我国遗迹化石研究的新进展

遗迹化石学近年来在国际上取得显著的成绩,特别是把遗迹化石作为古生态学的一个部分用来解释沉积环境,研究造迹生物的活动习性同环境条件的关系,使遗迹化石的研究同古生物学、地层学、沉积岩石学和古生态学都发生密切的联系。生物遗迹在沉积物中形成的生物扰动和生物     

遗迹组构的精细分析功能及其应用:第15届国际遗迹组构专题研讨会综述

第15届国际遗迹组构专题研讨会于2019年4月26日至5月9日在捷克首都布拉格顺利召开。从口头报告、展板、野外地质考察及专题讨论等方面可以得出遗迹学理论取得的新进展及其应用主要集中于4个方面: (1)遗迹组构内涵的外延和精细分析功能的完善,为沉积微环境分析、成因地层学解译和油气水储集层的精细表征提供了科学的理论基础和实用的工作方法;(2)遗迹化石在古生态、古气候等研究中的应用已成为遗迹学的重要工作领域,旨在通过研究古生物丰富的行为学、埋藏学特征,解译(古)生物与沉积物的相互作用,揭示遗迹化石发育段的古生态与古气候特征,进而搭建古生物学、沉积学和层序地层学之间的桥梁;(3)遗迹化石在重大地质事件研究方面具有重要应用,特别是为研究生物大灭绝后生态恢复期因没有矿化骨骼而无法保存为实体化石的生物提供了良好的信息载体,同时也为研究生物复苏期生态系统状况和大地构造-沉积环境条件提供了宝贵的线索;(4)新技术和新方法正在遗迹学研究中得到广泛应用,必将推动遗迹学理论的进一步完善和生产应用的快速发展。     

豫西北奥陶系马家沟组三段遗迹组构及沉积演化规律

豫西北奥陶系马家沟组三段碳酸盐岩中遗迹化石丰富。在对野外露头实地观测的基础上,利用室内切片、薄片分析等对研究区奥陶系马家沟组三段遗迹化石、遗迹组构及沉积演化规律进行研究。结果表明:(1)研究区奥陶系马家沟组三段共鉴定出遗迹化石类型7属10种。(2)根据遗迹化石的分子组成、产状、共生关系、丰度与分异度以及生物扰动的程度,结合沉积学特征分析,共识别出遗迹组构4种:Psilonichnus遗迹组构主要发育在潮上带与潮间带上部(高潮坪)低能的沉积环境;Thalassinoides遗迹组构代表潮间带中-下部和台内滩等高能沉积环境;Helminthopsis遗迹组构反映局限碳酸盐岩台地内的潟湖和开阔台地内的滩间海等较低能的沉积环境。Helminthopsis-Chondrites遗迹组构揭示开阔碳酸盐岩台地中滩间海-台内洼地等非常低能的沉积环境。(3)建立了研究区马家沟组三段的层序地层格架,并在层序格架内对遗迹组构和沉积微环境的演化规律进行了研究,解译出研究区马家沟组三段经历了两次区域性的海侵—海退;综合岩石类型、岩石序列组合、沉积构造、生物化石、遗迹化石组合、遗迹组构等资料,建立了研究区奥陶系马家沟组三段各遗迹组构与沉积微环境的三维相模式。这对研究华北奥陶系沉积环境与沉积演化具有重要的借鉴意义。     

下扬子区下三叠统遗迹化石及其环境意义

<正> 遗迹化石是地质时期各类生物在生活期间进行居住、运动、寻食、代谢和生殖等行为习性活动,在沉积物表面或其内部留下的各种痕迹。作为重要的生物标志,遗迹化石可用来判别和恢复古代沉积环境。近年来,笔者在下扬子区的宿松、贵池、泾县、宁国、宜兴等地(图1)的下三叠统,发现大量遗迹化石。本文从遗迹化石组合特征出发,讨论遗迹化石与沉积环境之间的关系。承杨式溥教授鉴定遗迹化石标本,在此深表谢忱。     

