叠洞,如口廊九曲,楼台层垒.道家视  此为福地洞天,称之为司玄洞府.  峡谷:天柱山地质公园山势险要,由近东西向,近南  北向和北东向的断层,节理形成的峡谷和悬崖较多,高  下逼仄,雄伟壮观,如小天门,大天门,千丈崖等.  1_2 丰富多彩的水文地质遗迹  天柱山西南有潜水,东北有皖河,形成独特的”两河  夹一山”的格局,水文地质资源丰富多彩,有瀑布,井潭,  溪泉,河湖,沙滩等景观.  瀑布:着名者有20 瀑.”飘云瀑”,是全山最高的瀑  布,海拔约1100m;”雪崖瀑”宽约10m,落差40 余米,是  天柱山最佳瀑布之一.”激水瀑”,青龙涧水至此飞流直  下,声若巨雷,数里之外,即闻其声.九井河瀑布群,九大  瀑布相接相续,姿态各异,美不胜收.  潭:为花岗岩沟谷内流水淘蚀形成大小不一的椭圆  状,葫芦状或洞窟状的深水潭.  泉:天柱山19 泉,如飞来泉,飞龙泉,山谷泉,铁心  泉,九曲泉,幽涧泉,梁公泉,摩围泉,卓锡泉等,泉水清  澄,终年不涸.  涧溪:多是流水沿构造破碎带侵蚀而成山中涧溪.  主要有:潺潺溪,石牛溪,飞来涧,青龙涧,幽涧,东关涧,  皖涧等等.皖涧全长5km,岸崖陡险,松荫蔽谷,竹海生  风,涧水激流奔腾.  1.3 举世闻名的超高压变质带  1.3.1 超高压变质岩  (1)榴辉岩  榴辉岩是碧溪岭一新店一牌楼超高压变质带的特  征岩石,岩性有榴辉岩,含金刚石榴辉岩,含柯石英(或  其假象)榴辉岩等.其中含金刚石榴辉岩(潜山新店)最具  代表性.金刚石呈微粒包体出现在超高压榴辉岩的石榴  石之中,并有金红石,柯石英,锆石等包体矿物与之共  2010 年(第31 卷)增刊’49  _上海地质SHANGHAIGEOLOGY  生,其形成条件为:P>4.0GPa,T>900%.柯石英及其假像  在超高压榴辉岩的石榴石,绿辉石中以包体出现,含柯  石英榴辉岩的形成条件为:P=2.6～2.8GPa,T=630～  780℃.根据围岩类型,可将榴辉岩分为3 类,即片麻岩  中的榴辉岩,大理岩中的榴辉岩及与超镁铁质岩共生的  榴辉岩.  f2)Z,fZ 玉石英岩  硬玉石英岩主要分布在潜山野寨,韩长冲,横冲,五  庙,岳西碧溪岭,五河等地,长达30kin,是全球出露面积  的最大的硬玉石英岩带.硬玉石英岩主要由硬玉,石英,  石榴石及金红石组成.在石榴石及硬玉中都有柯石英及  其假象,表明它们也经过超高压榴辉岩相变质作用,其  变质途径和与之共生的榴辉岩一致l111.石英硬玉岩的岩  石化学及稀土元素特征表明它们是一种富钠的杂砂岩.  (3)石榴橄榄岩  石榴橄榄岩主要分布在碧溪岭,呈层状或脉状产出  在榴辉岩中,园区范围内出露20 条,主体呈北东向,少  数呈北西向.在石榴橄榄岩中有榴辉岩的包体.石榴橄  榄岩深灰色,块状,致密.发育不同程度的蛇纹岩化.岩  石细粒粒状变晶结构,主要矿物为橄榄石+斜方辉石+  单斜辉石+石榴石及次生的蛇纹石.橄榄石55%,单斜  辉石20%,石榴子石20%,磁铁矿少量.  1.4 产出丰富的古近世哺乳类动物化石  古生物化石主要发现于古新统望虎墩组,痘姆组,  其中尤以产出丰富的哺乳动物化石为特色.园区内20  多个地点发现了50 余种脊椎动物化石,包括11 种爬行  动物,1 种鸟类和42 种哺乳动物.在这些化石中,以”东  方”命名的有3 种:东方晓鼠,东方翼兽,东方祖鼬;以  “中国”命名的有2 种:原始中国柱齿兽,中国飞蜥;以  “大别山”,”安徽”命名的有10 种,以”潜山”及潜山地名  命名的有17 种.公园内发现的哺乳动物化石中有相当  数量的亚洲独有类群,如兽科,假古猬科,丽科,宽臼兽  科,模鼠兔科等.另外还有一些与已经灭绝的古老类群  起源有关的种类,如潜水本爱兽(Benaiusqianshuiensis  WangetJin,2004)等.以高脊兽ltilambda)和大别古脊  齿兽rchaeolambdatabiensisHuang,1977)为代表的古  老有蹄类也颇为繁盛.除了哺乳动物之外,怀宁始猛鳄  (EoalligatorhuiningensisYoung,1983)被认为与现生的扬  子鳄有较近的亲缘关系,可能代表了扬子鳄的祖先类  型.李氏皖水鸡(WanshuinaliiHou,1994)是世界上为数  极少的古新世鸟类之一,是已知鹤形目秧鸡亚目的最早  代表,也是鹤形目唯一的古新世代表.这些化石的发现,  为世界古新世哺乳动物群研究增添了新的内容,大大地  50l2010 年(第31 卷)增刊  丰富了人们对新生代初期哺乳动物发展历史的认识.  2 地质遗迹综合评价  2.1 科学价值  公园位于华北,扬子两大板块之间大别造山带的东  段与郯庐断裂带的复合部位.举世闻名的超高压变质  带,郯庐断裂带,独具特色的花岗岩地貌,丰富多彩的水  文地质遗迹,产出多样的古新世哺乳类动物化石等,极  具典型性,稀有性与自然完整性,这些地质遗迹集中反  映了2O 亿年以来天柱山地区地质演化历史,被公认为  大陆动力学的天然实验室.  其一,闻名世界的大别山超高压变质带横贯园区南  部地区新店一牌楼一带,出露大量超高压岩石组合,主  要有榴辉岩,石榴橄榄岩,硬玉石英岩等,其中含金刚石  榴辉岩(潜山新店),含柯石英榴辉岩,含柯石英硬玉石英  岩最具代表性.柯石英的发现是全球范围内的第3 例,  中国首例,榴辉岩中金刚石的发现是全球范围内变质岩  中的第二例,榴辉岩中的首例.碧溪岭榴辉岩是全球地  表出露面积最大的榴辉岩体,牌楼一菖蒲出露全球规模  最大的硬玉石英岩带.与全球发现的22 条含柯石英,金  刚石和其他超高压矿物的超高压变质带相比较,目前国  际公认这里是全球范围内规模最大,剥露最深,出露最  好,超高压矿物和岩石组合最为丰富的超高压变质带重  要地段七.数十年来,一批又一批的中外地质学家在园  区进行科学考察与研究,据不完全统计,慕名来园区考  察的地质学家来自世界30 多个国家和地区.关于研究  大别山超高压变质带的SCI 文章有1000 余篇,其中仅  引用徐树桐教授1992 年Science 论文的文章有500 多  篇,引用李曙光院士1993 年ChemicalGeology 论文的文  章有300 多篇,引用郑永飞院士1998 年EPSL 论文的文  章有200 多篇.这里涌现了一大批在世界上有重要影响  的地质科研成果,成长了一大批杰出的中青年地质学  家,从这里已走出了6 位中国科学院院士,被誉为”中国  地质学家的摇篮”.