科研进展----中国科学院南京地质古生物研究所

最古老的树脂化石改写了琥珀的定义
近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士后罗慈航，在研究员王博、张海春指导下，与徐洪河团队、上海交通大学崔行骞团队的杨惠媛博士等国内外合作者，通过综合运用显微观察、红外光谱和有机地球化学分析技术，揭示了来自中国新疆中泥盆统呼吉尔斯特组的琥珀。这批琥珀距今约3.85亿年，将琥珀的确切记录提前了约6500万年，并改写了“琥珀皆源于种子植物”的传统认知。该发现也为认识植物树脂分泌系统的起源、萜类树脂生物合成能力的早期演化，以及陆生植物的防御机制的起源提供了关键证据。树脂在现代植物中具有重要作用，既可在植物受伤后封闭伤口，也可帮助植物抵御微生物、野火和蛀木生物等的侵袭。琥珀是植物树脂在地质历史中经过各种地质作用形成的化石，不仅能长期保存部分有机分子信息，也能包裹各类小型生物，如昆虫等，因此被誉为记录远古生态系统的“时间胶囊”。此外，琥珀（树脂体）也是一类常见的生烃母质，是煤岩学和石油地质学中重要的研究对象。特别是，树脂体可在较低成熟阶段发生热演化并产生液态烃，对探究油气资源形成机制和评价富有机质地层的生烃潜力意义重大。目前，经典教科书中介绍琥珀皆源自种子植物（包含裸子植物和被子植物），其最早记录来自美国约3.2亿年前的石炭纪晚期的地层。由于古生代地层中琥珀记录极为稀少，因此琥珀的起源和早期演化历史一直是未解之谜。近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士后罗慈航，在研究员王博、张海春指导下，与徐洪河团队、上海交通大学崔行骞团队的杨惠媛博士等国内外合作者，通过综合运用显微观察、红外光谱和有机地球化学分析技术，揭示了来自中国新疆中泥盆统呼吉尔斯特组的琥珀。这批琥珀距今约3.85亿年，将琥珀的确切记录提前了约6500万年，并改写了“琥珀皆源于种子植物”的传统认知。该发现也为认识植物树脂分泌系统的起源、萜类树脂生物合成能力的早期演化，以及陆生植物的防御机制的起源提供了关键证据。本次研究的琥珀样品产自新疆准噶尔盆地西北部呼吉尔斯特组古油藏剖面。研究区已发现有丰富植物化石——呼吉尔斯特植物群，其中包括石松类、工蕨类、早期真蕨类和前裸子植物等，是研究中泥盆世陆地植物面貌的经典地区。研究团队采集了约10千克煤样，在紫外光辅助下手工挑选出数百粒微小琥珀颗粒（图1）。这些琥珀颗粒直径大多仅0.1~0.5毫米，已发现最大颗粒约1.5毫米，自然光下呈浅黄色至深褐色，透明度从半透明到不透明；在紫外光下，它们显示出明显蓝色荧光，与周围黑色的煤基质形成鲜明对比。由于煤中部分有机质也可能呈现类似树脂的外观或荧光特征，研究团队对呼吉尔斯特琥珀样品进行了傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和三重四级杆气相色谱–质谱分析（GC-MS/MS）。红外光谱分析结果显示，这些样品与现代和化石树脂具有高度相似的吸收特征，包括脂肪族C–H键、羧基C=O键和O–H键，以及甲基、亚甲基C–H键等特征峰，表明其整体化学结构符合树脂或琥珀的基本特征（图2）。同时，呼吉尔斯特琥珀缺乏部分典型被子植物琥珀的红外吸收特征，例如豆科类琥珀中常见的887 cm-1峰，以及龙脑香科类琥珀中常见的1360~1400 cm-1三联峰和1050 cm-1峰，而与松科、柏科和南洋杉科等裸子植物树脂的光谱特征更为接近。进一步的分子有机地球化学分析显示，样品具有典型琥珀的化学特征，含有丰富的倍半萜、二萜和萘酸类化合物（图3）。其中，多种松香烷型二萜及其衍生物常见于松柏类树脂；同时，样品缺乏被子植物树脂中常见的标志性化合物，如奥利烷等三萜类化合物。综合以上证据，研究团队确认这些颗粒为琥珀，其化学组成与裸子植物、特别是松柏类树脂具有较高相似性。呼吉尔斯特琥珀形成于中泥盆世，早于种子植物的起源与辐射。因此，它们并非由种子植物产生，而是来自其他的维管植物。根据呼吉尔斯特植物群组成，这些琥珀潜在的植物来源包括前裸子植物和树状石松类，表明中泥盆世维管植物可能已经具备产生复杂萜类树脂的生物合成能力，为了解植物化学合成能力的演化提供了关键锚点。该研究还为理解树脂的起源提供了新线索。泥盆纪是陆生植物快速扩张和陆地生态系统复杂化的关键时期，泥盆纪见证了植物体型增高变大、根系加深与复杂化、次生木质组织和大型叶片的首次出现。由于泥盆纪节肢动物取食维管植物的能力有限，因此树脂的起源更可能与野火或物理损伤后的修复，以及抵御真菌等病原侵入有关，而非由植食性动物的取食所驱动。呼吉尔斯特琥珀的发现不仅大大提前了琥珀的最早化石记录，也提示人们重新审视古生代煤层和细粒沉积物中的微小琥珀颗粒。早期琥珀可能非常微小、分布局限且不易识别，因此长期被忽视。通过显微观察、红外光谱和有机地球化学分析技术的结合，本研究建立了识别微小琥珀的标准方法，并为探讨陆地植物防御机制、植物化学合成能力和早期陆地生态系统的演化提供了关键化石证据。本研究得到国家自然科学基金委员会、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等资助。论文相关信息：Luo Cihang, Yang Huiyuan, Xu Honghe, Yang Zixiao, Wang Shengyu, Engel M.S., Liu Bingcai, Jarzembowski E.A., Boudinot B.E., Cui Xingqian, Zhang Haichun, Wang Bo, 2026. The earliest amber from the Middle Devonian of China. https://doi.org/10.1126/sciadv.aeh1266.图1：新疆中泥盆世呼吉尔斯特琥珀。琥珀多以微小颗粒形式保存于煤层中，直径通常仅0.1~0.5毫米；在紫外光下可显示明显蓝色荧光。比例尺：0.2毫米（A–D）；0.1毫米（E–G）。图2：呼吉尔斯特琥珀与代表性琥珀/树脂的红外光谱特征。傅里叶变换红外光谱分析显示，呼吉尔斯特琥珀与现生和化石树脂具有相似的吸收特征，并表现出更接近裸子植物树脂的光谱信号。图3：呼吉尔斯特琥珀的有机分子组成。三重四级杆气相色谱–质谱分析显示，呼吉尔斯特琥珀含有丰富的倍半萜、二萜和萘酸类化合物，具有典型琥珀的化学特征。

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2026-07
秦岭造山带热河生物群研究取得新进展