遗迹学的可持续发展:第4届国际遗迹学大会综述

第4届国际遗迹学大会于2016年5月6日—9日在葡萄牙新伊达尼亚世界地质公园召开。从会议报告、展板、论文摘要集和野外地质考察可以看出:遗迹化石与沉积环境分析及遗迹化石的系统古生物学是当前遗迹学研究的热门领域,新概念和跨学科的研究方法将是未来遗迹学发展的重要推动力。对比表明,中国学者在遗迹化石的系统分类学、陆相遗迹化石以及新遗迹学领域研究较为薄弱。笔者认为,注重遗迹化石在地质突变期中的分析、发展新遗迹学、加强四足动物及鸟类足迹的研究,将是近期国内遗迹学的主要研究方向。     

中国遗迹化石研究创新阶段成就与展望

遗迹化石是生物成因的沉积构造,在古生物学研究中有着十分重要的意义。中国遗迹学发展历经了零星（1929~1978）、系统（1978~2004）与创新（2004~现在）研究3个阶段。在创新阶段,我国遗迹学家在 ① 地质转折时期生物与环境协同演化; ② 特殊遗迹化石; ③ 新技术与方法的应用; ④ 现代遗迹学研究这4方面取得了显著成就。本文在系统回顾总结我国近年来遗迹学研究重要成果的基础上,展望了未来遗迹学发展的5个方向：实验遗迹学、遗迹化石的地球生物学、遗迹学新理论、陆相遗迹化石研究及大数据和人工智能的应用。随着遗迹化石研究的不断深入,遗迹学这门古老学科一定会受到更多关注,未来必将会在古生物学、地层学、沉积学和古地理学研究中发挥更大作用。     

遗迹学的可持续发展:第4届国际遗迹学大会综述*

第4届国际遗迹学大会于2016年5月6日—9日在葡萄牙新伊达尼亚世界地质公园召开。从会议报告、展板、论文摘要集和野外地质考察可以看出:遗迹化石与沉积环境分析及遗迹化石的系统古生物学是当前遗迹学研究的热门领域,新概念和跨学科的研究方法将是未来遗迹学发展的重要推动力。对比表明,中国学者在遗迹化石的系统分类学、陆相遗迹化石以及新遗迹学领域研究较为薄弱。笔者认为,注重遗迹化石在地质突变期中的分析、发展新遗迹学、加强四足动物及鸟类足迹的研究,将是近期国内遗迹学的主要研究方向。     

21世纪遗迹学热点与前沿:第14届国际遗迹组构专题研讨会综述*

第14届国际遗迹组构专题研讨会于2017年4月29日至5月2日在中国台北台湾大学顺利召开。从会议口头报告、展板、会间和会后野外地质考察以及交流讨论可以看出遗迹学热点与前沿: (1)遗迹化石的系统分类将一直是遗迹学家努力的方向,旨在为古生物学研究提供丰富的行为学资料,并为沉积学、古生态学等研究提供科学、客观和简便的遗迹分类学框架;(2)遗迹组构分析在沉积学中的深入应用,能提供大量传统沉积学、地球化学分析所无法揭示的生物学信息;(3)重大地质事件的遗迹学响应以及遗迹化石的演化古生态学为地质—生命突变期研究提供了独一无二的新素材;(4)地微生物学与遗迹学的结合进行了初步有益尝试;(5)特殊化石行为如求偶行为的报道扩大了深时行为类型;(6)定量形态表征和统计分析是遗迹学研究精细化和定量化的重要途径,通过遗迹组构分析来定量刻画沉积环境因子是遗迹组构研究的重要前景方向。     

21世纪遗迹学热点与前沿:第14届国际遗迹组构专题研讨会综述

第14届国际遗迹组构专题研讨会于2017年4月29日至5月2日在中国台北台湾大学顺利召开。从会议口头报告、展板、会间和会后野外地质考察以及交流讨论可以看出遗迹学热点与前沿:(1)遗迹化石的系统分类将一直是遗迹学家努力的方向,旨在为古生物学研究提供丰富的行为学资料,并为沉积学、古生态学等研究提供科学、客观和简便的遗迹分类学框架;(2)遗迹组构分析在沉积学中的深入应用,能提供大量传统沉积学、地球化学分析所无法揭示的生物学信息;(3)重大地质事件的遗迹学响应以及遗迹化石的演化古生态学为地质—生命突变期研究提供了独一无二的新素材;(4)地微生物学与遗迹学的结合进行了初步有益尝试;(5)特殊化石行为如求偶行为的报道扩大了深时行为类型;(6)定量形态表征和统计分析是遗迹学研究精细化和定量化的重要途径,通过遗迹组构分析来定量刻画沉积环境因子是遗迹组构研究的重要前景方向。     