高压一超高压变质带记录了陆壳深  俯冲,碰撞造山及折返的历史全过程,揭示了低密度的  陆壳物质在具高流变强度时被俯冲(深埋)到100～120km  以下的地幔深度,然后又快速折返到地壳的这一壮观地  质历史过程,成为了解板块俯冲碰撞,造山带的缩短加  厚以及俯冲深根的形成与折返机制等造山动力学研究  的必不可少的对象;成为在大陆动力学研究中最富有挑  战性的前沿和持续20 年迄今仍然闪亮的科学探索命  题.具有世界地质科学意义.  其二,园区东部野寨一牌楼断裂是全球着名的郯庐  断裂带的南延部分,构成大别山超高压变质带与潜山盆  地的边界断裂.郯庐断裂带的多期活动历史,对大别山  超高压变质带的折返,天柱山花岗岩的成岩,成景过程  以及古近纪哺乳类动物化石的形成具有重要的控制作  用.  其三,园区不仅是举世闻名的大别山超高压变质带  立典之地,而且也是中生代岩浆活动最为强烈的地区之  一  .天柱山花岗岩形成于中生代,就位于大别山超高压  变质带的东端与郯庐断裂交汇部位,其成岩作用经历了  板块俯冲和碰撞以及碰撞后的拉张松弛过程.研究天柱  山花岗岩的物质来源及成因机制,对探讨大别造山带碰  撞后深部地壳的地球化学性质和中国东部燕山期大规  模构造热事件的成因机制具有重要的意义.  其四,同区主体地貌属于由中生代花岗岩构成的峰  林峰丛地貌.花岗岩微地貌类型多样,几乎包罗了世界  上所有的花岗岩风景区的地貌景观,奇峰,怪石,洞穴,  峡谷等,其中以花岗岩崩塌及崩塌堆叠形成的神秘谷洞  穴地貌景观典型独特,堪称世界一绝.已被陈安泽命名  为”天柱山型”崩塌叠石地貌景观【131,因而具有突出的地  貌学价值.  其五,园区产出丰富的古新世哺乳动物化石,具有  亚洲的地方性特色,在研究新生代初期哺乳动物演化方  面具有独特的地位.目前在国外古新世哺乳动物发现最  多,研究程度最高的是北美,但潜山古新世哺乳动物明  显区别于北美及欧洲等地的化石.在亚洲其他国家,只  有蒙古有较丰富的古新世哺乳动物产出,但其时代是古  新世最晚期,明显晚于安徽潜山及中国南方其他地区.  同时,其动物群组成中也没有大量古老类群的原始种  类,与潜山古新世动物群差别相当显着.国内同期可以  比较的古新世动物群以安徽潜山,广东南雄和江西池江  最为着名.与南雄和池江相比,潜山的古新世,$-9L 动物  群在生物演化上有着独特意义.  潜山发现的最有意义的化石当首推东方晓鼠  (HeomysorientalisLi,1977)和模鼠兔(MimotonawanaLi,  1977,robustaLi,1977),它们分别代表了啮齿类(鼠)  和兔形类(兔)的祖先类型.”东方晓鼠”即取意为它的  “发现对啮齿类动物起源的问题犹如东方旭El,朦胧欲  晓了”.相关研究一致认为晓鼠和模鼠兔分别为啮齿类  和兔形类的起源提供了可靠的化石证据,并进一步证实  了啮齿类和兔形类是同源的,都应起源于以潜山为代表  的亚洲地区.”潜山安徽龟”化石是我国迄今发现的最早  色鳌类地史记录.天柱山地质公园从而被公认为”亚洲  哺乳动物的发源地之一,古脊椎动物化石的宝地”.  2-2 科普教育价值  SHANGHAIGEOLOGY 上海地质-  园区所处的独特的大地构造位置,漫长而复杂的地  质演化历史,丰富而典型的地质遗迹,大别山超高压变  质带的经典地段,全球古新世啮齿类与兔形类哺乳动物  起源地,独具特色的花岗岩地貌,不仅为中外地质学家  和国内外众多的高校,科研院所所瞩目,而且成为开展  青少年认识自然的科普教育和爱国主义教育基地,传播  科学文化知识场所.通过对地质遗迹和地貌特征的科学  解释和成因分析,使广大游客,特别是青少年更加直观  地了解板块学说与地球演化史,既增长了科学知识,又  能增强对地质遗迹重要价值的认识,从而更好地保护地  质遗迹.  目前,天柱山地质公园已成为中国科学技术大学,  南京大学,安徽省地质调查院等十余个高校院所的教学  科研基地和全国青少年科普基地.日前,公园与El 本富  士山公园结成友好姊妹山.天柱山地质公园的科普旅游  已日臻成熟,闻名中外.  2.3 美学观赏价值  天柱山花岗岩在漫长的地质演化和自然作用下逐  渐演变形成的”峰雄,石奇,崖险,岭秀,洞幽”奇特地貌,  与变幻莫测的云海,佛光等气象景观,丰富的动植物以  及多姿多彩水文地质遗迹的完美结合,造就挺拔峥嵘,  风姿绰约,变幻莫测的万千气象,犹如一轴气韵生动的  立体画卷,给人以强烈的视觉冲击和美学享受.  天柱山的美学价值表现在:  各种景观有机组合,高度的和谐,形成统一而连续  的构图格局,有着三度空间的可感形象,具有分明的层  次感和韵律美,具极高的艺术观赏.  天柱山位于中国南北过渡地带,既有北山之雄,又  有南岭之秀,雄奇灵秀系于一身,故给人以博彩美一峰  体硕大,给人以壮美;植被良好,给人以秀美;怪石众多,  给人以奇美;洞穴深邃,给人以幽秘之美.  天柱山的雄峰,奇石,洞穴,瀑布等景观丰富多样,  令人目不暇接.而每一景,一物又都显示出自然的形态  美,特别是堪称中国一绝的天柱巧石,千姿百态如人如  兽,如诗如画,凸显个性美,奇峰地貌,云海奇观,松竹清  新,皆出神人化,美不胜收.  天柱山天生丽质,美在自然,由于生态与原貌保存  较好,至今其峰崖岭隘,草木花卉,沟谷溪流无不呈现出  原汁原味的自然本色之美,既有纯朴天然色彩美,也有  天籁之声的听觉美与四季朝夕的动态美,历来为名人,  雅士所赞颂,历代天柱山水诗文作品层出不穷,是对天  柱山自然美的最好体现.  2.4 社会价值  2010 年(第31 卷)增刊f51  _上海地质SHANGHAIGEOLOGY  公园旅游业的发展,带动了地方经济的发展同时推  动公园内外,以服务游客的商业网点的迅速发展;地质  公园的建立直接解决当地一部分人的就业,又可以带动  相关产业的劳动力就业,解决农村剩余劳动力的转化,  极大地缓解了当地劳动力过剩的压力.农家乐已成为天  柱山地质公园周边居民一项重要的经济来源渠道.地质  公园的建立得到周边居民的认可和支持,极大地提高了  当地居民的生活水平,有力地促进了公同地质遗迹,生  态环境保护和当地经济的持续发展.  参考文献  [I]OkayA1,XuST,SengorAMC.,  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E. 地震的形成

