孢粉化石標本資源整理技術規程
前言
孢粉化石標本是不可再生的自然資源,為了使孢粉化石資源能更好地被科研人員和相關技術人員利用研究,向公眾展示,特制定《孢粉化石標本資源整理技術規程》,以確保孢粉化石標本資源的獲取和合理使用。
孢粉化石標本資源的整理有自己的特殊性,需采用適當的物理或化學方法從松軟的沈積物中或不同巖性的巖石中獲取,分析實驗室的安全要求、透射光學顯微鏡和電子顯微鏡分析樣品的準備、孢粉化石的命名以及孢粉化石標本儲存和運輸,都需采用壹些特殊的方式、方法。本技術規程對孢粉化石標本的整個整理過程進行了詳細闡述。
本規程由國家科技基礎條件平臺提出。
本規程起草單位:中國科學院南京地質古生物研究所。
本規程起草人:王懌。
本規程由國家巖礦化石標本資源***享平臺負責解釋。
1 範圍
本規程規定了孢粉化石標本整理工作的範圍及所用術語,孢粉化石標本整理原則、實驗室處理要求和類群選擇。
2 規範性引用文件
下列文件中的條款通過本規程的引用而成為本規程的條款。凡是註日期的引用文件,其隨後所有的修改(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用於本規程。然而,鼓勵根據本規程達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不註日期的引用文件,其最新版本適用於本規程。
GB/T2260—2007 中華人民***和國行政區劃代碼
GB/T9649.0—2009 地質礦產術語分類代碼 第9部分:結晶學及礦物學
3 術語和定義
3.1 孢粉學(Palynology)
指主要研究陸生植物的孢子和花粉、植物碎片、微小原生生物、微小動物和菌類化石的學科。
3.2 孢子(spores)
主要指蕨類植物的生殖細胞,直徑小於200μm。
3.3 花粉(pollen)
指裸子植物和被子植物的生殖細胞。
3.4 大孢子(megaspores)
指蕨類和種子植物的雌性生殖細胞,分散化石大孢子的典型定義為其直徑大於200μm的蕨類植物孢子,首現於泥盆紀,延續至今。
3.5 隱孢子(cryptospores)
隱孢子是壹些不具三縫或單縫四分體痕的孢子,可以具有或不具有接觸特征;包括壹些“永久性的”四分體、雙胞體和單孢體,在自中奧陶世至早泥盆世地層時代鑒定上很有用處。
3.6 孢型(palynomorphs)
指直徑小於5mm的有機質碎片,包括孢子、花粉、溝鞭藻囊孢、疑源類、有機質碎片等。分為小孢型(直徑小於200μm)和大孢型(直徑在180μm～5mm)。
4 孢粉化石標本整理
4.1 孢粉化石樣品的處理技術
4.1.1 準備工作
在實驗室處理之前,首先應檢查野外采集樣品的記錄是否完全、樣品的包裝是否完好;其次,對樣品進行挑選和登記;第三,根據巖性確定相應處理技術,並進行實驗編號。
處理過程中,每個樣品都應有壹個完整的流程記錄,特別應記錄樣品處理中使用容器上的編號。
4.1.2 各時代沈積巖和未固結沈積物的處理
1)對固結的沈積物,必須清除表面汙染物,鉆孔、鉆孔壁以及露頭樣品都要用水清洗幹凈。鉆孔碎片和細樣品可在燒杯中用水清洗或在細孔篩布上沖洗。所用水應事先檢查是否含有對樣品造成汙染的雜質。