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生宋思雨在研究员郑大燃的指导下，基于在秦岭造山带内商县盆地凤家山组、白湾盆地白湾组和马市坪盆地南召组采集的多门类化石，初步恢复了秦岭造山带早白垩世陆地生物多样性，并进一步探讨了其生物古地理和古生态学意义。相关成果在线发表在国际学术期刊《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。秦岭造山带是现今中国生态体系发展的调控中心，晚中生代秦岭的演化在一定程度上影响了东亚陆地生态系统的发展。早白垩世热河生物群沿商丹缝合带分布在秦岭造山带内，为揭示中国中部早白垩世陆地生态系统的发展提供了关键线索，但近三十年缺乏研究。近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生宋思雨在研究员郑大燃的指导下，基于在秦岭造山带内商县盆地凤家山组、白湾盆地白湾组和马市坪盆地南召组采集的多门类化石，初步恢复了秦岭造山带早白垩世陆地生物多样性，并进一步探讨了其生物古地理和古生态学意义。相关成果在线发表在国际学术期刊《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。该研究报道了新发现的恐龙足迹、双壳类、叶肢介、腹足类、昆虫、和植物等化石，恢复了该区域热河生物群的面貌，构建了区域综合地层对比框架。主要发现包括：陕西商县盆地丰富多样的无脊椎动物和植物化石、以及河南首次发现的早白垩世恐龙足迹和被子植物化石等。其中，无脊椎动物化石组合包含：双壳类Arguniella-Sphaerium组合、叶肢介Eosestheria-Diestheria组合、腹足类Probaicalia vitimensis-Ptychostylus-Reesidella robusta组合和热河昆虫群中期组合等。这表明秦岭造山带的下白垩统可以同辽宁西部义县组和九佛堂组相对比，而热河生物群则在其演化中期到达该区域。秦岭造山带热河生物群沿商丹缝合带，自西向东出现在商县、白湾和马市坪盆地。其中，叶肢介Eosestheria-Diestheria组合共现在商县和白湾盆地，而热河昆虫群的代表性分子则发现于三个盆地。这表明在秦岭造山带内存在连接三个盆地的潜在古水系，该水系为生物的繁盛提供了适宜的生存环境，也为热河生物群在中国中部的扩散提供了重要迁移途径。该研究得到了国家自然科学基金委员会和中国科学院先导B项目的支持。论文相关信息：Song, S., Zhang, X., Teng, X., Li, T., Yu, T., Li, J., Xue, Y., Liu, P., Fang, R., Zhao, X., Zheng, D.*, 2026. Early Cretaceous Jehol Biota in the Qinling Orogenic Belt: palaeobiogeographical and palaeoecological implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 698, 113939. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.113939.秦岭造山带下白垩统区域地层对比表白湾盆地白湾组的昆虫和植物化石马市坪盆地南召组的昆虫、恐龙足迹和植物化石商县盆地凤家山组的叶肢介化石

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2026-07
镁同位素示踪二叠纪—三叠纪过渡期古海洋连通性及其生态效应
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的国际合作团队在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）上发表研究成果，利用镁同位素（δ26Mg）这一新兴示踪工具，首次从跨洋盆尺度揭示了二叠纪—三叠纪过渡期不同大洋之间的连通性差异及其对生态系统恢复的影响。距今约2.52亿年的二叠纪—三叠纪之交，地球经历了显生宙以来规模最大的生物灭绝事件，超过80%的海洋物种消失，海洋生态系统几乎被彻底摧毁。这场危机的触发机制已被广泛归因于西伯利亚大火成岩省和特提斯域的酸性火山活动等大规模火山喷发——巨量CO2与挥发性物质注入大气圈，引发全球快速增温、海洋酸化与碳循环剧烈扰动；气候升温进一步降低海水溶氧能力并加剧水体分层，削弱大洋环流与深水通气，导致全球广泛海洋缺氧乃至局部硫化环境的形成。然而，一个长期悬而未决的问题是：不同洋盆因环流强度与连通性差异，对这场全球性灾变的响应程度是否存在显著的空间非均一性？这直接关系到对生物灭绝时空模式与复苏路径的理解。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的国际合作团队在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）上发表研究成果，利用镁同位素（δ26Mg）这一新兴示踪工具，首次从跨洋盆尺度揭示了二叠纪—三叠纪过渡期不同大洋之间的连通性差异及其对生态系统恢复的影响。镁（Mg）是海水中含量仅次于钠的主量元素，在现代海洋中的滞留时间长达1300万年。如此巨大的海洋镁储库赋予开阔大洋极强的化学“惯性”——即使在全球性环境扰动背景下，开阔大洋的镁同位素组成也基本保持稳定。相反，已有研究表明，短时间尺度（百万年以内）海水镁同位素的显著变化几乎无一例外地与盆地封闭有关。因此，镁同位素近年来已成为示踪古海洋盆地是否经历短暂封闭的有效指标。在二叠纪—三叠纪过渡期，全球海洋镁循环处于高度动态之中，受到增强的大陆风化、广泛的白云岩化以及反风化作用等多重过程的共同影响。这些过程均伴随显著的镁同位素分馏，为利用镁同位素示踪古海洋连通性提供了理论基础。研究团队对全球三大古海洋——古特提斯洋、新特提斯洋和泛大洋——开展了系统的镁同位素分析。采样剖面覆盖了属于新特提斯洋的中东阿曼Saiq剖面和巴基斯坦盐岭Naluch Nala剖面，以及属于泛大洋体系的日本Kamura和Taho剖面（图1）。这些剖面均保存了完整的二叠纪—三叠纪过渡层序，并具有高质量的牙形刺生物地层与碳同位素约束。分析结果显示，新特提斯洋和泛大洋的海水δ26Mg在二叠纪—三叠纪过渡期保持高度稳定，约为-0.4‰至-0.3‰；而古特提斯洋则记录了超过0.5‰的系统性上升。此前由同一团队发表的研究表明，古特提斯洋显著的镁同位素升高反映了全球变暖背景下白云岩化作用增强——大量轻的24Mg被白云石吸收，残余海水相对富集重的26Mg。这一鲜明的跨洋盆对比揭示了一个关键事实：在全球同一气候扰动背景下，不同洋盆的地球化学响应截然不同。新特提斯洋与泛大洋之间保持着有效的水体交换，其海水化学组成受泛大洋巨型储库的“缓冲”；而古特提斯洋则处于相对封闭状态，局部的白云岩化信号在有限的水体中被显著放大并清晰地记录在镁同位素组成中。为进一步量化不同洋盆的缓冲能力差异，研究团队建立了耦合镁循环与水体交换的箱式模型（图2）。模型综合考虑了河流输入、白云岩化、高温和低温蚀变等镁通量，并引入了跨盆地水交换参数。模拟结果表明，镁在海水中的滞留时间是控制δ26Mg变化幅度的关键参数。在早三叠世海水Mg浓度为10—50 mmol/kg的条件下，其滞留时间约为2~10百万年。