地球陆地上发生的所有地震的动力，都来自于盆地，沉积平原，坝子，沉积河谷，等的所有沉积区，沉积区域是地震的动力产生的源泉！！

天然地震的动力，源于地球自身的核能
郭德胜 佳木斯大学数学系伊春市汤旺河党校
摘要：
根据方法论，研究地壳的运动和形变，必须从物质的物理角度和化学角度进行全面的分析总结。物体自身发生形变，产生动力的主要途径是物理变化、化学变化及和核裂变，物体的动能与势能导致物体形变或移动，物质发生化学变化，形成化学能，导致物体形变或移动。而动能、势能、化学能、核能是物质自身形成动力的绝对因素。根据多年的细致的研究发现，地球内部即存在物理变化，又存在化学变化，在地球内部的物质化学变化中，各种物质之间相互转化，形成新的无机物、有机物，单质及核能，而这些物质都具有能量释放的特性，形成动力。对照地下能量物质与地震产生的位置，可以得出，地震发生的位置与核物质存在的位置有着非常密切的关系，再结合大量事实及文献，根据地震与能量物质的一系列复杂关系，循序渐进的逻辑分析、推导，推论出这样一个事实，天然地震的动力，来源于地球内的核能。

关键词：铀;铀矿;钚;锎;氡;裂变;聚变；衰变;半衰期;中子;地震;天然核反应堆.

前言：
受人类活动的影响，全球气候发生了快速的变化，各种自然灾害频繁发生，气候恶化加剧，对人类的生存造成极大的威胁与不适应，如何解决这一问题，已经成为全球地学科学家与学者当务之急。
自古以来，科学研究者对地震研究一直纠结于地震的“动力”问题，运用“板块理论”进行了无数次的研究，最终没有得出科学的结论，为什么会出现这样的情况呢？方法论给出了解释，研究地质形变，必须要针对物理变化、化学变化所产生的动力入手，对地震等自然灾害形成的动力进行分析、判别，只有找到地质灾害的动力根源，一切地质灾害问题就将迎刃而解。
通过大量的历史资料与文献，结合自己多年的认识和总结，按照方法论、以及正确的逻辑思维分析、判断，在长时间的细致研究与总结中，对地质灾害的动力根源有了全面的了解和更深刻的认识，运用正确的思维逻辑，结合文献对地震等地质灾害问题加以全面的剖析和严谨的论述。

一，地壳发生形变分析

物体发生形变，不外乎物理变化、化学变化所形成的动能、势能、化学能以及核能所形成的动力，地壳发生形变，是地球外部因素与内部的动能、势能、化学能、核能导致的结果，在地球外部，存在风能、光能、水能，山体势能，在地球内部，存在着煤、石油、天然气，核物质等能量物质，而这些物质都隐含巨大的可释放能量，在一定条件和长时间的转化过程里，就会发生能量的释放。火山爆发、地震现象，这是一种能量释放，造成地壳出现抖动，由于地下本身就存在了各种可燃的能量物质以及核物质，那么，火山爆发、地震的“动力”一定来自地球内部。由此，我们要对地球内部的地质结构以及地球内部各种能量物质进行研究分析，找到使地壳发生形变的根源。

二，地震、地下能量物质存在的位置分析

根据“盆地、冲积平原，对成煤、成矿起了决定作用”这篇文章，得出这样的结论是，盆地、冲击平原地带会形成煤和天然气，而成煤地带，又是地震发生过的地带。比如山西，历史发生了无数次大地震，而山西是又是产煤的大省，地震、煤矿、天然气有着密不可分的关系。再根据，铀矿与天然气伴生等大量的史料文献，让我们清楚了这样一个事实，铀矿与天然气共存，也存在于盆地及冲击平原内及其盆山边缘，那么，在盆地、冲击平原及其周围就存在这样一个事实。
煤、天然气、石油、铀矿、地震在一个以盆地、冲击平原这样地貌的的特殊位置上。在盆地、冲击平原这个特殊位置上，让我们发现了无数的煤矿，天然气矿，油矿、铀矿，而这些物质都是地球上最重要的可以释放能量的物质，在这样特殊的地理位置，又时时的发生着地震，地震与这些能量物质，就存在了千丝万缕的复杂关系。[1.2.3.4.5]

三， 地下所有能量物质能否在地下释放能量

对于埋藏地下的能量物质，我门所知道的主要是，煤、石油、天然气、瓦斯、核物质。这些储存地下的能量物质能否进行能量的释放呢？
按照煤、石油、天然气瓦斯的燃烧、爆炸性质，他们燃烧、爆炸需要氧气条件及明火，氧气的多少决定了能量释放的多少，矿井常常因瓦斯爆炸引发地震，这是井下瓦斯浓度与充足的氧气存在了爆炸的条件。在地下，如果煤、天然气、石油这些矿出现完全的能量释放，那么，就必须存在有足够的氧气。但事实证明，地下的氧气不足以释放这些能量的物质，但现在，大量的事实，以及无数的相关文献证明，地下存在与天然气伴生的铀矿[2.3.4.5]，铀是核物质，铀矿是运用到各个领域的基础燃料，而且释放的能量巨大。而对于核物质来讲，不需要任何条件，只需要一个“中子”撞击，就能将核物质的能量释放出来。 [9]

四，分析地球内部所存在核物质的特性

现在所发现的地下核物质是铀矿，铀的原子序数为92的元素，在自然界中存在三种同位素铀234、铀235和铀238。铀238的半衰期约为45亿年,铀235的半衰期约为7亿年,而铀234的半衰期约为25万年，铀矿石里含有铀234、铀235和铀238。[6]