西秦岭西段志留纪遗迹化石

本文研究了西秦岭西段志留纪海水深浅不同的两种遗迹相及其沉积环境,一种是甘南迭部拉路沟中志留世晚期浅海砂岩系所含Cruziana遗迹相,另一种是川北若尔盖晚志留世早期深海复理石Nereites遗迹相。共描述遗迹化石10属11种,其中建立3个新遗迹种。这些遗迹化石对研究西秦岭的地层发育、沉积矿产和古环境的演变提供了重要的生物成因标志,对我国的遗迹化石研究也提供了新的资料。     

康滇古陆东侧早奥陶世遗迹化且合及其指相意义

康滇古陆东侧的下奥陶统,发育有一套碎屑岩相岩石组合,遗迹化石丰富,其组合与沉积相的关系密切,起到了极好的指相佐证。遗迹化石组合有三个特点:1、Cruziana产出层位由西向东升高,具穿时性,越过了整个早奥陶世;2、Cruziana分布较广,而Skolithos较局限;3、Cruziana与Skolithos在时间上交替出现,而在贵州赫章县则只有Skolithos相。     

东濮凹陷古近系沙河街组边缘海-浅海相识别与油气储层

东濮凹陷古近系沙河街组有无海相沉积久争不决。痕迹学、沉积学和古生物学综合研究,识别出那里存在海退与海进层序。海退层序在开31井3 553.30 m和3 552.70 m处分别见到压扁层理、双泥披(double clay drapes)。3 551.70 m处,出现丘状交错层理(表现为洼槽状向上弯曲平行纹理和凸起状向上弯曲平行纹理),显示前滨和临滨环境。3 551.50 m处,代表后滨环境的植物根迹出现,完成一个海退层序。另一个海退层序出现在新胡4井,从见到海相痕迹化石Diplocraterion、Palaeophycos、Terebellina开始(2 969.10 m;2 966.40 m)到出现植物根迹(2 931.93 m)结束。以上两个海退层序反映东濮凹陷沙四段沉积期,海水影响所及,仅限于边缘海的前滨和临滨深度范围。与海退层序不同,海进层序显示海水显著加深。文72-104井指示三角洲边缘海湾环境的痕迹化石Teichichnus(3 146 m),过渡带痕迹Rhizocoralliun(3 109.28 m)至滨外生物痕迹Zoophycos(3 050.10 m),记录到一次具有滨外环境的海进过程。开34井3 424 m至3 260 m依次出现透镜层理、植物根迹、透镜层理、羽状交错层理,解释为前滨环境。3 267~3 260 m由压扁层理(3 267.00 m)双向前积层理(3 266.81 m)为标志的前滨环境到具有Thalassinoides(3 266.25 m)、Macaronichnos痕迹化石所指示的临滨环境,再到生物扰动达70%并具颗石藻所代表的滨外浅海环境,结束一次海进过程。海进层序被固底底质控制痕迹相所指示的沉积不连续界面所限定,有利于不整合圈闭的形成。     

四川龙门山地区早-中泥盆世混积相遗迹化石及其环境分析

龙门山地区早—中泥盆世碳酸盐岩和碎屑岩组成的混合沉积相富含大量海相遗迹化石,可识别居住迹、进食迹、觅食迹、爬行迹和停息迹5大类14属,包括居住迹:Skolithos;进食迹:Chondrites、Phycodes、Planolites、Rhizocorallium、Thalassinoides和Zoophycos;觅食迹:Cylindrichnus以及Palaeophycus;爬行迹:Cruziana和Monomorphichnus;停息迹:Asterichnus、Lockeia和Rusophycus等,这些遗迹化石分属于4个遗迹化石组合,反映了不同沉积环境,分别为:(1)Skolithos—Thalassinoides遗迹组合,沉积于高能砂质环境中,为水动力较强的无障壁滨岸前滨;(2)Rusophycus—Phycodes遗迹化石组合反映了水动力较弱的近滨环境;(3)Chondrites—Palaeophycus遗迹化石组合反映了贫氧、水动力条件较弱的近滨下部环境;(4)Zoophycos—Palaeophycus遗迹化石组合反映的环境为正常浪基面以下,风暴浪基面以上的风暴沉积环境,据此建立了龙门山地区早—中泥盆世混积相遗迹化石生活环境分布模式。龙门山地区早—中泥盆世发现的3种类型Zoophycos遗迹化石,与腕足介壳富集层、波痕、丘状和洼状交错层理等反映浅水环境的沉积特征共存,表明泥盆纪Zoophycos形成于浅水环境。     