当滞留时间较短（约2百万年）时，约三倍程度的水体交换减弱即可解释观测到的同位素偏移；而当滞留时间较长（约5百万年）时，则需要近两个数量级的封闭增强才能产生类似变化。更重要的是，模型定量评估了不同洋盆的缓冲能力。在古特提斯洋这一相对局限的盆地中，增强的白云岩化作用在约75万年内消耗了约3.15×1018摩尔的Mg，使该盆地Mg储库亏损约20%；而在广阔的泛大洋/新特提斯洋体系中，同样的白云岩化增强仅造成不足5%的Mg储库亏损，δ26Mg变化小于0.1‰。这一计算结果表明，开放大洋的巨型Mg储库具有极强的化学缓冲能力，而封闭盆地则对环境扰动高度敏感。稳定的海水化学环境对生物的生存与恢复至关重要。古生态学证据显示，新特提斯洋浅水碳酸盐岩台地在灭绝事件后仍维持了良好的充氧条件，发育了以海百合、双壳类、腹足类、腕足类和介形虫为主的多样底栖生物群落。这些群落表明，与泛大洋有效连通的新特提斯洋为幸存生物提供了相对稳定的化学环境。相比之下，古特提斯洋的封闭环境放大了多种环境压力：增强的白云岩化消耗了碱度，可能加剧局部海洋酸化；受限的环流进一步加剧了缺氧；来自大陆风化的大量营养物在半封闭盆地中积累，促进了富营养化和广泛缺氧。浅水碳酸盐岩中黄铁矿的出现支持了古特提斯洋持续处于次氧化至缺氧状态。该研究首次从镁同位素角度提供了跨洋盆尺度的海洋分异证据，揭示二叠纪—三叠纪过渡期的海洋系统在空间上并非均一响应，而是呈现显著的结构性分异。这一发现不仅深化了对全球最大生物灭绝事件后海洋恢复机制的理解，也为古海洋环流重建提供了新的同位素示踪工具。论文第一作者是来自同济大学副教授胡忠亚，通讯作者为南京古生物所研究员张华，研究团队还包括来自南京大学、同济大学、成都理工大学、以及英国、瑞典和日本的学者。该研究工作得到了国家自然科学基金委员会和国家留学基金委员会等的资助。论文相关信息：Zhongya Hu, Weiqiang Li, Robert J. Newton, Sylvain Richoz, Yasufumi Iryu, Satoshi Takahashi, Takumi Maekawa, Zhiguang Xia, Shouye Yang, Shu-Zhong Shen, Hua Zhang*. 2026. Magnesium isotopes constrain connectivity and environmental resilience among ocean basins during the Early Triassic. Earth and Planetary Science Letters 690: 120191. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120191.图1. Paleo-Tethys、Neo-Tethys 与 Panthalassa 三个大洋区域典型白云岩剖面的 δ26Mg 变化的对比图2. (A–C) 二叠–三叠过渡期的地球化学变化，数据来源于文献；(D) 基于白云岩记录重建的海水 δ26Mg，本研究；(E–G) 元素及同位素质量平衡模型检验泛大洋与古特提斯洋之间镁元素与同位素对大洋灾变的缓冲能力

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2026-06
石板滩生物群发现典型埃迪卡拉化石——金伯拉虫（Kimberella）
近日，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队的特别研究助理吴承羲（现为南京大学博士后），以及研究员庞科、陈哲等人，在我国三峡地区距今约5.50至5.43亿年前的石板滩生物群中，首次发现了白海组合中典型的两侧对称动物——金伯拉虫（Kimberella）化石。作为埃迪卡拉生物群中少数亲缘关系明确的属种之一，金伯拉虫此前仅报道于俄罗斯、澳大利亚以及加拿大等地的碎屑岩地层中。石板滩生物群中的金伯拉虫（Kimberella）化石是该属在碳酸盐岩中的首次报道，同时也扩展了该属的古地理和古环境分布，代表了全球已知最年轻的金伯拉虫化石之一。该发现也为埃迪卡拉生物群的生物组合划分，以及埃迪卡拉纪晚期的动物灭绝事件提供了新的见解。相关研究成果已在国际地学领域专业期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）上正式发表。距今约 5.74 至 5.39 亿年前的埃迪卡拉生物群，记录了寒武纪大爆发前夕复杂生命的早期演化历程。近年来，越来越多的证据表明，埃迪卡拉生物群中的部分化石类型，属于后生动物。前人通过定量统计该时期的全球化石分布，将其划分为具有先后顺序的三大组合：阿瓦隆组合（~5.74–5.60 亿年前）、白海组合（~5.60–5.50 亿年前）和纳玛组合（~5.50–5.39 亿年前）。然而，最新研究表明，这些组合的划分极易受到环境和地理等因素的控制，它们很可能存在时空重叠。因此，对跨越多种岩性与不同生物组合的化石展开研究，有助于进一步揭示其时空分布规律。近日，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队的特别研究助理吴承羲（现为南京大学博士后），以及研究员庞科、陈哲等人，在我国三峡地区距今约5.50至5.43亿年前的石板滩生物群中，首次发现了白海组合中典型的两侧对称动物——金伯拉虫（Kimberella）化石。作为埃迪卡拉生物群中少数亲缘关系明确的属种之一，金伯拉虫此前仅报道于俄罗斯、澳大利亚以及加拿大等地的碎屑岩地层中。石板滩生物群中的金伯拉虫（Kimberella）化石是该属在碳酸盐岩中的首次报道，同时也扩展了该属的古地理和古环境分布，代表了全球已知最年轻的金伯拉虫化石之一。该发现也为埃迪卡拉生物群的生物组合划分，以及埃迪卡拉纪晚期的动物灭绝事件提供了新的见解。相关研究成果已在国际地学领域专业期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）上正式发表。石板滩生物群以底栖固着（如恰尼虫）和底栖移动（如夷陵虫）生物为主，并伴随着丰富的后生动物遗迹化石保存。本研究报道了一枚金伯拉虫标本，以及一枚可能的金伯拉虫停息迹标本。为了捕捉标本极其微小的表面细节，科研人员运用了激光扫描重建及反射变换成像（RTI）等前沿技术，成功识别出了金伯拉虫标志性的吻部和腹部运动结构等关键特征。这些结构能够与其它产地的金伯拉虫标本进行对比。这一发现为重新理解埃迪卡拉生物群的时空分布关系提供了关键线索。近年来，越来越多的证据表明，过去被判定属于特定生物组合的化石分子，其实在更年轻的组合中依然能够存续。此前的研究已表明，阿瓦隆组合和白海组合存在时间上的重叠；而本研究则提供了另一个有力的例证——原本作为白海组合（~5.60–5.50亿年前）“代言人”（典型分子）的金伯拉虫，如今却出现在更年轻的石板滩生物群（<5.50亿年）中。