参考关于“铀_钚和铀核裂变产物的若干问题_兼谈2011年福岛核事故泄露的放射性物质”，这篇文章详细的介绍了核物质的衰变、裂变以及产生的高能碎片继续衰变的过程，在铀的三种同位素U234，U235，U238中，铀U235有巨大的能量，1克U235裂变释放的能量相当于2.5吨优质煤所释放的能量，当铀U235在中子、热中子的轰击下，会发生裂变，裂变的途径有60多种，裂变所形成的高能碎片有20多种，主要的高能碎片有锶89（半衰期50天），锶90（半衰期29年），氪（半衰期10.8年），氙半衰期（9个小时），铀233，钡141，等碎片，这些高能碎片，在一定时间内，还会继续发生衰变，裂变，继续释放能量。[6]

铀矿中存在钚的痕量，钚的同位素有13种，自然界里有钚244，钚239 ，储量极少，半衰期年限比较长，人造的钚的同位素PU238，PU240，PU234，PU232，PU235，PU236，PU237，PU246等，PU244,半衰期约8千万年，PU239半衰期约2.41万年，PU238半衰期约88年，PU240半衰期约6500年，在研究过程中发现，地球内部还存有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。[6.27.28]

锎的同位素已知的锎同位素共有20个，都是 放射性同位素。其中最稳定的有锎-251（ 半衰期为898年）、锎-249（351年）、锎-250（13.08年）及锎-252（2.645年）。其余的同位素半衰期都在一年以下，大部分甚至少于20分钟。锎同位素的 质量数从237到256不等。[34.35]

锎-252是个强中子射源，因此其放射性极高，非常危险。锎-252有96.9%的概率进行α衰变（损失两颗质子和两颗中子），并形成锔-248，剩余的3.1%概率进行自发裂变。一微克（最）的锎-252每秒释放230万颗中子，平均每次自发裂变释放3.7颗中子。其他大部分的锎同位素都以α衰变形成锔的同位素（原子序为96）。可用作高通量的中子源。[9.29] 能够利用的锎的数量非常少，使其应用受到了限制，可是，它作为裂解碎片源，被用于核研究。[7.9.24.26]

如果含铀量高的铀矿一旦出现锎，锎是强中子源，衰变会释放中子，对于含铀量高的铀矿，就会导致裂变，这如同成熟女人的卵细胞，当遇到精子，就会产生卵细胞分裂。

铀即能自发裂变，又可以人工裂变，在裂变过程中产生巨大能量，同时会发光、发热。铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变，产生爆炸。[12]

五，一个铀矿形成的能量与地震所释放的能量对比分析

根据美国地震学家里克特和古登堡提出的“里氏地震”，汶川八级大地震所释放的能量约为10亿吨左右当量的TNT，按照一千克铀裂变释放的能量相当于2万吨TNT所释放的能量，来推导汶川大地震需要多少铀矿石，一般情况，铀在铀矿石里的比例约0．75/100，按照这个标准计算，10亿吨TNT当量需要多少吨铀矿石呢？把10亿吨TNT当量换算成铀裂变能量，经过计算，需要铀5万千克，换算成铀矿石，约0．6667万吨，这就是说，如果有0．6667万吨的铀矿石完全裂变，就会产生10亿吨TNT当量。
2012年11月5日，从国土资源部获悉 ，内蒙古发现大型铀矿,储量达到3万吨,如果三万吨铀矿完全裂变，产生的能量相当于45亿吨TNT当量。2016年1月17日 - 1月14日,记者从全区国土资源工作电视电话会议上获悉，内蒙古发现七处大型铀矿床，内蒙古的铀矿如果完全释放，将远远超过45亿TNT当量，由此对比，内蒙古铀矿如果发生完全裂变，所形成的能量远远超过8级地震所释放的能量。[23]

六，地震发生的前后，氡气出现明显量的变化

氡是一种放射性惰性气体,铀是氡的母体,因此有铀存在的地方就有氡。根据这一说法，如果地表发生了氡气变化，那么地下就可能存在铀及其他核物质，现在常常运用氡出现的变化探测铀矿。另一方面，很多事实表明，在地震后，氡气有了明显变化，在地震后，对龙门山断裂地带检测，氡出现明显的不同，有铀矿的地方会出现氡气，氡气与铀有着直接的关系。[13.14.16.25]

七，铀矿的衰变、裂变，与地震和余震现象高度吻合

根据奥克洛现象，地球内部存在天然的核反应堆，在一定的时间里就会产生核衰变、核裂变，释放能量，铀矿的大小及含量决定了能量释放的大小，一旦出现铀矿出现衰变、裂变，那么就会释放巨大能量，产生地动、地震现象。[19.20.21.22]

根据天然气与铀矿同存，及盆地、冲积平原，对成煤、成矿起了决定作用，推导出，铀矿与地震所发生的位置完全处于同一位置，[1.3]

根据地球内部还存有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。一个铀矿一旦有了锎及锎的同位素存在，那么铀矿发生裂变的时间，被锎所决定，锎及锎的同位素的衰变有900年的，有几十年的，有几十分钟的，而且是核变的中子源。

根据铀是氡的母体，铀矿发生裂变，氡就自然脱离母体，氡气自然会发生变化。

根据内蒙古地区铀矿的储量，三万吨的铀矿具备了大地震所产生的当量。

根据铀发生裂变所产生的高能碎片，还会遇到其他核物质及其同位素的裂变或衰变所释放出的中子继续撞击，再次裂变。锎的同位素很多，而这些同位素衰变时间，从20几分钟到几百年不等。更重要的是释放中子，高能碎片接受中子，会继续裂变，进而形成持续的能量释放，直至核物质能量释放完为止，这和每次大地震后的余震过程高度相似。

根据核裂变的特性，地球内部发生铀矿核裂变，采用声波预测是无法实现的。

从上面所发现的结果，铀矿与天然气位置，铀矿能量与地震能量地震位置同处于一个位置，地震发生产生的TNT当量与铀矿转化的TNT的当量匹配，地震、余震的过程，与核裂变释放能量的过程极度相似。[15.38]

八，对核聚变的思考与分析

核聚变的过程也是一种能量释放的过程。核聚变是小质量的两个原子合成一个比较大的原子 ，核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子， 在同等条件下，核聚变所释放的能量远远大于核裂变。在史料和文献中还未有地球内部发生自然核聚变的解释和说明，只是有文献说明，地球内部发现3H的证据，根据现有的资料和文献，对于地球内部是否存在核聚变还没有科学的证实，更因为，核聚变的条件比较苛刻，需要超高的温度，火山爆发会有较高的温度，地球内部核裂变会出现较高的温度，它们所产生的温度能否满足核聚变的条件，在核裂变中是否还存在核聚变，还有待于进一步的科学证实。[37.39]