南极半岛西摩岛始新世拉揭塞塔组Teredolites遗迹化石研究

Teredolites遗迹化石是一类赋存于海相地层中的以木质基底为特征的钻孔遗迹组合,是由海相钻木类双壳动物(如船蛆、海笋等)寄生于漂浮或沉入海洋的树干中形成。Teredolites遗迹化石可指示浅海沉积环境,提供寄生木材的分类信息、古地理信息以及埋藏过程中的环境信息。本文研究了南极半岛西摩岛拉揭塞塔组顶部首次发现的一例Teredolites longissimus(Apectoichnus longissimus)遗迹化石,层位时代为晚始新世,根据木基底内保存的船蛆化石的发育特征和分布特征,确定本例为船蛆幼年群体对木基底的初期感染形成的钻孔遗迹。利用场发射扫描电镜(FESEM)和X射线能谱仪(EDS)对基底木化石和船蛆化石进行深入研究分析,将本例Teredolites遗迹化石的基底木化石定为裸子植物罗汉松科(Podocarpaceae)叶枝杉型木属未定种(Phyllocladoxylon sp.),证实了叶枝杉型木属在西摩岛上的分布延续至始新世晚期;船蛆化石内部赋存大量草莓状黄铁矿,其中粒径超过10 μm的草莓状黄铁矿占比达39.2%,最大粒径达到44 μm,粒径的统计和分析显示其形成于氧化水体沉积环境,证明始新世晚期南极半岛地区古海洋处于氧化海状态。     

贵阳地区下三叠统安顺组遗迹化石及古环境意义

贵阳地区下三叠统安顺组中的遗迹化石是研究P-T生物大灭绝后古环境、古生态的良好材料,在研究区发现、描述了8个遗迹属,9个遗迹种。安顺组中遗迹化石的垂向分布表明:安顺组一段以结构单一、个体较小的遗迹化石Planolites montanus,Palaeophycus curvatus和Phycodes palmatus为主;二、三段中遗迹化石属种增多、生物扰动增强,除了一段的3个遗迹种外还发现有6个遗迹种:Beaconichnus darwinum,Chondrites recurvus, Thalassinoides paradoxicus,Thalassinoides horizontalis,Arenicolites isp.,Rhizocorallium commune,在三段出现的复杂遗迹化石Rhizocorallium commune和Thalassinoides paradoxicus代表了本地区海洋环境在早三叠世晚期的重大改善。岩性特征和生物化石特征表明安顺组一段上部为台缘浅滩环境,二段为碳酸盐岩台地边缘斜坡环境,三段为靠近台地边缘的潮间-潮下环境,在一至三段沉积期,海水含氧条件有所改善,研究区处于浅海“宜居带”上。安顺组四段沉积于半局限台地内的潮间-潮上环境,处于“宜居带”之外,在此区域遗迹化石不发育,生物活动相对较弱。早三叠世奥伦尼克期遗迹化石发育特征表明生物复苏活动在碳酸盐岩台地边缘带相对活跃。     

Trace fossils from Talchir carbonate concretions,Giridih basin,Jharkhand

The carbonate concretions occurring at the bottom of Talchir fissile shale facies preserved signatures of various trace fossils along with a cast of doubtful organisms and cyanobacterial mat structures. The host shale deposited under glacial melt water fed lacustrine condition. The concretions, formed in poorly oxygenated conditions, are either of syndepositional origin and/or deposited a little below the sediment water interface and were later exhumed to the depositional surface due to erosion of soft mud overlying them. The trace fossils are both megascopic and microscopic in nature. The megascopic trace fossils are identified on the basis of their morphology as Monocraterion and Rhizocorallium. Some of the megascopic structures described remain problematic at present. The microscopic trace fossils are formed due to the activity of marine meiofauna (possibly by nematodes), which, although produced morphologically show similar traces of known larger ichnogeneras but much smaller than them. The discovery of these trace fossils apparently indicate the influx of saline water into a lacustrine domain during the Talchir sedimentation at Giridih basin. Moreover, presence of the above two megascopic trace fossils in the marine lacustrine carbonate concretions may lead researchers to consider their much wider environmental significance than hitherto believed.     