2)固結樣品通常可碎成豌豆大小顆粒或更細些。
3)稱取適量的樣品(通常5g或10g),置於貼了標簽的聚丙烯燒杯中。如果樣品有機物含量少,則應加大分析量。
4)緩慢將20% (可增大濃度)鹽酸加入燒杯中,這時如有反應,便可見其產生了大量的氣泡。反應劇烈的樣品,要待反應停止,細顆粒沈澱之後,小心倒出用過的酸液再加入新鮮的鹽酸。如果樣品富含鈣質,這樣的過程可能重復多次,直到將鈣質處理幹凈。根據樣品的成分,樣品顆粒沈澱所需的時間並不同,從30min到2h或更長(整夜),然後再將用過的酸液倒出。為了保證加入氫氟酸時不產生氟化物沈澱,樣品中要多次(通常4～5次)註入蒸餾水,在燒杯中沖洗,直到樣品呈中性為止。
5)樣品呈中性後,要把大部分的水倒出來,並向樣品加入少量(20～30mL)58%～62%的氫氟酸。劇烈的反應大約會持續10min。如果沒必要加快礦物的分解過程,可以再加入30～50mL的氫氟酸,靜置樣品數小時或整夜,然後再倒出用過的酸液。對大多數處理過程來說,壹旦在加入少量氫氟酸反應所產生的熱量降低後,就可以直接進行下壹步驟。
6)加入30mL左右的鹽酸和100mL58%～62%的氫氟酸,把燒杯置於90℃的熱水中水浴至少3h,時間的長短視樣品大小和分解速度而定。如果處理後,礦物質沒有完全除去,就要倒出酸液,重復這壹過程。壹旦礦物組分除去,要再次倒出酸液,並按照上文提及的過程(步驟4))用水清洗殘留物至中性。然後把樣品移到壹個具多孔玻璃盤(孔徑2mm)的Buchner漏鬥中或壹塊篩布上。
7)多孔玻璃漏鬥由壹塊海綿塞子連接到壹個具有手風箱的過濾瓶上。樣品用大量水反復沖洗以確保達到完全中性,同時保證已至少部分地清除了所有直徑大致小於8μm的顆粒(包括黏土礦物在內的顆粒)。然後,如果時間允許,將留在漏鬥中的樣品浸泡在20%的鹽酸中過夜,其後,將酸液倒出並用大量水通過多孔玻璃盤進行沖洗,使樣品再次達到中性。過濾後應對濾過物進行物鏡檢查,以確定沒有化石。如果有化石,需要回收。
8)將部分殘留物置於載玻片上,使用甘油膠或合成固定劑制片,並在透射光下進行檢查。在試管中融化備用的甘油膠,並用吸管取少量放在載玻片上,用玻璃棒取適量樣品放在甘油膠上進行攪拌,然後將載玻片放在約67℃的熱板上將水分蒸發。當有機物和甘油膠混合好以後蓋上蓋玻片。采用Clearcol合成固定劑,置數滴於蓋玻片上,與大致等量的含水殘留物混合。可以使用壹盞角平衡的燈泡產生的熱量對其烘幹,采用Euparal將蓋玻片固封在載玻片上。經對薄片檢查後,為了提高制片的質量,如清除部分或所有細的遊離顆粒,和/或淡化孢型的顏色,以便使得化石易於在透光下觀察,可采用兩種方法:壹是氧化處理(步驟9)、10));二是超聲波振動(步驟11))。可以使用任壹種方法,或兩種同時采用。
9)對已達預定反應時限(首次為15s到2min)的樣品在多孔玻璃漏鬥中加入發煙硝酸(緩慢加入,以測其反應)。如反應時間長,可采用其他試劑,如濃硝酸、舒爾試劑(次氯酸鉀酸和不等量硝酸的飽和水溶液)和次氯酸鈉(漂白)。主要目的是將部分降解有機物轉變為腐殖酸。通過多孔玻璃漏鬥過濾,去酸,並用大量蒸餾水沖洗至中性以終止其反應。