九，地震的消减方法

另据报道，澳大利亚近些年很少地震，通过了解，澳大利亚是铀矿产量高的国家，而且很早就对铀矿进行了开采，到现在有80多年的历史，很多铀矿都被找到和开采，铀矿被开采后，奥克洛天然核反应堆现象也就不存在了。澳大利亚近几十年很少地震，与大量开采铀矿是否有关系？就有必要的思考了。[33]

地震属于能量的释放，而对于地下的的能量物质来讲，铀矿的能量巨大，而且，铀矿发生能量释放的方式非常简单，释放的条件是，铀矿的含量达到一定程度，存在中子源，就会出现铀裂变，导致能量释放，出现地壳的震动。
通过上述的分析，消除地震的最有效手段，就是快速找到铀矿并开采，把这个可以释放能量的核物质从地球内移除，除去地震的隐患，这是非常可行的办法。另一方面，对所存在的铀矿地区，进行铀矿含量鉴定，因为铀矿石达到一定含量，才会形成裂变条件。[8.15.17]

十，海啸的形成

海啸也同地震一样，是海洋内出现巨大能量的释放，但根据已有的资料和文献，还无法断定海啸是哪种能量物质发生了释放，科学界对可燃冰这个能量物质特性，还没有较详细的论证，海洋底部是否也存在核物质也没有相关文献和实证，因而，海啸的发生，是什么哪一种能量物质还难以定论。

结论

通过上述的逻辑分析和推论，如果所采用的文献和数据是科学的，那么，地震将不再是奥秘。自然发生的地震、余震都是铀矿的含量到了一定程度，在含量高的铀矿中，锎及锎的同位素会发生衰变，射出中子而导致铀矿的裂变，释放能量产生巨大的动力，引起地震震动和无数次持续裂变而产生的余震，同时，根据盆地、冲击平原对成煤成矿、地质灾害起了决定作用，及天然气与铀矿同存，这两篇文章，就可以发现以往很难发现的各种矿物质，同时，对地震的减消提供了合理的指导方向，为减免大地震的发生，为人类不再为地震所困找到了病因，这是造福人类，重新认识地球的一次史无前例的突破。
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F. 近年来全球地震频发，罪魁祸首是什么

当然不是因为高层建筑太密集。建造高层建筑时，会根据建筑的体积和高度设置相应的基础深度。频繁的地震与地表建筑无关，与地壳运动有关。频繁地震的主要原因如下。地球进入地壳运动活跃期。历史上每隔一段时间就会发生一次集中地震甚至大地震。这是地球运动的结果，人们没有办法改变。但活跃的地壳运动数量在不断增加，这确实与人类活动有关。地下矿的大规模开采会影响地壳结构。太阳活动周期的变化地球上的活动深受太阳的影响。根据以往科学家的观测，太阳活动周期约为14年，但近年的观测结果表明，太阳活动周期约为9~12年，太阳活动周期的缩短导致地壳运动频繁。

地震活动水平在上世纪上半叶也很高，下半叶相对较弱。进入21世纪后，有地震活动增加的迹象。如果地震活动具有百年周期的特征，那么它可能再次进入频繁的高震级地震活动阶段。但也有分析人士认为，全球强震活动是周期性的，活跃期和平静期交替出现。在20世纪的头60年里，强震频繁发生。1960年，智利发生9.5级地震，这是有史以来最高的地震；1964年，美国阿拉斯加又发生了一次8.4级地震。在随后的近40年里，世界上没有发生8级以上的大地震，进入了一个相对平静的时期。因此，地球可能再次进入强震频繁发生的时期。

G. 汤加火山大喷发，会对当地和全世界产生什么影响

影响=直接影响（看得见的，已经发生的）+潜在影响（看不见的，可能会发生的）。所以，我接下来将从这两个方面来谈一下此次汤加火山大喷发产生的影响。

在此之前，我们先回顾一下这次火山大喷发的强度和波及范围。当地时间2022年1月15日，汤加海底火山发生一次剧烈喷发，并引发局地海啸。不少报道表明，此次爆炸的强度可以达到1000颗广岛原子弹的量级。

（2）火山大喷发会带来怎样的影响？

理论上来说，火山大喷发后的2~5年内，全球温度比正常情况下低0.3~0.5度左右。当温度降低之后，相应的农作物产量会受到较大的影响。当农业结构发生变化时，相应的经济和适应性策略也会随之改变。

