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埃迪卡拉纪宏体化石埋藏学和古生态学研究新进展
2020-06-09 | 编辑: | 【

  全世界范围内广泛分布的埃迪卡拉生物群,是“寒武纪生命大爆发”前夕最为独特的宏体化石生物群。其时代为埃迪卡拉纪中-晚期(579-541Ma),代表了一些最早的具复杂形态的宏体多细胞真核生物组合,其中大多化石是以铸模或铸型的方式保存在粗碎屑岩中。近来的研究表明,部分埃迪卡拉型化石也可以以铸模或铸型的方式保存在碳酸盐岩中,或者以碳质压膜的形式保存在黑色页岩中,并且可以延伸到埃迪卡拉纪早期(635-579Ma),但仅有极少数类型化石可以同时出现在不同的埋藏窗口中。 

  我国华南扬子地台埃迪卡拉系地层发育完整,岩性多样。其中的陡山沱组/蓝田组的黑色页岩和灯影组石板滩段的灰岩中,都产出有埃迪卡拉型化石,为拓展埃迪卡拉纪宏体化石的地层、环境、埋藏和生态分布等认识奠定了重要的基础。 

  中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队万斌副研究员等人,与美国弗吉尼亚理工大学、加利福尼亚大学河滨分校,以及印度比巴尔-萨尼古代科学研究所的研究者合作,在华南的蓝田生物群和石板滩生物群,以及澳大利亚的埃迪卡拉生物群中,发现了一类共同的化石分子——扇状化石Flabellophyton。该研究成果近期以焦点综述(Focus review)的形式发表在国际著名期刊《冈瓦纳研究》(Gondwana Research)上。 

  扇状化石Flabellophyton是蓝田生物群(635-579Ma)中的代表分子,以碳质压膜的形式的保存于埃迪卡拉纪蓝田组二段的黑色页岩中;随后又被发现于澳大利亚南部埃迪卡拉纪中-晚期的埃迪卡拉生物群(560-550Ma)中,并以铸模或铸型的方式保存在埃迪卡拉砂岩段;近来,该研究团队又在华南埃迪卡拉纪晚期的石板滩生物群(551-539Ma)中发现了这类化石,其以铸模或铸型的方式保存在灯影组石板滩灰岩段中。基于我国华南蓝田生物群和石板滩生物群中的化石材料,研究人员对这类化石进行了系统分类和描述,识别出了三个不同的形态种:蓝田扇形藻(F. lantianense)、标准扇形藻(F. typicum sp. nov.)和钝锥扇形藻(F. obesum sp. nov)。依据形态学特征和解剖学结构,将其恢复为一种具有基部固着器、下部柄状结构、上部锥状主体和顶端开口的,营固着底栖、直立生长的疑难生物类型。 

  这一发现不仅扩展了扇状化石Flabellophyton的地层和时代分布,同时也使其成为目前唯一一种可以保存在三种不同埋藏窗口中的埃迪卡拉型化石。相关发现为进行比较埋藏学和古生态学提供了实证材料和新认识: 

  1)不同的埋藏方式和过程都在一定程度上参与了埃迪卡拉纪宏体化石的保存:蓝田生物群扇状化石Flabellophyton化石埋藏学研究表明有机质碳化、黄铁矿化和粘土矿物参与了化石的保存过程;石板滩生物群化石表明微生物席的参与和自生的方解石的充填有助于化石的保存;而埃迪卡拉生物群化石埋藏学研究认为自生的二氧化硅或者黄铁矿有助于微生物席形成“死亡假面”,促进了化石的保存。 

  2)一些重要的环境因素,例如水深、基底性质、水体的氧化还原状态等影响着埃迪卡拉纪宏体化石的生态和埋藏分布:扇状化石Flabellophyton具有较强的环境适应性和生态迁徙/扩张的能力,从埃迪卡拉纪早期蓝田生物群代表的间歇性氧化的较深水安静泥质基底环境,扩展到埃迪卡拉纪中晚期的石板滩生物群代表的动态氧化的较浅水碳酸盐岩基底环境和埃迪卡拉生物群代表的氧化浅水砂质基底环境。 

  3)蓝田生物群中的扇状化石Flabellophyton形成了埃迪卡拉纪早期的较深水环境中的固着底栖、直立生长的生态群落,这一简单的垂向生态系统取代了之前的较为原始的微生物席状生态系统,并在埃迪卡拉纪中-晚期同其它埃迪卡拉型生物一起逐步迁徙/扩展到了整个海洋,为之后复杂生态系统的形成奠定了基础。 

  本研究受到国家自然科学基金、中国科学院中科院战略性先导科技专项(B类)和重点部署项目、现代古生物学和地层学国家重点实验室项目,以及美国国家地理学会项目的联合资助。 

  论文信息:Bin Wan, Zhe Chen, Xunlai Yuan, Ke Pang, Qing Tang, Chengguo Guan, Xiaopeng Wang, S. K. Pandey, Mary L. Droser and Shuhai Xiao. 2020. A Tale of Three Taphonomic Modes: The Ediacaran Fossil Flabellophyton Preserved in Limestone, Black Shale, and Sandstone. Gondwana Research 84: 296-314.https://doi.org/10.1016/j.gr.2020.04.003 

埃迪卡拉纪宏体化石埋藏学和古生态学研究新进展

华南埃迪卡拉纪早期蓝田生物群(635-580 Ma)、埃迪卡拉纪晚期石板滩生物群(551-539 Ma)和澳大利亚埃迪卡拉生物群(560-550 Ma)的地层时代

华南埃迪卡拉纪早期蓝田生物群(635-580 Ma)、埃迪卡拉纪晚期石板滩生物群(551-539 Ma)和澳大利亚埃迪卡拉生物群(560-550 Ma)产出的Flabellophyton化石和复原图

华南埃迪卡拉纪早期蓝田生物群(635-580 Ma)、埃迪卡拉纪晚期石板滩生物群(551-539 Ma)和澳大利亚埃迪卡拉生物群(560-550 Ma)产出的Flabellophyton化石和复原图

华南埃迪卡拉纪早期蓝田生物群(635-580 Ma)中Flabellophyton组成直立底栖生态居群

华南埃迪卡拉纪早期蓝田生物群(635-580 Ma)中Flabellophyton组成直立底栖生态居群





 
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