10)為了中和氧化處理產生的腐殖酸,尤其是當殘留物中含有大量的木材物質時,可能要使用5%的氨水(通常只要1～2min)對殘留物大致清洗壹下。這個過程同樣可以在多孔玻璃漏鬥中進行。
11)進行超聲波振動(50kHz)處理時,要將含水殘留物從多孔玻璃漏鬥轉移到聚丙烯燒杯中,再對其進行超聲波浴,第壹次時間不得超過2min。然後,將殘留物再次移到多孔玻璃漏鬥中,用水沖洗,除去所有細(＜8μm)的顆粒。
12)第二次制片的方法與第壹次相同(步驟8))。檢查標本及效果之後,可以根據需要繼續進行氧化、超聲波振動或其他進壹步的處理。其中包括用尼龍或聚酯篩布過篩,除去所有多余的碎粒(如＜10μm,＜20μm,＞150μm),和/或淘洗或短時間離心,以除去大而重的顆粒。淘洗殘留物可放在壹個大的盛水的表面皿中,較重和較輕的顆粒被分開,並將較輕的顆粒吸出。短時間離心有利於不同相對密度的顆粒分離並沈澱,可將大部分浮在面上較輕的顆粒倒出或吸出。
13)壹旦制成所需數量的薄片,剩下的殘留物要保存下來。把這些殘留物轉移到具標簽的小瓶中,加水使之沈澱。接著用吸管吸出多余的水,然後向小瓶中加入甘油(甘油溶劑)和幾滴飽和酚溶液(後者可防止微生物活動和真菌滋生),並封存好。
4.1.3 第四紀沈積物的其他處理方法
1)壹塊1cm3的樣品通常足以發現壹個可供研究的第四紀孢粉組合。樣品放置在壹個50mL聚丙烯離心試管中,加入如Lycopodium或Eucalyptus的標樣(目的是確定花粉絕對頻率),再加入大約10mL10% 的鹽酸。當起泡(若有的話)停止後,再加入大約20mL酸液,並將試管放在90℃熱水中進行水浴,以便加快附加的反應。隨後進行大約3000rpm離心處理後並倒出,要重復多次,直到不再產生氣泡為止。然後,使用蒸餾水清洗樣品直至中性,再用離心法加快中和過程。在每次沖洗中,加入少許甲醇以降低相對密度和表面張力,除了前述的步驟7)和步驟8),這樣的方法適用於整個分析過程。
2)將樣品加入大約10mL10%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液,在90℃熱水中進行水浴2～5min(泥炭樣品時間要長些),必要時加以攪動。在其後離心中,在傾倒浮液之前,要用五點尺度(從淺到黑色)作為腐殖質計量單位,記錄下表面漂浮物的顏色。如果必要,需要進壹步清洗,直到表面漂浮物無色為止。
3)如果在樣品中有大量粗粒礦物或有機物,通常使用150μm或180μm篩子進行沖洗。將留在篩子上的殘留物轉移到培養皿中後,在雙目顯微鏡下檢查種子、苔蘚碎片、木炭和其他物質,記錄下其相對豐度,然後,濕存於玻璃或塑料小瓶中。
4)如果具有豐富黏土礦物,在樣品中加入大約30mL5%的磷酸鈉,然後攪動並置於90℃熱水中進行水浴10～20min,離心後倒出表面漂浮物。重復這壹過程(通常3～5次),直到表面漂浮物中不含黏土礦物為止,最後用蒸餾水清洗。
5)如果樣品中含有礦物顆粒,如反應劇烈,最初僅使用10mL58%～62%的氫氟酸處理,然後再加入10mL濃鹽酸。然後,在加入較多氫氟酸後,將其置於熱水中(水溫同上),根據樣品成分,水浴時間30min到2h不等,必要時用聚丙烯棒攪動。在冷卻後才能進行離心,並將上面清液輕輕倒出。根據需要,可以再次加入鹽酸和氫氟酸並保持2～3h分解過程,這樣的過程反復多次直到分解掉所有礦物為止,隨後對樣品進行中和作用。在離心之前,向混合物的表面加入甲醇,防止酸液逃逸。