总之，此次汤加火山大喷发不仅仅影响了当地和临近国家，还会对未来全球的气候造成明显的影响。

H. 物种灭绝机制

第8 章物种灭绝机制
若将物种灭绝视作一个动态过程的话,物种灭绝和物种濒危的区别是,它们分别处于某一特定物种走向消亡过程的不同阶段.物种多样性保护的对象是濒危物种而不是已灭绝的物种.
然而,对于在自然状况下或人类活动影响下灭绝了的物种的濒危过程和机制的认识势必对
现存濒危物种的保护具有重要的启发意义.
8.1 外部机制
灭绝是一种复杂的现象,它既有生物内在的因素,也有外部环境的原因.它既是偶然的,
不可预测的,也是决定性的.由生物发展规律所决定的对物种施加任何一种压力,无论生物学还是物理学方面的,都将可能使其灭绝.人类对物种灭绝的影响不仅远远超过其他任何生物类群,而且也是地球历史上任何一个灾变事件所不能相比的.当然,这难以用现有的实验手段加以证明.同时各个学者对于物种灭绝的机制和因素也存在着不同的见解.影响物种生存的外部因素包括生物学机制、物理学机制和人为活动。
8.1.1 生物学机制
8.1.1.1 物种灭绝与种间竞争
当竞争发生在两个种或两个同时利用同一种资源的种群时两者中一方个体数目的增加会导致另一方适合度的降低竞争分为两种类型资源利用性竞争指两个种或种群同时利用同一种自然资源但它们之间并不发生相互作用互干涉竞争指一个物种往往以某种行为阻碍另一物种的生存远隔作用allelopathy 就是一种普遍的互干涉竞争Frankel等1981
生态习性相似的种往往构成镶嵌分布型mosaic distributional pattern 使两个竞争物种可能长期共存然而在较小的岛屿一个新的物种的侵入有可能导致当地种的灭绝这是因为较小的岛屿面积减少了当地种寻找其避难所的机遇而在较大面积的岛屿和大陆可能找到避难所从而能和侵入种建立镶嵌分布的关系
竞争可能使一个物种的地理分布范围和密度减少只有在特殊情况下如较小的岛屿重大的地质事件以及人类干扰才有可能使一个物种或种群走向灭绝竞争往往要伴随其他因素才会导致物种的灭绝倘若说一条绳索将一个物种拉向灭绝那么竞争则是这条绳索中的一束线因此竞争是导致物种灭绝的因素之一
_____________________
本章作者王印政
8.1.1.2 物种灭绝与捕食者猎物动态的关系
广义的捕食者概念包括草食者肉食者和寄生虫Merrell 1981 在由捕食者与猎物种群密度构成的坐标系中捕食者与猎物种群常常围绕着一个平衡点按照一定的周期摆动捕食者种群跟随猎物种群的变化而变化但落后于猎物种群当受到外界条件影响后随机干扰可能会增加其摆动的幅度甚至触及某个坐标轴进而一个种群灭绝或两个种群同时灭绝捕食者大爆发往往使猎物遭遇恶运例如松毛虫的大爆发使针叶林受到严重危害原分布于美国东北沿海的松鸡的灭绝和苍鹰的大爆发有直接关系
不同的草食者采食植物的不同部位有些是食叶性的有些是食果性的有些则是食幼苗性或食种子性的大量草食者的存在能够在短期内使一个物种的个体数量迅速减少草食者和特定植物种个体数量的动态平衡更常见只有在特殊情况下如受新侵入或新引进的食草动物昆虫病害的流行以及恶劣气候等方面的影响下这种动态平衡才会被破坏在草食者和特定植物种之间长期以来所建立的动态平衡被打破之后系统中某些物种有可能会变得十分脆弱在接踵而来的各种外界干扰下不能有效地应变而有可能灭绝除自身的直接作用外捕食者也间接地影响着其他物种的竞争例如水獭的出现可以彻底消灭海胆而海胆则以多年生的海藻Laminaria 为食在没有水獭时海胆的数量增多这时一年生的海藻占绝对优势相反当水獭普遍出现时海胆几乎消失多年生的海藻占绝对优势最终一年生的海藻彻底消失Frankel 等1981
捕食者和猎物种群的大小经常发生波动同时环境也不断地发生变化一些偶然性因素会使两者之间的平衡失调此时捕食者或猎物种群便可能出现低于维持正常生存所需要的个体数目的现象这样由于个体数目极为稀少而且不能有效地适应变化的环境该物种则随时存在着灭绝的可能
8.1.1.3 物种灭绝与病菌及病害的流行
从适合度意义上讲有毒病菌的适应性很差这是因为有毒病菌使寄主致死或严重衰弱的同时也不可避免地导致了自身的灭亡病菌常常是导致物种灭绝的一个重要因素在这方面病菌和捕食者具有共同的特点即病菌的生存往往建立在寄主或被食者生存活力的基础之上这种相互依存关系的自然结果是形成特有性平衡endemic balance 在这种情况下病菌的致病能力减弱这是在长期的协同进化过程中逐渐形成的在这一过程中被寄生物种对病菌逐渐产生了抗性同时病原体pathogen 的毒性也逐渐降低由此推论病害的广泛流行应该是相当罕见的只有在长期存在的生态平衡被打破的情况下该区域才有可能发生广泛的病害流行病害流行通常可分两种情形即当易受感染的寄主物种从未受病菌感染的区域迁入病菌感染强烈的地区时当病菌传入没有病菌传染的地区时一些学者认为在一个孤立的生物区系中突然流行病害往往出现灭绝波wave of extinction导致病害流行的一个因素是接触传染种群成员的频繁接触为高毒性感染病菌的存活创造了必要的条件现代城市居民最容易遭受严重的病菌流行的感染而史前人类由于分别生活在较小的被隔离的区域则很少发生病菌的广泛传播显然如果一个物种的不同种群分别生存在相对隔离的地区则可避免病菌的严重感染避免因病菌的广泛流行所导致的灭绝许多物种的镶嵌分布式样也许是生物在漫长的进化过程中逐渐发展起来的适应策略
综上所述竞争捕食和流行病等单个因素都不可能导致一个物种的灭绝尤其对稳定发展的陆地生物区系来说更是如此就现在所掌握的资料来看除岛屿外至少近300 年来还没有发现任何一个物种的灭绝纯粹是由于这些因素单独作用的结果然而这些并不能说明上述因素对研究灭绝和进化不重要它们之中任何一个的存在都使物种增加了能量和遗传上的负载再加上某些时期内种群中个体期望寿命缩短就会改变生物种群的大小和缩小其分布范围在这种情况下接踵而来的偶然事件就容易将一个物种推向灭绝
8.1.1.4 物种灭绝中的第一冲击效应
松鸡原广泛分布于美国东北部沿海地区从缅因州一直到弗吉尼亚州19 世纪这一地区的工业迅速兴起人口急剧膨胀松鸡遭到大量捕杀由于捕杀过度该种很快从原分布的绝大部分地区消失1870 年松鸡仅生存于马萨诸塞州的一个小岛上到了1908 年该小岛上的松鸡只剩下50 只1908 年建立了1600 英亩的保护区后这50 只松鸡才得以保存下来到1915 年该岛上的松鸡已自然增殖到2 000 只然而1916 年以后该岛上接踵而来地发生了导致松鸡灭绝的一系列事件首先是森林火灾然后是松鸡的捕食者苍鹰的大爆发再是百年罕见的低温冻害天气加上由于种群数目的减少和性比例失调所引起的近交以及来自家养火鸡的病菌传播流行这些连续性事件致使松鸡到1927 年锐减到11 只雄鸡和2 只雌鸡到1928 年底仅剩1 只该只松鸡于1932 年3 月11 日死亡从而宣告松鸡从地球上灭绝aup 1991