这些事实共同表明，环境、地理和埋藏偏差严重干扰了传统的生物组合划分标准，导致埃迪卡拉生物群的三大组合之间传统边界日趋模糊，它们很可能存在不同程度的时空重叠，不能简单地使用连续时间间隔进行划分。该发现也为验证该时期发生的动物灭绝事件的原因提供了见解。在白海-纳玛组合过渡时期（距今约5.51亿年前）发生了埃迪卡拉动物演化史上的首次灭绝事件（本文称为“白海-纳玛大灭绝”），该次事件表现为约80%的白海组合属种未能存续至更年轻的地层中。石板滩生物群在时间上可能见证了白海-纳玛大灭绝的发生，且其碳酸盐岩的岩性适宜开展多种古环境指标的分析，更难得的是它同时保存了微生物席、丰富的遗迹化石（代表了后生动物对底质的扰动）以及包括金伯拉虫、狄更逊虫等在内的白海组合典型物种，这无疑为我们深入探究环境与生物相互作用如何驱动这场“有记录以来人类已知的第一次动物大灭绝”事件，提供了一个理想的检验场。论文相关信息:Wu, C., Pang, K.*, Wang, X., Liu, Y., Boan, P. C., Zhou, C., Chen, Z.*, Xiao, S., Yuan, X., 2026. Kimberella from the terminal Ediacaran Shibantan limestone, South China: the persistence of bilaterians during the White Sea-Nama transition. Precambrian Research 443, 108164. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2026.108164.石板滩生物群金伯拉虫化石（A-D）、激光扫描（E-F）及白海生物群中的金伯拉虫化石（G）金伯拉虫与其他埃迪卡拉化石的时空分布

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2026-06
组学数据破解百年“缺翅目难题”，厘清多新翅昆虫演化框架
近期，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队，联合英国、美国、捷克、西班牙和意大利等多国科研机构，依托大规模基因组测序、超大规模分子矩阵构建与多维度统计学验证手段，构建昆虫演化领域高覆盖度系统发育基因组数据集，精准厘清缺翅目在昆虫生命之树上的准确演化位置，相关成果在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。缺翅目（Zoraptera），俗称天使虫（angel insects），是昆虫纲最为神秘的目级类群之一。这类昆虫体型纤小、体壁柔软，兼具有翅、无翅两种形态，营群居生活；主要分布于全球热带区域，隐匿于树皮、朽木及枯枝落叶层内，现存已知物种不足50种（图 1）。我国西藏产的中华缺翅虫和墨脱缺翅虫均为国家二级重点保护野生动物。该类群发现已超百年，其系统发育位置长期是昆虫演化领域的核心争议难题。近十年形态与分子研究虽统一证实缺翅目隶属于新翅类（Neoptera），但它和其他多新翅类（Polyneoptera）昆虫的亲缘关系始终存在多种相互矛盾的演化假说，被学界称作“百年难题”，足以体现厘清其演化谱系的巨大难度。近年来，研究团队深耕昆虫生命之树重建工作，融合化石记录、形态特征与基因组分子证据，围绕六足动物演化、跳蚤系统位置、甲虫多样性演化等开展系统研究，产出多项成果，持续推动昆虫系统演化的发展。近期，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队，联合英国、美国、捷克、西班牙和意大利等多国科研机构，依托大规模基因组测序、超大规模分子矩阵构建与多维度统计学验证手段，构建昆虫演化领域高覆盖度系统发育基因组数据集，精准厘清缺翅目在昆虫生命之树上的准确演化位置，相关成果在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。研究团队选取涵盖多新翅类全部主要支系的89个现生物种，搭配23个远缘外群，筛选高保守单拷贝直系同源基因拼接整合，构建出物种覆盖最全面、类群组成最均衡的多新翅类超大系统发育分子矩阵。基于该海量基因数据集，团队系统评估多种分子进化模型，重点量化并校正序列位点间组成异质性造成的系统误差，对比不同分区策略、异质性校正模型对拓扑结构的干扰程度。研究结果显示，此前广为接受的主流假说，即“Haplocercata假说”（缺翅目与革翅目互为姐妹群，并共同位于多新翅类基部），仅在忽略序列位点间组成异质性时得以成立。一旦采用能够有效校正该类系统误差的位点异质性模型，该假说的支持度即逐步弱化。在最优模型下，缺翅目稳定地以最早分支的姿态呈现于多新翅类根部，而革翅目与襀翅目则构成革襀总目（Dermoplectopterida），作为其余所有多新翅类类群的姊妹群（图2）。同时，拓扑结构检验与模型比较亦一致验证了本研究提出的多新翅类系统发育骨架的稳健性，为阐释多新翅类祖先的形态特征、生物学属性及其早期辐射演化奠定了重要基础（图3）。团队采用多重独立验证体系交叉佐证结论：一方面运用多物种溯祖模型开展独立推演，溯祖分析输出的拓扑结构与超大矩阵最大似然树完全一致；另一方面首次在昆虫类群超大型基因组矩阵中系统运用刀切法（jackknife）抽样检验，反复验证该演化骨架不受矩阵、方法体系扰动影响（图4）。本次构建的多新翅类演化骨架具备极高稳健性，为重建多新翅类昆虫祖先形态特征、解析其早期辐射演化模式提供了核心定量分析框架。本研究得到了国家重点研发计划的资助。论文相关信息：Yehao Wang, Erik Tihelka, Petr Kočárek, Michael S. Engel, Jesus Lozano-Fernandez, Zi-Wei Yin, Omar Rota-Stabelli, Diying Huang, Davide Pisani, Philip C.J. Donoghue and Chenyang Cai* (2026) Phylogenomics resolves the century-old ‘Zoraptera problem’: Zoraptera as the earliest diverging lineage of Polyneoptera. Proc. R. Soc. B 291: 2025.3174. https://doi.org/10.1098/rspb.2025.3174.图1. 缺翅虫及其栖息地图2. 位点间组成异质性对多新翅类系统发育的影响；左图为前人观点，右图为本研究提出的新观点图3. 两种假说支持度的变化及模型拟合度的比较图4. 首次在昆虫超大型基因组矩阵中系统运用刀切法（jackknife）抽样检验，并首次实现多新翅类内部关系在溯祖法、最大似然法拓扑关系的统一

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2026-06