6)在殘留物中加入10mL左右醋酸,然後攪動,離心後傾倒。樣品脫水過程是步驟7)的壹個不可缺少的先決條件,因為水與醋酸水解作用的混合物會產生爆炸性的反應。
7)在具9份(如180mL)醋酐的幹燥聚丙烯燒杯(250mL)中緩慢加入壹份(如20mL)濃硫酸,並不停攪動。然後,將10mL的混合劑(因不能保存,混合劑必須是新制的)小心加到每個試管中,並在90℃熱水中進行水浴2min,每隔1min攪動壹次。從水浴中取出後,在每個試管中加滿醋酐,離心後將表面漂浮物倒出。
8)再次加入10mL醋酐,通過離心倒出在醋酸水解作用中產生的可溶性纖維素醋酸鹽。
9)在用蒸餾水進壹步清洗直到pH為中性(通常至少5次)後,將殘留物轉移到壹個15mL的圓錐形離心管中,並采用4.1.2的處理方法進行制片和保存。
說明:通常,這種分析過程在處理有機質相對豐富的粉砂巖和泥巖樣品時可取得令人滿意的結果。但是,在對第四紀的材料進行分析時,不可避免地要對分析過程做適當調整,例如,沈積物中有機物極少,或實際上除了有機物什麽都沒有。如含極少的有機物,所處理的樣品壹定要比1cm3大得多。如果首先用過篩清除砂粒和黏土顆粒來分離某些礦物成分,那麽,處理這些樣品所用的化學試劑或許會減少些。另壹方面,泥炭的處理極大地受制於醋酸水解過程。
4.1.4 泥炭
對泥炭樣品應進行堿處理和其後的醋酸水解作用,通常都會得到令人滿意的結果。對於成熟度較高的泥炭,其中的植物纖維素已遭到部分甚至完全的分解,只需進行堿處理。
4.1.4.1 堿處理
具體步驟如下:
1)向3～5g泥炭樣中加入＜10%的氫氧化鉀水溶液,直至試劑完全浸沒樣品為止,並在防熱和防酸容器(如玻璃燒杯)中煮沸5min。
2)加水後徹底清洗,直到水清為止。
3)如果肉眼檢查發現樣品中出現植物纖維素或花粉中含有原生質,便直接轉到第5)步進行醋酸水解作用。否則,可向殘留物中加入鹽酸(30%),確保堿被完全中和。
4)加水並進行多次徹底清洗。
4.1.4.2 醋酸水解作用
由於醋酸水解試劑遇水後可能發生爆炸,因此在實驗之前所有要用的器具和樣品都必須幹透。具體步驟如下:
1)向離心的殘留物加入冰醋酸進行脫水反應並將表面的漂浮物倒掉。
2)在熱的離心管中加入新鮮的混合醋酸水解作用試劑[由9∶1比例醋酐(CH3CO)2O+濃硫酸組成],反復攪動使其充分混合。
3)將其放置在沸水中進行熱水浴(1～15min不等)。
4)離心並非常小心地將離心管上面的清液倒入打開自來水龍頭的水槽中。
5)用冰醋酸沖洗殘留物,離心,倒出清液。
6)加水並多次徹底清洗。如果肉眼檢查發現樣品中含植物纖維素或花粉中含有原生質,重復步驟1)至5)。
7)選擇篩選去掉粗的顆粒,是集中孢粉的好方法(篩孔的大小為150μm或200μm,可使大孢子通過)。
采用4.1.2的處理方法進行制片和保存。
4.1.5 褐煤