松鸡的灭绝过程可分为两个阶段第一阶段对松鸡的生存从未有过的强烈冲击即人类大量无度的捕杀该阶段使松鸡的地理分布范围迅速缩减第二阶段则始于1916 年即一系列接踵而来的生物学和物理学事件使该种最终走向灭绝倘若没有第一阶段突如其来的强烈冲击使之仅生存于一个小岛上第二阶段中任何一个事件的发生都不可能有如此巨大的效果无论是火灾苍鹰捕猎低温冻害天气还是近交和病害流行只会使其中的一个地方种群消失但要使该种彻底消失是不可能的由此可见第一阶段对松鸡突如其来的强烈冲击即人类的过度捕杀是造成松鸡最终灭绝的首要因素这就是第一冲击效应first strike effect 如果没有第一次远远超过其适应能力的突如其来的强烈冲击一个已建立起完善的适应体系的物种很难迅速灭绝由此看来当一个强烈的冲击使一个物种的地理分布或其他适
应体系支离破碎时该物种就很容易在一系列偶发事件中走向灭绝
8.1.2 物理学机制
物种有其特定的生存要求只有在特定的生存条件下才能稳定地发展即使世界性分布种也不例外从化石记录可以看到一些世界性分布的类群在世界性气候和地质变化中常常灭绝这并非是生物内部的原因而是生物赖以生存的环境条件被破坏和变更的缘故导致生境条件变更和破坏的因素可划分为3 种类型即缓慢的地质变化气候变迁和灾变事件
8.1.2.1 物种灭绝与缓慢的地质变化
使生物生存条件变更的缓慢地质变化主要指地球板块的移动海域消失以及由此而产生的大陆生态地理条件的缓慢变化地壳整个布局的改变破坏了原来的生存条件同时又创造了新的生存环境如二迭纪和三迭纪交界时期超级大陆联合古陆Pangaea 的形成使大量生存在大陆架上的海洋生物灭绝同时又为陆地生物的进化创造了必要条件也正是在这一缓慢的地质变化中裸子植物逐渐取代了蕨类植物成为植被中的优势成分详见第5章
8.1.2.2 物种灭绝和气候变迁
气候的变迁改变了生物在纬度和经度上的分布范围气候的变迁还往往造成大量物种灭绝根据化石记录Upchurch 和Wolfe 1987 晚白垩纪全球气候的干旱化使38 的海生生物属彻底灭绝陆地动物遭受灭绝的规模更大第三纪始新世末期由于气温迅速变冷许多在古新世后期和始新世占优势的植物类群灭绝第四纪冰川的影响又使大量的植物类群销声匿迹分布在岛屿的物种在气候发生变迁的情况下更容易灭绝大陆上尽管具有广阔的空间然而物种对其分布范围的调整并不如我们所想象的那样轻而易举上述地质时期大量生物类群的灭绝就是例证对于一个长期适应于某一特定气候的物种或分类群其适应性以及适应性的调节范围总是有限度的高纬度地区冬季的寒冷和短光照使得长期生存在热带地区的植物种类难以适应每一个物种或分类群都有其固定的生活节律生物钟它的调节幅度是很有限度的气候的变化或变迁超过了某一物种或分类群的调节限度就可能导致该物种或分类群不可避免地走向灭绝
8.1.2.3 物种灭绝和灾变事件
生物类群的大灭绝往往和地球上重大的灾变事件相关联有些仅发生在局部区域有些则是全球性的Sepkoski 1982 根据到目前为止所有的化石记录和地质上大量资料的统计和分析揭示出地球历史上生物界曾经历了几次重大的灾变即奥陶纪后期泥盆纪后期二迭纪后期三迭纪后期和白垩纪后期这5 个时期都出现了生物类群的大量灭绝如二迭纪后期海洋生物中83 的属消失Sepkoski 1986 甚至有可能96 的种类灭绝Raup1979 仅有4%的种类幸存下来这些灾变事件有些是地球内部的自身运动所致如海退现象火山爆发造山运动及海洋作用有些则是来自外部空间的干扰如太阳系中一些小行星和地球的相撞超新星supernova 的爆炸等这里仅就可能导致地球灾变事件发生的因素及其原因叙述如下
8.1.2.4 海退现象中的生物区系危机
海平面的下降常常关系到多次生物区系的危机时期海退明显地使大陆架生物类群生存空间的减少导致种群数目的急剧减少最终使大量物种灭绝如二迭纪后期地球历史上最严重的生物区系危机可能是由于巨大的海退所致尽管海退在减少海洋性生物生存空间的同时又扩展了陆地生物的生存空间海退所导致的全球性气候变化仍使陆地生态系统不可避免地遭受到严重破坏并导致大量物种灭绝当大陆普遍被浅海覆盖时全球气候相对一致呈现温暖和湿润的气候海退则破坏了这种温和的海洋性气候产生了从海域到内陆气候的差异并且普遍出现干旱和气温的急剧变冷大陆性气候的季节变化显着增强尤其值得提出的是气温的急剧变冷常常是生物区系发生严重危机的前兆
8.1.2.5 火山爆发和造山运动所引发的生物大灭绝
火山爆发直接导致大量生物灭绝短时期内大量的火山爆发时其效应与小行星与地球相撞所产生的气候效应相似大量的火山灰冲入大气层加强了地球对光的反射能力使辐射到地球表面的太阳光迅速减少导致地球表面的气温急剧下降几次生物区系的危机均发生在火山爆发和造山运动时期如奥陶纪后期泥盆纪后期和白垩纪后期所发生的3 次生物大灭绝事件均伴随着火山爆发和造山运动cGhee 1989 大多数火山爆发的持续时间和生物大灭绝时期相吻合火山爆发对环境造成的压力最终导致地球局部生态系统的毁灭
8.1.2.6 来自太阳系的灾变事件和地球生物的大灭绝
近年来古生物学中一个有争论的问题是关于是否有一个体积巨大的小行星和地球相碰撞从而导致了晚白垩纪生物界的大灭绝Alvarez 等1980 据推测这颗小行星的体积大约是火星体积的一半来自于火星和木星之间的行星带碰撞后所带来的灾变性反应导致了地球生态系统的巨大破坏在全球范围中呈不连续分布的麦斯特里希特时期之末的沉积岩中人们发现矿物质具有被冲击的特征另外一种小球体small spherule 也在碳含量较高的同一地层中被发现这些小球体被认为是由于撞击引起巨大火焰所产生的碳粒除含有异常铱元素之外其他地质化学方面的异常现象也被认为是来自地球之外的这种碰撞对地球气候的影响力是巨大的小行星在大气中燃烧以及和地球的相撞会产生大量的岩石碎片并弥散在大气中至少要持续一个星期这种尘埃云会阻碍所有的太阳光线射入地面由于光线强度极低光合作用不能进行因此在几个月之内地球表面温度迅速下降并一直维持在零度以下除此之外大气中会出现氰化物氮氧化物等有毒气体并可能导致全球性酸雨以及臭氧层的破坏等这种气候的大骤变势必对生物圈产生重大的影响
而全球性气温急剧变冷往往就是生物大灭绝即将来临的征兆
8.1.2.7 来自外星系的灾变事件可能引发地球生物大灭绝