吉林柳河盆地下白垩统年代框架
——为广义热河生物群演化与华北克拉通破坏研究提供关键时间约束
近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼和中国科学院广州地球化学研究所副研究员钟玉婷联合六盘水师范大学和南京大学相关研究人员，通过对吉林柳河盆地下白垩统凝灰岩开展锆石SIMS U-Pb定年，获得砬门子组、大沙滩组和包大桥组的高精度年龄数据，分别为127.1 ± 0.9 Ma、124.6 ± 1.2 Ma和122.1 ± 1.4 Ma。该成果系统建立了柳河盆地下白垩统可靠的年代地层框架，为广义热河生物群化石层位的时代厘定以及东亚早白垩世裂谷盆地演化研究提供了新的时间依据。相关成果已发表于国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）。华北克拉通是东亚重要的古老陆块，其在中生代晚期发生的大规模破坏（岩石圈减薄、大规模岩浆活动和构造变形），被认为与西太平洋板块俯冲作用密切相关。这一深部动力学过程不仅导致了广泛的岩浆活动和裂谷作用，也深刻影响了陆地生态系统演化。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼和中国科学院广州地球化学研究所副研究员钟玉婷联合六盘水师范大学和南京大学相关研究人员，通过对吉林柳河盆地下白垩统凝灰岩开展锆石SIMS U-Pb定年，获得砬门子组、大沙滩组和包大桥组的高精度年龄数据，分别为127.1 ± 0.9 Ma、124.6 ± 1.2 Ma和122.1 ± 1.4 Ma。该成果系统建立了柳河盆地下白垩统可靠的年代地层框架，为广义热河生物群化石层位的时代厘定以及东亚早白垩世裂谷盆地演化研究提供了新的时间依据。相关成果已发表于国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）。柳河盆地位于华北克拉通东北部，是一个典型的白垩纪裂谷盆地，其早白垩世地层中保存有丰富的广义热河生物群化石，包括腹足类、双壳类、鱼类及龟类等。然而，由于长期缺乏高精度年代学数据，盆地内地层沉积及所含化石的时代一直存在较大争议，也制约了区域构造-地表过程-生物演化关系的深入研究。本研究选取砬门子组、大沙滩组和包大桥组中沉积岩夹层中的凝灰岩层进行锆石SIMS U-Pb定年。结果表明，砬门子组沉积于晚欧特里夫期（late Hauterivian）；大沙滩组沉积于早巴雷姆期（early Barremian）；包大桥组沉积时代为晚巴雷姆期-早阿普特期（late Barremian–early Aptian）。结合已发表的介形类生物地层年龄，本次研究还明确下桦皮甸子组和亨通山组的时代为阿普特期（Aptian），而黑崴子组的时代可能延续至早阿尔布期（early Albian）。研究揭示柳河盆地沉积充填重要转折期约为122 Ma，盆地由以火山活动为主的火山岩体系，转变为以碎屑沉积为主的稳定河湖相沉积。这一变化标志着盆地由裂谷火山活动阶段向后裂谷沉积阶段过渡。与华北克拉通北缘其他裂谷盆地对比发现，该“火山岩-碎屑岩沉积”转换时间整体呈现由西向东逐渐变新的趋势，反映了古太平洋板块后撤背景下伸展构造和岩石圈减薄作用的东向迁移过程。因此本研究认为，柳河盆地记录了华北克拉通东北部较晚阶段的裂谷演化历史，其沉积充填过程与华北克拉通破坏具有密切耦合关系。新的年代学数据不仅完善了东亚地区下白垩统地层年代框架，也为探讨深部地球动力学过程如何影响地表盆地演化及陆地生态系统演化等研究提供了重要时间约束。研究进一步支持了华北克拉通上广义热河生物群的时空演化与华北克拉通破坏过程之间可能存在紧密联系；为理解早白垩世东亚地区构造活动、沉积环境变化与生物演化之间的耦合关系提供了新的研究基础。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金基础中心及面上项目联合资助。论文相关信息：Yu-Ting Zhong, Ya-Qiong Wang*, Jia-Jun Mo, Huazheng Zhu, 2026. Chronostratigraphic constraints on the Lower Cretaceous volcano-sedimentary succession of the Liuhe Basin: implications for the Jehol Biota sensu lato and destruction of the North China Craton. Cretaceous Research, 186: 106429. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2026.106429.图1 A. 亚洲东北部白垩纪盆地及华北克拉通北部活动裂谷盆地分布图；B. 柳河盆地地质简图。图2 A–C. 采样剖面照片；D–F. 分别为样品2025TF-5、2025TF-6和2025TF-7的野外照片；G–H. 样品2025TF-5在正交偏光和消光偏光下的显微照片；I. 样品2025TF-7在正交偏光下的显微照片；J. 柳河盆地下白垩统岩性综合柱状图及凝灰岩采样位置。图3 华北克拉通（NCC）北部下白垩统岩石地层划分与对比：下部以火山岩和火山碎屑岩为主，上部以沉积碎屑岩为主；早白垩世古太平洋板块的俯冲过程及其对华北克拉通破坏作用的控制。

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2026-06
冷水珊瑚骨骼Ba/Ca指标研究取得新进展
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生冯琦在研究员李涛的指导下，联合英国布里斯托尔大学、南京大学和上海交通大学的科研团队，创新性地将珊瑚元素比值与生物矿化定量模型相融合，建立了基于冷水珊瑚Ba/Ca比值的海水Ba浓度定量校正新方法，显著推进了冷水珊瑚地球化学与古环境重建方面的研究。相关研究成果发表于国际知名期刊《地球和行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）。冷水珊瑚广泛分布于全球深海中，其骨骼中的钡/钙（Ba/Ca）比值是示踪海水Ba浓度、进而反演古海洋生产力和深层环流的关键代用指标。然而，现有校准曲线存在显著的属间偏差和数据离散，主要原因是珊瑚生物矿化过程中的瑞利分馏效应导致Ba、Sr等元素在骨骼与海水之间发生非平衡分馏，使骨骼记录偏离真实海水信号。近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生冯琦在研究员李涛的指导下，联合英国布里斯托尔大学、南京大学和上海交通大学的科研团队，创新性地将珊瑚元素比值与生物矿化定量模型相融合，建立了基于冷水珊瑚Ba/Ca比值的海水Ba浓度定量校正新方法，显著推进了冷水珊瑚地球化学与古环境重建方面的研究。