褐煤的處理過程通常包括了氧化處理和堿處理。成熟度很低的褐煤,氧化處理有時可以省去。壹種最好的檢驗方法是將少量的褐煤樣品放在載玻片上,滴上壹滴5%～10%堿溶液,在顯微鏡下觀察其反應:如果顆粒分解,堿液變為深褐色,並可能會看到某些孢型,則氧化處理就可不必進行。在氧化處理過程中,也可用這個方法來檢查材料是否已充分氧化或是否還需要進壹步氧化。氧化試劑的選擇主要取決於樣品材料的煤化程度。對低成熟度的褐煤,氧化試劑壹般使用硝酸,並采用不同的濃度、溫度和反應時間;而對較高成熟度的褐煤,推薦使用稀釋的舒氏溶液作為壹種較強的氧化劑。
4.1.5.1 氧化處理
具體步驟如下:
1)將10～20g樣品材料放到100mL硝酸中(濃度為25%～30%)。
2)將其擱置至褐煤部分分解或易於破碎時為止。
3)加入蒸餾水並將樣品擱置24h左右。
4)多次用水充分地沖洗殘留物。
4.1.5.2 堿處理
具體步驟如下:
1)加氫氧化鉀(濃度小於10%)直至樣品完全浸於堿液,並將其加熱至近於沸騰。如見到樣品已反應,即液體變為褐色,加熱的溫度可以低些。
2)加水並充分清洗,直到水清為止。
3)加入鹽酸(濃度30%)。
4)加水並多次充分清洗殘留物。
5)如果檢查中發現孢型仍然被塊狀無定型有機物包圍,重復上述步驟。
采用4.1.2的處理方法進行制片和保存。
4.1.6 煤
氧化處理是處理煤樣品過程中最重要的步驟。中級,甚至高級煤通常使用舒氏溶液進行氧化處理。如果煤的成熟度很高,使用發煙硝酸可以達到同樣的目的。可是,在這種情況下,後面的堿處理就不必了,但在氧化處理之前,應該用溴水(Br2)對樣品進行鹵化處理(見“氧化處理”部分)。舒氏溶液的制備有濕法和幹法兩種。濕法是把壹份飽和的氯酸鉀溶液和兩到三份冷的濃(70%)或發煙硝酸(純)混合在壹起,或者將氯酸鉀(KClO3)加入到發煙硝酸中直到飽和為止。幹法是將氯酸鉀晶體或氯酸鈉晶體與等量的煤混合在壹起,再加入2～3倍量的濃硝酸。應註意的是,盡管幹法比濕法反應速度快,但反應過程中產生了氯酸(HClO3),壹旦其濃度超過30%將會自爆。
4.1.6.1 氧化處理
具體步驟如下:
1)將100mL舒氏溶液加到10～20g樣品中(濕法)。
2)觀察其反應,如果氧化作用強烈,可以小心地加水以降低其反應速度。如果反應速度很慢,將其靜置24h或直到使用堿溶液檢驗(見4.1.5)表明氧化已完成為止。氧化處理的時間很大程度上取決於樣品的性質,據報道采用舒氏溶液進行氧化處理所需的時間相差很大,如對某種褐煤中的有機殘留物只需5min,而對含瀝青煤至少需要8天。氧化時間太長時,要每隔24h換壹次舒氏溶液。
3)多次加水並充分清洗數次,直到水清為止。
4.1.6.2 堿處理
具體步驟如下:
1)在樣品中加入氫氧化鉀(濃度＜10%),加熱至近於沸騰,如果能肉眼觀察到反應的進行,即液體變為棕色,反應溫度可以低些。
2)加水後充分清洗,直到水清為止。
3)加入鹽酸(濃度30%)。
4)多次加水並充分清洗殘留物。
5)如果檢查中見到孢型仍然被塊狀無定型有機物包圍,重復上述步驟。
如果經過上述過程處理後,氧化處理並未達到滿意結果,可以進行適當的調整,如增加舒氏溶液中硝酸的比例,小心地對氧化試劑進行加溫,或增加反應時間。也可以使用更強的氧化劑,如發煙硝酸。但是,所有這些步驟在操作時必須格外謹慎,如果反應過頭,樣品便作廢。