长期以来人们就一直猜测生物的大灭绝可能是由临近太阳系的星球或超新星的爆炸触发而产生的其爆炸所产生的高能级辐射对地球生命是致命性的因素此外高辐射流使地球大气上层的气温急剧上升产生强度对流作用使大气低层的水蒸气上升到大气高层并在大气高层结冰从而在大气高层形成全球性的冰冻云层这一冰冻云层使地球对太阳光线的反射力迅速增强导致地球表面温度极度下降太阳系在银河系中相对位置的变化周期也可能触发地球生物的大灭绝太阳系围绕银河系的平面做上下周期性运动运动周期为3.3 千万年当太阳系离开银河系平面的中心位置进入两极时地球就会暴露在高能级辐射流中有可能导致整个地球的气候骤变另有一种假说是围绕在太阳系周围的欧奥特星云Oort cloud 由于引力干扰使太阳系遭受彗星雨的袭击这一慧星雨在太阳系内就很有可能和地球相碰撞Hut 等1987 天文力学研究表明当太阳系运行轨道穿过银河系平面中的高密度区域或通过银河系的旋转背时往往会产生引力干扰前者周期为3.3 千万年后者周期则为5 千万年根据到目前为止所统计的资料地球上生物的灭绝周期为2.6 千万年看来两种引力干扰的周期和地球生物的灭绝同期不尽一致尽管如此这些假说仍不失为探索地球生物灭绝原因的一条线索
8.1.3 人类活动对生物区系的巨大冲击
人类活动对生命界进化的冲击首先表现在对地球生态系统的巨大改变一些大型动物由于被人类的大批杀戮而绝种更多的动植物种类主要由于人类改变环境而灭绝地球表面40 的区域被人类作农业城市公路和水库之用那些天然的动植物区系被农作物混凝土建筑和其他人工产品所替代尚未灭绝的物种也面临着人类活动所引起的巨大的环境挑战如巴西的圣保罗地区从公元1500 年至1845 年间仅有2 的森林被毁然而自1907 年以来90 的森林已被毁灭殆尽至80 年代初全球41 的热带雨林已经消失Baloue 1990 统计资料表明人类目前对热带森林的破坏仍以大约每分钟47ha 的速度进行着照此下去热带森林将在25 年到50 年内消失大量的热带生物种类在生物系统学家还未来得及鉴定归类之前就会消失掉Frankel 等1981 由此可见森林的破坏程度和人口的稠密程度的相关关系是不言而喻的但同时更和人类获取自然资源的方式以及人类对自然认识的观念密切相关
人类除了自身活动直接造成生物种类的灭绝之外其间接影响也是巨大的人工引种以及以人工造林代替天然森林常常改变某一区域的植物群落结构从而打破了该区域各个生物类群包括动物植物和微生物长期以来所建立的平衡此外人工生态系统仅仅由单一或少数几个物种组成如农作物种植人工造林使得遗传多样性和变异性降低因此是一种潜在的危险状况在人工生态系统中一种新的寄生病菌或掠食者可能使一个物种完全毁灭例如1970 年美国的玉米就受到一种地方性蠕虫病的侵害人类活动也是许多植物和动物病害流行的直接或间接原因现代工业所排出的废气使大气中的二氧化碳含量迅速增高导致全球性的大气温室效应气温的升高往往使陆地沙漠化扩大生态系统失调自然环境恶化从而使一些物种失去了原有的生存条件而灭绝
目前动植物的进化速度不可能跟上人类改变地球面貌的步伐地球历史上的大灭绝都经历了几百万年甚至几千万年的地质时期而人类对森林的破坏导致的大量物种灭绝则发生在几百年或更短的时间内有迹象表明地球上的许多陆地植物和动物由于受到人类活动所产生的巨大环境压力正在迅速地被推向灭绝深渊
8.2 内在机制
根据化石记录每次大灭绝之后随之而来的是许多次生物类群的强烈分化和增殖一些全新的高级类群随之出现即生物类群巨大的分化波恐龙灭绝之后哺乳动物迅速扩展就是一个典型例子进化和灭绝看起来似乎是两种水火不相容的生物学现象它既使生物走向完善又使生物跌入深渊然而掀开面纱究其本质便会发现它们只是生命发展的两个不同侧面既是对立的又是统一的构成了生命发展中永无止境的运动
8.2.1 灭绝和进化创新
人们可以想象如果没有物种灭绝生物多样性不可能不断增加物种形成便会被迫停止这样许多进化性创新如新的生命体和新的生命形式便不可能出现由此看来灭绝在进化中的作用就是通过消灭物种和减少生物多样性来为进化创新提供生态和地理空间灭绝推动进化在高等生物中随处可见但在一些低等生物中却有例外最典型的是前寒武纪处于优势地位的细菌和其他一些简单生物的早期化石与它们现在生存的种类在形状和结构上很难区别在漫长的地质年代里它们似乎没有多少变化但这是否能够说明在这些生物类型中从未发生过灭绝这个问题还值得探索
8.2.2 物种灭绝与类群的系统发育年龄
在系统发育过程中处于幼期阶段的类群仍缺乏对环境的有效适应自然选择创造了这些类群同时常常在它们还没有来得及扩展自己时又将它们扼杀在摇篮之中了这些现象在生命界是普遍发生的对于新生类群来说幼期阶段则是它们系统发育中的瓶颈阶段在众多的新生类群中只有少数类群能够度过这一瓶颈阶段
任何一个物种或类群既有它发生和扩展的过程也有它衰亡的过程古生物学研究和化石记录表明地球上几乎所有的大灭绝事件中比较古老的支系往往受到较大的影响在正常的地质时期古老支系的灭绝率也比其他类群高得多这些古老支系在系统发育过程中处于衰亡阶段其生存脆弱性是显而易见的正像个体生命的衰老过程在受精卵形成的瞬间就已经开始了一样灭绝过程在新的物种或类群从其祖先种或姊妹种完成生殖隔离的同时即已开始倘若说一个个体的生命是逐渐走向死亡的话那么一个物种或类群适合度也缓慢地被侵蚀直至其所有进化潜能全部耗尽最终走向灭绝
8.2.3 形态性状单一的类群容易灭绝
观察了大量生物化石类群之后人们发现在正常地质年代形态性状单一的类群容易灭绝而那些形态性状多样的类群则具有较高的生存率Anstey 1978 1986 两个种数相同的属在形态性状多样性方面可能相差极大生物体的每一个外部形态都和它特定的生理功能相关联形态性状多样的类群往往具有多样化的生理功能以及较完善的生态适应性形态性状单一的类群似乎缺乏比较多样化的生理功能尽管它们可能在某些生理功能方面具有一定优势缺乏对外界干扰的应变能力这可能是形态性状单一的类群易灭绝的主要原因
8.2.4 特有类群尤其是特有属容易灭绝
通过观察白垩纪后期的大灭绝中北美双壳动物Bivalves 和腹足类Gastropods 灭绝和幸存种发现了一个十分有趣的现象即分布于海岸平原的特有属和非特有属的幸存率在双壳类中分别是9 和55 在腹足类中分别是11 和50 Jablonski 1986b 海岸平原区域特有属的灭绝率91 89 明显高于非特有属45 50 后来对其他动物和植物类群所进行的古生物学研究也有类似结果地方性特有类群尤其是属级水平上的地方性特有类群更容易灭绝一些地方性特有属在正常的地质年代具有丰富的多样性然而却在大灭绝来临之时首遭恶运这一现象引起了人们对有关地方性特有类群尤其是地方性特有属进化问题的极大关注同时该灭绝式样也为生物多样性的保护提供了理论依据
8.2.5 热带分布类群容易灭绝
热带雨林往往被认为具有相对稳定的群落结构其物种丰富性以及群落结构的复杂性对灭绝具有更强的抗性在正常地质时期的确如此然而当环境的干扰超出一定范围时如全球性气温变冷时热带区系中那种似乎很精细的群落结构则显得十分脆弱当遇到与高纬度区域同样强度的环境干扰时热带类群就会遭受大得多的损失Jablonski 1986d 此外热带区系中的生物地理结构孕育了丰富的特有类群在环境干扰下这些特有类群很容易灭绝Stanley 1988a b