相关研究成果发表于国际知名期刊《地球和行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）。研究团队通过整合来自南大洋、北大西洋及赤道大西洋等多个海域的近百株不同属种的冷水珊瑚元素含量数据以及周围海水的物理化学信息，发现在相同海水Ba浓度条件下，不同属珊瑚的Ba/Ca比值存在显著且系统的差异，且该差异与Sr/Ca比值呈现良好的正相关性，表明瑞利分馏效应是造成属间偏差的关键控制因素。在此基础上，研究团队创新性地引入生物矿化定量模型（图1），利用配对的Sr/Ca数据对Ba/Ca比值进行校正，成功建立了统一、稳健的冷水珊瑚Ba/Ca–海水Ba浓度校准曲线，显著提升了冷水珊瑚Ba/Ca代用指标的古海洋定量重建能力。研究团队进一步利用南大洋德雷克海峡Burdwood Bank海山不同水深的冷水珊瑚样本进行交叉验证（图2）。结果表明，在未校正的情况下，同一水深处不同属珊瑚的Ba/Ca比值重建出的海水Ba浓度数值离散、属间偏差明显，且严重偏离海水实测值；而经配对的Sr/Ca比值和生物矿化模型校正后，各属数据基本收敛于同一海水Ba浓度，且重建的海水Ba浓度垂直变化剖面与实测值也更加吻合，显著提升了海水Ba浓度重建的准确度。上述研究为冷水珊瑚Ba/Ca代用指标在古海水Ba浓度重建方面的广泛应用打下了坚实的基础，有望为深入揭示晚更新世冰期旋回中海洋生产力变化与深层环流演变的耦合关系提供关键技术支撑。该研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)、江苏省自然科学基金优秀青年基金等项目资助。论文相关信息：Feng, Q., Li, T.*, Chen, S., Robinson, L.F., Kershaw, J., Stewart, J.A., Liu, Q., Wang, M., Chen, T., 2026. A revised calibration of cold-water coral Ba/Ca versus seawater Ba concentration using paired Sr/Ca and a biomineralization model. Earth and Planetary Science Letters 690. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120142.图1 冷水珊瑚元素比值的生物矿化定量模型图2 南大洋Burdwood Bank海山冷水珊瑚重建结果对比

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2026-06
中生代茨康类植物槲寄生穗属（Ixostrobus）新发现及全球化石记录
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生陈泓宇，在导师研究员王永栋指导下，与德国森肯堡研究院及自然博物馆教授 Dieter Uhl、博士后谢奥伟，南京古生物所博士后张立，以及中国地质调查局南京地质调查中心、成都理工大学博物馆等同行合作，对新近发现自中国青海的槲寄生穗属新材料开展深入的系统学研究，从全球化石记录角度进行分类修订和时空分布模式探究，并在形态学特征上取得了重要认识。成果发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》（Review of Palaeobotany and Palynology）。裸子植物是中生代全球植物群中最重要的分类单元之一，其繁殖器官通常具有相对稳定的形态特征和演化趋势，为研究该植物类群的分类关系和演化模式提供了宝贵的依据。槲寄生穗属（Ixostrobus Raciborski）被认为是裸子植物茨康类的雄球花形态属，广泛出现于世界各地的中生代植物群中。由于该类植物雄性繁殖器官受物候因素影响显著，化石通常保存不佳，导致长期以来对其关键形态分类学特征的认识较为局限；加之关于该属的信息分散于多个国家地区植物群的属种描述中，且使用多种语言记录，为该属的系统性、综合性研究带来挑战。近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生陈泓宇，在导师研究员王永栋指导下，与德国森肯堡研究院及自然博物馆教授 Dieter Uhl、博士后谢奥伟，南京古生物所博士后张立，以及中国地质调查局南京地质调查中心、成都理工大学博物馆等同行合作，对新近发现自中国青海的槲寄生穗属新材料开展深入的系统学研究，从全球化石记录角度进行分类修订和时空分布模式探究，并在形态学特征上取得了重要认识。成果发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》（Review of Palaeobotany and Palynology）。研究团队在青海柴达木盆地北缘下侏罗统甜水沟组和饮马沟组中发现大量保存良好的槲寄生穗化石标本。据此对该属形态学特征展开了深入细致的研究，并对槲寄生穗属的属征进行规范修订，旨在厘清其关键性鉴定特征，增强性状描述的准确性。该项研究表明，槲寄生穗属的主要性状特征包括中轴仅生有小孢子叶、无苞片等其他着生物，花粉囊与鳞片生于小孢子叶远端，以及花粉囊生于小孢子叶腹面等。基于柴达木盆地的化石新材料，研究人员对此前研究区内报道的该类标本进行系统学修订（图1，图2），除了发现另一槲寄生穗属物种化石记录外（Ixostrobus heeri）（图3），还建立一个新种——双裂槲寄生穗（Ixostrobus bilobus Chen, Wang et Zhang sp. nov.）（图4），以小孢子叶远端鳞片双裂为特征，从而增加了对该地区侏罗纪槲寄生穗属物种系统学和多样性的认识。研究团队对全球范围内已发表的槲寄生穗属植物化石进行了全面评估和系统学修订。结果表明，在已有记录的18个化石种中，5种被认为属于无效种；仅13种可认定为有效种（包括Ixostrobus bilobus，I. daohugouensis，I. grandis，I. groenlandicus，I. heeri，I. laxus，I. longicalcaratus，I. longus，I. punctatus，I. schmidtianus，I. siemiradzkii，I. tunguscanum，I. whitbiensis），其中5种由于模式标本保存不佳，仍需开展深入研究。通过对全球化石记录的分析，表明作为中生代植物群的常见分子，槲寄生穗属具有显著的时空分布特征。在地质时代上，该属的分布自早三叠世至早白垩世，其物种多样性在早侏罗世达到顶峰（图5）；在古地理分布方面，槲寄生穗属广泛分布于北半球，在欧洲（格陵兰岛、英国、匈牙利、波兰）、俄罗斯、伊朗、阿富汗、中亚以及东亚地区均有大量记录；在古气候方面，该属分布于劳亚大陆东部的中、高纬度地区（图5），指示暖温带至亚热带的气候状况。