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华南二叠系-三叠系界线微生物岩研究新进展
2020-05-25 | 编辑: | 【

  距今约2.52亿年前的二叠纪末期发生了显生宙最大的生物灭绝事件,造成了超过90%的海洋物种从地球上完全消失。后生动物的大量灭绝导致了微生物的极度繁盛,主要表现为灭绝之后的地层中微生物岩的广泛发育和微生物标志化合物丰度的激增。由于微生物岩广泛发育的现象主要发生在前寒武纪的地层中,因此二叠系-三叠系界线附近大量发育的微生物岩又被称为错时相,它是大灭绝后生态环境崩溃倒退回早期原始状态的一种标志。

  虽然二叠纪末大灭绝后微生物繁盛的现象已成共识,但关于这些微生物的种类组成和生活习性我们依然知之甚少。这是由于一方面微生物本身很难保存为化石,另一方面二叠系-三叠系界线附近的微生物岩主要为碳酸盐岩,强烈的成岩作用使微生物化石的保存更加困难。

  最近,由中国科学院南京地质古生物所郑全锋副研究员、李越研究员、张华研究员与中国科学院南海海洋研究所、南京大学的合作者,对华南多条二叠系-三叠系界线剖面微生物岩中的微生物进行了包括露头剖面、岩石光片、岩石薄片、扫描电镜和拉曼光谱等多尺度、多手段的综合研究,该研究成果已在线发表于《三古》(Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology)。

  研究发现,一类纹层状的微生物化石普遍存在于华南的二叠系-三叠系界线微生物岩中。该微生物化石主要包括两个部分:纹层状的柄和柄端的球状物。球状物直径约20-40微米,由泥晶镁方解石/白云石壁和亮晶方解石充填物构成。纹层状柄长度一般在几个微米到几百个微米间,主要由叠杯状的镁方解石或白云石泥晶纹层构成,之间可充填微亮晶或亮晶方解石。这类微生物化石在形态上与前寒武纪的底栖蓝细菌化石Polybessurus bipartitus极为相似,相似形态的底栖蓝细菌也生活于现代的巴哈马海岸。因此,这一微生物化石被暂定为似PolybessurusPolybessurus-like)化石,应为球状单细胞底栖蓝细菌化石。

  这类蓝细菌通过不断的分泌胞外聚合物形成长柄,一方面使菌体能够固着于岸边的浅海海底,另一方面能够使菌体不断上移,这些功能均使蓝细菌能够争取到更多的阳光进行光合作用。似Polybessurus化石广泛发育于华南的二叠系-三叠系界线微生物岩中,是界线微生物岩的主要造岩微生物化石。并且,由于似Polybessurus生长和排列方式的不同,形成了不同形态的微生物岩类型,包括叠层石、凝块石和树形石。

  本研究揭示了华南二叠系-三叠系界线微生物岩的主要造岩微生物类型、以及不同形态类型微生物岩的成因,一定程度上再现了二叠纪末生物大灭绝后赤道附近浅水碳酸盐台地滨岸环境的微生物群面貌,对于了解大灭绝后的海洋生态环境具有重要意义。

  该项研究得到了中国科学院前沿科学重点研究计划项目、战略性先导科技专项和国家自然科学基金委的资助。

  论文相关信息:Zhang, X.Y., Zheng, Q.F.*, Li, Y., Yang, H.Q.*, Zhang, H., Wang, W.Q., Shen, S.Z., 2020. Polybessurus-like fossils as key contributors to Permian-Triassic boundary microbialites in South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 552: https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109770.

华南二叠系-三叠系界线微生物岩研究新进展

华南二叠系-三叠系界线微生物岩剖面岩性柱状图

华南二叠系-三叠系界线微生物岩露头剖面特征

华南二叠系-三叠系界线微生物岩露头剖面特征

华南二叠系-三叠系界线微生物岩岩石光面特征

华南二叠系-三叠系界线微生物岩岩石光面特征

似Polybessurus微生物化石在岩石薄片中的特征及形态序列重建

似Polybessurus微生物化石在岩石薄片中的特征及形态序列重建

似Polybessurus微生物化石在扫描电镜下的形态和矿物特征

似Polybessurus微生物化石在扫描电镜下的形态和矿物特征

似Polybessurus微生物化石不同部分元素组成的扫描电镜能谱分析结果

似Polybessurus微生物化石不同部分元素组成的扫描电镜能谱分析结果


 
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