采用4.1.2的處理方法進行制片和保存。
4.1.7 說明
各實驗室可根據自身的條件對上述處理流程進行調整。但是,無論采用哪種常規處理流程,還是對流程進行部分調整,必須小心行事,必須對所有步驟進行仔細記錄,並徹底完成,以避免樣品中潛在價值組分失掉的危險。對獲得的結果需要仔細驗證,因為分析的質量以及由此得到的數據可能差別很大,以致影響結論。
4.2 孢粉實驗室的安全要求
安全是至關重要的。每個具有潛在危險性的分析方案以及對廢物的處理方法都必須與相關環保部門的安全人員進行討論。必須嚴格遵守所有的安全規定,在分析孢粉樣品之前,必須掌握危險化學試劑壹旦發生意外溢出時采取的應急處理程序。實驗時要壹直穿著防護服,大多數的化學處理都應該在通風櫥中進行。尤其是在進行氫氟酸、氧化和醋酸水解過程中,必須戴上防護的橡皮手套、短袖、圍裙以及面具。使用氫氟酸時,無論稀釋到什麽程度,都不要關閉通風扇和沖水系統。實驗室應配備應急沖洗設備。
從事孢粉分析的實驗人員需經嚴格的專門培訓,熟悉各種分析流程、各類化學藥品特性、各類分析設備性能、實驗室安全條例和實驗室應急處理預案。孢粉分析實驗人員必須具有豐富的知識和熟練技巧。差的分析技術所做出來的顯微鏡薄片不僅難以研究,而且不能令人滿意,因為所獲得的數據本身就不可靠。
4.3 透射光學顯微鏡技術
透射光學顯微鏡是研究化石孢粉的壹項最傳統的技術,至今仍是孢粉化石常規鑒定中最廣泛使用的技術。如果標本是透明的,這種技術就可以保障能仔細觀察到孢粉的表面結構和紋飾,同時可以清楚地展示孢粉的內部結構。
透射光學顯微鏡有許多類型,其中有些已被證明對某些孢粉化石材料的研究效果很好。常見的顯微鏡品牌有Leica、Nikon、Zeiss和Olympus等。
通常用10倍目鏡、40倍或100倍(浸油)物鏡。常規計數采用400倍,關鍵鑒定則需放大1000倍。為準確定位和詳細研究某些重要的孢粉,壹個帶有移動標尺的載玻臺是必要的。近年來,“England Finder Slide”由於能不受所使用的顯微鏡型號的影響而確定標本在薄片上的準確坐標,已成為最受歡迎的定位方法。
為了詳細觀察和進行顯微照相,必須仔細調節顯微鏡以確保有適當的光線、亮度、對比度及景深。多數研究用的顯微鏡都可用於顯微照相(光學和數碼成像系統)。
4.4 電子顯微鏡技術
4.4.1 掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡已成為孢粉觀察和顯微照相的手段之壹。它具有分辨率高、信息量大的特點,能科學地提供三維和最大景深的孢粉圖像。
進行掃描電子顯微鏡樣品制備有兩種方法:①直接將實驗室分析獲得的含孢粉的有機殘留體黏合到電鏡座上;②取少許含孢粉和水的有機殘留物置於載玻片上(無蓋玻片),在光學顯微鏡下觀察,對需要研究的孢粉顆粒進行光學顯微鏡照相後,用細小的毛筆將需研究的指定孢粉顆粒挑出黏合到電鏡座上。第壹種方法制備樣品時間短,但是,在分類和對比研究中可能出現壹定的偏差;第二種方法制備樣品時間長,分析出的結果十分精確,人們在進行系統孢粉學研究中多采用這種方法。