本研究是对槲寄生穗属的首次系统学全面评估，使该属成为重新认识中生代裸子植物系统学、多样性变化、辐射迁移及灭绝模式的关键参考类群，推进了对中生代该类群裸子植物多样性演化与时空分布变化的理解与认识。本研究得到国家自然科学基金委，深地国家科技重大专项，中国博士后科学基金，江苏省基础研究计划，爱尔兰政府博士后研究基金，以及国家留学基金委联合资助。论文相关信息：Chen, H.Y., Wang, Y.D.*, Zhang, L., Zhu, Y.B., Xie, A.W., An, P.C., Uhl, D., 2026. Re-appraisal of the Mesozoic male cone Ixostrobus Raciborski (Czekanowskiales) based on new material from the Qaidam Basin, NW China: New insights into systematics, diversity and spatio-temporal distribution. Review of Palaeobotany and Palynology 352, 105605. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2026.105605.图1. 产自柴达木盆地的斯密拉兹基槲寄生穗（Ixostrobus siemiradzkii），及模式标本示意图图2. 产自柴达木盆地的格陵兰槲寄生穗（Ixostrobus groenlandicus），及模式标本示意图图3. 产自柴达木盆地的海尔槲寄生穗（Ixostrobus heeri），及模式标本示意图图4. 产自柴达木盆地的双裂槲寄生穗（新种）（Ixostrobus bilobus sp. nov.）图5. 槲寄生穗属有效种在全球的地质时代延限和古地理分布

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2026-05
1亿年前的螨虫已“排队”出行，用丝线系“安全带”
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生宣强在研究员黄迪颖的指导下与新西兰皇家土地保护研究所研究员张智强等合作，报道了白垩纪缅甸琥珀中幼年螨虫的排队行为证据，该队列中的相邻个体由细丝相互连接，从而在物理上强化队列结构，揭示了一种此前未知的、由丝介导的群体排列机制。经鉴定，该类螨虫为赤螨科Erythraeidae的一新属种，命名为原丝列队螨（Protofilum ordinatum gen et sp. nov.）。该项研究成果已于2026年5月27日在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上。在节肢动物中，排队行为是一种典型且具有视觉冲击力的集体运动形式。该行为最常见于高度社会性的昆虫，如蚂蚁、白蚁及鳞翅目幼虫。此外，一些非社会性或亚社会性的节肢动物在特定生态条件下亦可形成队列，例如秋季迁徙的眼斑龙虾及离穴期间捕鸟蛛科的幼蛛。然而，节肢动物排队行为的化石记录极为稀少。目前仅有少数古生代海洋节肢动物化石被解释为可能的“队列”，如寒武纪疑似甲壳类动物Synophalos以及奥陶纪和泥盆纪的三叶虫，且关于其功能及形成机制知之甚少。在陆地生态系统中，迄今尚未发现类似的化石记录，因此关于陆生节肢动物排队行为的早期演化仍属空白。近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生宣强在研究员黄迪颖的指导下与新西兰皇家土地保护研究所研究员张智强等合作，报道了白垩纪缅甸琥珀中幼年螨虫的排队行为证据，该队列中的相邻个体由细丝相互连接，从而在物理上强化队列结构，揭示了一种此前未知的、由丝介导的群体排列机制。经鉴定，该类螨虫为赤螨科Erythraeidae的一新属种，命名为原丝列队螨（Protofilum ordinatum gen et sp. nov.）。该项研究成果已于2026年5月27日在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）上。在这块指甲盖大小的琥珀中，13只幼螨首尾相接，所有个体的体轴方向一致，仅局部发生轻微偏移，呈近乎直线的队列排列。这些螨虫均具极长的步足，相邻个体之间腿部有接触，表明触觉反馈在维持队列中发挥了重要作用。此外，研究团队还发现在个体的步足上保存有一缕缕直径仅1–3微米的细丝状结构，这些丝线在相邻个体之间形成了物理连接，可能作为机械“牵索”发挥作用：当直接接触暂时中断时，丝连接能够增强个体间的凝聚力，从而稳定整个移动队列的结构。更令人惊叹的是，其中一只螨虫定格在吐丝的瞬间。研究团队利用高分辨率激光共聚焦显微成像确定了吐丝器官位于螯肢基部的背中侧。在螯肢基部可见一个椭圆形的腺体开口，其边缘具有明显的硬化结构，部分个体的开口处保存有残余的丝状分泌物。本研究代表了螨虫利用丝线的首个化石证据。研究团队推测化石螨类队列迁移行为可能有利于幼年螨虫的超寄生以及随后成年个体寻找配偶。超寄生现象是指常有多只幼螨共同寄生于同一节肢动物宿主。由于幼螨运动能力有限，主要依赖宿主介导实现扩散，而新种群的建立则很大程度上取决于是否有机会遇到交配对象。若仅有单只幼虫被携带至新区域，其蜕皮后遇到交配对象的概率极低。相比之下，超寄生使得多只同种幼螨可通过同一宿主共同扩散，从而显著提高变态后的交配机会。在此背景下，队列式迁移可能促进了幼螨协同定位宿主，使多只个体得以同时抵达并附着于同一宿主。丝线此时可能起到了“安全绳”的作用，降低了在寄生和宿主移动过程中被甩脱的风险。这种行为可能增加了同种幼螨共同扩散的可能性，进而提升繁殖成功率与种群存续能力。该解释还得到了另一块琥珀标本的佐证，其中三只同种幼螨与一双翅目宿主一同呈直线排列保存。本文报道了白垩纪中期缅甸琥珀中幼体螨虫的队列式迁移行为。这一发现不仅是该行为在中生代的首个化石证据，也是目前已知最早的陆生节肢动物列队迁移行为的化石证据。该发现将陆生节肢动物队列行为的演化起源向前推近了近一亿年，同时揭示了早期小型节肢动物出人意料的行为复杂性。与此前报道的化石队列共同表明，队列行为能够在海洋和陆地生态系统中响应不同的生态压力而独立演化，凸显了其在节肢动物演化历程中的适应意义。本研究得到了国家重点研发计划与国家自然科学基金的资助。论文相关信息：Xuan Q, Zhang Z-Q, Cai C, Li S, Huang D. 2026 Silk-mediated queueing migration in Cretaceous mites. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 293: 20260271. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0271.白垩纪中期缅甸琥珀中螨类幼虫的迁移队列相邻螨类个体之间的丝介导连接及其吐丝器官原丝列队螨的形态细节特征化石与现生节肢动物中的队列行为

