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叠层石揭示扬子台地东缘在早奥陶世的浅海水深差异
2020-04-08 | 编辑: | 【

大量的研究表明,奥陶系记录了浅海生态系统在地质历史上最重要的一次变革:后生动物主导的生物礁大规模地替代微生物礁。这一关键转变曾以古生代珊瑚-层孔海绵礁的兴起为标志,被认为主要发生在中奥陶世。然而,近年来越来越多的证据显示,早奥陶世的苔藓虫、海绵类(例如石海绵、角质海绵和高钙化海绵等)和珊瑚型(coralomorph)底栖动物便已在世界各地的陆表海环境参与造礁,甚至形成类似现代珊瑚礁的钙质礁格架结构。这些早期的后生动物礁大多出现在奥陶纪的第二阶(弗洛阶),而在早奥陶世特马豆克阶(第一阶)微生物礁仍然非常繁盛。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队博士研究生于深洋在李启剑博士和李越研究员的指导下,联合英国布鲁内尔大学Stephen Kershaw博士,对安徽南部下奥陶统地层进行了多次野外科学考察,系统采集了不同剖面特马豆克阶仑山组的叠层石样品,并通过显微薄片开展了深入研究。相关成果已于近期在国际期刊Facies上在线发表。

研究发现:在较近岸的北贡剖面,叠层石礁呈平缓的穹隆状,微生物岩主体由纤维状钙质微生物(蓝细菌)构成(见插图1),有柄棘皮类直接附着在微生物所形成的硬底上生长。而在相对远岸的马鞍山剖面,叠层石呈柱状或尖锥状,单个叠层石柱可高达1米,同时缺乏棘皮动物等底栖固着生物。与这些碳酸岩台地边缘的叠层石形成对比,更远岸剖面斜坡相的大坞圲组组因进入无光带而缺乏微生物礁(见插图2)。 

微生物岩的宏观和微相特征显示扬子台地东缘特马豆克阶仑山组叠层石的古地理分异主要受控于古水深。与扬子台地西部陆表海域相比,该研究聚焦的安徽南部案例显示出微生物礁主导的特点,底栖后生动物鲜见,不但说明后生动物礁替代微生物礁的过程具有强烈的地区差异,也印证了早奥陶之初确实是显生宙中微生物岩最丰富的时期之一,代表了叠层石最后的黄金时期。该研究为生物礁生态系统的早期演化提供了重要线索。

本研究获得了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项(B类)和中科院青促会的经费资助。

论文相关信息:Yu, Shenyang., Li, Qijian*., Kershaw, Stephen. et al. Microbial reefs in eastern Yangtze Platform, South China Block: the last golden age of stromatolites in the Ordovician. Facies 66, 12 (2020).(DOI:https://doi.org/10.1007/s10347-020-0596-x)

1. 安徽南部北贡剖面早奥陶世特马豆克阶山组的叠层石的微相照片. A) 相互缠绕的钙质微生物丝状体(Gi); B) 保存良好的长条状微生物丝状体; C) 缠结呈凝块状的钙质微生物丝状体; D) 带有生物钻孔(Cm)的棘皮动物碎片(Cr) 

叠层石揭示扬子台地东缘在早奥陶世的浅海水深差异

图2. 安徽南部早奥陶世特马豆克阶仑山组的叠层石的古地理分异示意图







 
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