有許多黏合劑可用來將標本黏到掃描電鏡的電鏡座上。黏合劑的選擇取決於:材料的性質,是否需要將材料從電鏡座上取下,電鏡的機械要求,以及個人在某種程度上的偏好。使用黏合劑應註意的是,壹方面要確保使膠充分黏滯,但又不會在標本周圍皺縮;另壹方面又要確保膠不至於太黏而妨礙黏附標本。
采用可溶性膠固定的標本,可以從電鏡座上取下。方法是用壹把很細的刷子蘸或浸上溶劑,輕輕地在標本與膠之間刷。單個標本也可以小心地從多個標本的電鏡座上取下。
電鏡座最好貯存在溫度相對受到控制且無塵密封的幹燥環境中。有設計好的壹些小盒子,專門用來存放各種不同類型的電鏡座。電鏡座要放在架子上,架上的每個小格都不能滑動,這樣即使盒子上下翻倒了,也不會造成電鏡座撞到蓋子上。把每個電鏡座放入玻璃皿中,蓋上蓋子,將便於儲藏保存。如果幹燥劑放在裝電鏡座的玻璃皿或盒子中,它須加以密封和固定,以防止損害標本。畫壹個草圖,標示電鏡座上的多個標本。如果草圖方位不明顯,應在電鏡座上加示明顯標誌。
4.4.2 透射電子顯微鏡
透射電子顯微鏡在孢粉化石的研究上具有重要意義,可以提供孢粉組織壁在超微結構方面的有用信息。從事透射電子顯微鏡研究的最好材料是原位保存的孢粉(保存在植物生殖部分中的孢粉),其次是散在沈積物中經實驗室分析出的孢粉。
必要時還需要對許多顆粒進行切片,在超微切片之前,需要對每個花粉粒或孢子進行準確定位。有幾種方法可用來定位,壹種方法是用薄晶片來包埋標本,使得在切片時能看到並定位顆粒;另壹種方法適用於小花粉粒或分散樣品,即用吸管把花粉粒吸到纖維素濾器上,接著在瓊脂中對濾器雙面鍍膜。將這些濾器脫水,並在淺平底鍋中用樹脂逐漸浸透;還有壹種方法是將花粉粒放在小塊瓊脂中,對瓊脂塊用4%的低聚甲醛和2%的鋨酸處理,再用不同濃度乙醇脫水,隨後移入氧化丙烯中,並用Epon-Araldite包埋。
孢粉粒化石超薄切片可進行染色處理。采用戊二醛處理孢粉粒,並在包埋前再用鋨酸處理;可采用在切片後染色,最常用的染色劑是2%的乙酸雙氧鈾、2%的高錳酸鉀水溶液和0.25%的檸檬酸鉛。
玻璃刀多用於化石孢粉的切片中,切片的顏色為銀色至金黃色。需要特別精細的壁層結構時,金剛刀顯示了很好的優越性能。切片壹經切下,可用1mm×2mm的有槽載網收集,並幹燥。載網上有壹層福爾蒙瓦爾膜。對不同大小的孢粉粒,可用不同或不使用支持膜。為了獲得完整的切片圖像,部分切片可制備在普通的載玻片上,在光學顯微鏡下觀察、照相。
切片可置於透射電子顯微鏡下進行觀察和照相。由於孢粉壁的復雜性和透射電子顯微鏡缺乏低倍圖像,有時必須對孢粉顆粒的顯微照片作蒙太奇處理。盡管需要多張顯微照片才能組合成“單個”畫面,但是這樣的復合顯微照片能從整個孢粉顆粒角度分析萌發孔器的位置、調節結構和壁結構差異等特征。
到現在為止,化石孢粉的超微結構暫不能提供地史時期生物區系的生物學及其演化的信息。盡管在化石孢粉研究中已有現成的標準技術,但是研究者必須對這些技術作適當的調整,從事適合所要研究的問題及標本的保存狀況。
4.5 孢粉化石的定名
若孢粉化石標本的主要特征與某壹生物分類階元的特征相同,則可將其歸入該生物類群;若化石標本與已知的所有生物類群的主要特征皆不相同,則應建立新的生物分類階元,並予以命名。孢粉的命名必須遵循國際植物命名法規(ICBN)(Greuter et al.,1994),化石孢粉的命名基本上采用雙名法。命名的規則如下:
1)合法性,孢粉名字最基本的要求就是要具有合法性,即符合國際植物命名法規,同時被古生物學界廣泛接受和使用。
2)優先律,國際植物命名法規的基本原則是優先律,即同壹分類群(屬和種名)首次有效發表的命名為正確名字,對後來的名字(同物異名)享有優先律。需說明的是,優先律有“啟用日期”,在此之前有爭議的名字是無效的。化石植物(含孢粉)優先律“啟用日期”是1820年12月31日(見Greuter et al., 1994)。
3)分類,孢粉工作者要為某壹分類群提供所使用的名稱,必須遵循國際植物命名法規,命名必須附有相應的描述和專有的“鑒別特征”,用以闡明新類群與其他類群的區別。合格新分類單位(屬種)的發表,必須附有英文或拉丁文的鑒別“特征”詳細描記,並附有實物的圖片等。化石孢粉的分類系統多采用假類群系統,即R.Potonié和Kremp提出的系統,主要根據化石孢粉的形態來建立其雙名法(種)。設想將所有時代的孢粉都囊括到壹個綜合分類體系中,將它們編排在壹個***同的分類單位體系之下。孢粉被置於壹系列不同的分類等級中,這些等級類似於生物分類系統中的不同分類單元,但術語卻是始於軍隊的編制系統,核心的單位是Turma,在其上是Anteturma,其下依次是Subturma、Infraturma、Subinfraturma等。通過這壹體系,新描述的化石孢粉可被歸於結構上最為相近的類型中。該分類廣泛應用於古生代和部分中生代孢粉分類中,但對時代較新(古近紀以來)的孢粉類群作用不大,這些孢粉中許多類型均可歸於現生的科。
4)模式,模式是將壹個生物名稱與特定的生物或化石標本直接或間接聯系起來。每個名字(種、屬或科以上的單位)都具有模式(type),即命名最終依據的標本。命名者指定的模式稱為正模(holotype)。如果命名者沒有指定正模標本,後來的學者就要從作者所依據的標本中選出模式,即為選模(lectotype)。如果原始的材料全部丟失,就從公認的並能代表這壹屬種特征的標本中指定新模(neotype)。較新版本的國際植物命名法規(Greuter et al.,1994)對模式采用的規定做了重要的改革,提出了“附模”(epitype)的概念。所謂附模就是“當正模、選模或先前指定的新模……明顯的含混時,可選用解釋的模形圖或插圖”。這壹概念的提出有助於後來的學者在選出的正模標本很差時(也許是保存很差),也可以借此使得命名更為嚴謹。
4.6 儲存
孢粉樣品的儲存分為三個部分:①巖樣的保存,參照巖石、礦物和化石標本的保存方法,要求幹燥和密封;②薄片的保存,放在專用標本盒中,保存在相對平穩、幹燥、低溫的環境中;③實驗室分析殘留物的保存,將剩余殘留物轉移到具標簽的小瓶中,吸出多余水,加入甘油(甘油溶劑)和幾滴飽和酚溶液(後者可防止微生物活動和真菌滋生),並封存好,保存在相對平穩、幹燥、低溫的環境中。
4.7 運輸
孢粉化石的運輸相對比較簡單。無論是薄片、裝有機殘留物的小瓶,還是巖樣,在運輸過程中,應包裝完好,要有壹定的防震保護措施。在通過郵局和運輸部門郵寄時,應作為易碎郵品,勿壓和勿摔等,要求輕拿和輕放。建議含孢粉化石的薄片和小瓶盡量不要采用郵寄的方式運輸,可派專人隨身攜帶。