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2026-05
嫦娥五号月壤撞击玻璃中的纳米尺度太空风化机制研究取得进展
近日，中国科学院南京地质古生物研究所殷宗军课题组，联合北京大学化学与分子工程学院周继寒课题组、北京大学地球与空间科学学院沈冰课题组，围绕嫦娥五号月壤颗粒表面的撞击玻璃开展系统研究，相关成果分别发表于《地球物理学研究杂志：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）和《美国科学院院刊》（PNAS）。两项研究以同一类嫦娥五号撞击玻璃为对象，分别从撞击诱导硅酸盐相分离和纳米金属铁形成机制两个方面，揭示了月表物质在撞击与太阳风共同作用下的纳米尺度演化过程。JGR-Planets 论文题为 “Conjugated Silicate Nanodroplets in Lunar Regolith: Unraveling Impact-Driven Phase Separation”；PNAS 论文题为 “3D insights into the multi-origins of nanophase Fe⁰ in the Moon surface”。月壤是记录月球表面长期空间环境作用的重要载体。对于月球、水星和小行星等无大气天体而言，太阳风辐照、微陨石撞击、撞击熔融、溅射沉积和快速淬冷等过程持续改变表层物质的结构、成分和光谱性质。揭示这些过程在微纳尺度上的作用机制，是理解月表太空风化、遥感光谱演化以及月表资源赋存状态的重要基础。近日，中国科学院南京地质古生物研究所殷宗军课题组，联合北京大学化学与分子工程学院周继寒课题组、北京大学地球与空间科学学院沈冰课题组，围绕嫦娥五号月壤颗粒表面的撞击玻璃开展系统研究，相关成果分别发表于《地球物理学研究杂志：行星》（JGR-Planets）和《美国科学院院刊》（PNAS）。两项研究以同一类嫦娥五号撞击玻璃为对象，分别从撞击诱导硅酸盐相分离和纳米金属铁形成机制两个方面，揭示了月表物质在撞击与太阳风共同作用下的纳米尺度演化过程。JGR-Planets论文题为“Conjugated Silicate Nanodroplets in Lunar Regolith: Unraveling Impact-Driven Phase Separation”；PNAS论文题为“3D insights into the multi-origins of nanophase Fe⁰ in the Moon surface”。在JGR-Planets研究中，研究团队利用球差校正透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜和能谱分析等手段，在嫦娥五号月壤撞击玻璃中发现了化学成分互补的硅酸盐纳米液滴结构：富铁纳米液滴分布于富硅玻璃基质中，同时也观察到富硅纳米液滴分布于富铁玻璃基质中的反向结构。这些纳米液滴具有非晶原子排列，并呈现部分熟化的团聚体特征。该结果表明，微陨石撞击不仅会导致月壤局部熔融，还可在极短时间尺度内诱发硅酸盐熔体的液相不混溶；随后快速淬冷将这一瞬态分相结构保存于撞击玻璃之中。在此基础上，PNAS研究进一步聚焦撞击玻璃中的纳米金属铁（nanophase Fe0, npFe0）。npFe0是月壤太空风化的重要产物，也是影响月表反射光谱的关键因素。研究团队通过电子三维重构结合能量色散X射线谱和电子能量损失谱，在纳米尺度上直接解析了npFe0的三维空间分布、颗粒形貌、局部丰度和铁价态特征。三维重构结果显示，在一个重构区域内共识别出1506个npFe0颗粒，颗粒平均直径约3.4纳米，中位直径约2.9纳米；不同层位中的颗粒尺寸、数密度和体积分数差异显著，局部大颗粒层中Fe0体积分数可达30 vol%。为判别不同层位中npFe0的形成机制，研究团队结合三维结构、元素分布和铁价态信息，引入表征外源电子贡献的参数ξ。结果表明，富硫的不规则大颗粒层主要来源于硫化铁分解；多个小颗粒富集层则主要由Fe2+歧化反应形成；靠近颗粒表面的区域还记录了太阳风辐照对玻璃基质结构和npFe0颗粒熟化、生长的后期改造作用。该研究进一步估算出，成熟撞击玻璃微区中金属铁重量分数可达7.1 wt%，显著高于此前基于光谱方法估算的嫦娥五号整体月壤平均值，说明npFe0在月壤中具有强烈的微区非均一富集特征。两项研究共同表明，嫦娥五号月壤撞击玻璃保存了撞击熔融、硅酸盐液相不混溶、氧化还原反应、硫化物分解以及太阳风辐照改造等多阶段过程的复合记录。电子三维重构与高分辨谱学的结合，使研究者能够突破传统二维显微观察的限制，在三维空间中定量解析月壤纳米结构及其成因联系。相关成果为理解月球及其他无大气天体表面光谱演化、撞击玻璃形成机制和月表铁资源赋存状态提供了新的样品学约束。上述研究的第一作者为北京大学化学与分子工程学院2022级博士生戴以恒，南京古生物所研究员殷宗军和北京大学教授沈冰、研究员周继寒为共同通讯作者。相关研究得到了中国科学院天体生物学创新交叉团队项目、国家自然科学基金委和国家重点研发项目的资助。实验技术得到了南京古生物所实验技术中心、北京大学电子显微镜实验室、北京大学分析测试中心等支持。相关论文信息：Y. Dai, Z. Li, T. Jia, Z. Xie, R. Wang, Z. Yin, B. Shen, & J. Zhou, (2026). 3D insights into the multiorigins of nanophase Fe0 in the Moon surface, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (22) e2528977123, https://doi.org/10.1073/pnas.2528977123.Dai, Y., Xie, Z., Li, Z., Jia, T., Wang, R., Yin, Z., et al. (2025). Conjugated silicate nanodroplets in lunar regolith: Unraveling impact-driven phase separation. Journal of Geophysical Research: Planets, 130, e2025JE009028. https://doi.org/10.1029/2025JE009028.撞击玻璃中富Si与富Fe硅酸盐纳米液滴的化学成分和原子结构表征结果撞击玻璃电子三维重构结果撞击玻璃电子三维重构模型的结构分析结果，包括铁纳米颗粒的尺寸、空间分布以及针尖内不同位置的Fe含量和电子流动参数ξ铁纳米颗粒分层结构的形成机制解析

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2026-05