海相遗迹学的成就、问题与展望

海相遗迹学经历了博物学者时代、藻类时代、大辩论时代、黎明时代,目前正处于现代遗迹学时代。海相遗迹学发展历程中的里程碑事件包括:博物学者对遗迹化石的初步研究、遗迹化石真实属性的确立、德国森根堡海洋研究所的建立、遗迹化石的行为习性分类,以及遗迹相、遗迹组构等重要概念的提出和发展。在系统回顾总结海相遗迹学成就和问题的基础上,着重展示了海相遗迹学发展的3个方向:遗迹化石三维形态重建与形态发生模拟,综合遗迹分类学以及微观手段的运用。海相遗迹学在诠释遗迹化石所反映的生物行为习性以及不同尺度生物—环境相互作用与协同演化等方面具有重要意义。     

新疆塔里木板块西北缘早二叠世深水遗迹化石的发现及意义

在新疆塔里木板块西北缘下二叠统比尤勒提群中部首次发现了大量深水遗迹化石,主要包括Glockeria Ksiazkiewicz1968,Helminthoida sp.,Megagrapton sp.,Paleodictyon sp.,Paleodictyon(Glenodictyum)Croaticum Ulchman1995,Planolites sp.,Protopaleodictyon sp.,Scalaritubamissouriensis Weller1899,Spirophycus sp.等,代表典型深海环境的Nereites遗迹相。根据对温古尔剖面的研究,比尤勒提群下部为浅海陆棚相砂泥质灰岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥晶灰岩等;而含丰富遗迹化石的比尤勒提群中部为一套深海海底扇沉积的浊积岩系夹少量硅质岩,并且在浊积扇的不同位置所产遗迹组合类型也明显不同,扇根以觅食迹为主,含大量穿相分子,扇中开始出现牧食迹,扇梢则出现特征的耕作迹;比尤勒提群上部为浅海陆棚-滨海相沉积的硅质灰岩、泥晶灰岩和砂质灰岩及粉砂质泥岩、钙质砂岩等。该套遗迹化石组合与深海浊积事件密切相关,同时表明塔里木板块西北缘早二叠世时期存在一个陆棚浅海-深海盆地沉积环境,晚二叠世时期海水向西退去形成陆相沉积。     

西藏岗巴晚白垩世有孔虫动物群与海平面变化

西藏南部岗巴地区上白垩统的有孔虫动物群十分丰富，经鉴定共有52属130种。根据岩性，该地区上白垩统可以划分出三个最基本的岩石地层单位：冷青热组、岗巴村口组及宗山组。依据其中有孔虫的形态结构、生态环境、系统演化及地史分布等特征，可以划分出五个主要的有孔虫动物群，Rotalipora动物群，Whiteinella-Helvetoglobotruncana动物群，Dicarinella-Marginotruncana动物群，Globotruncana-Globotuncanita动物群及Orbitoides-Omphalocyclus动物群。这五个有孔虫动物在晚白垩世相继绝灭，其绝灭与古水深有着十分密切的关系，主要是受海平面变化的影响。     

新疆塔里木板块西北缘早二叠世深水遗迹化石的发现及意义

在新疆塔里木板块西北缘下二叠统比尤勒提群中部首次发现了大量深水遗迹化石,主要包括Glockeria Ksiazkiewicz 1968,Helminthoida sp., Megagrapton sp., Paleodictyon sp., Paleodictyon (Glenodictyum) Croaticum Ulchman 1995, Planolites sp., Protopaleodictyon sp., Scalarituba missouriensis Weller 1899, Spirophycus sp.等,代表典型深海环境的Nereites遗迹相。根据对温古尔剖面的研究,比尤勒提群下部为浅海陆棚相砂泥质灰岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥晶灰岩等;而含丰富遗迹化石的比尤勒提群中部为一套深海海底扇沉积的浊积岩系夹少量硅质岩,并且在浊积扇的不同位置所产遗迹组合类型也明显不同,扇根以觅食迹为主,含大量穿相分子,扇中开始出现牧食迹,扇梢则出现特征的耕作迹;比尤勒提群上部为浅海陆棚－滨海相沉积的硅质灰岩、泥晶灰岩和砂质灰岩及粉砂质泥岩、钙质砂岩等。该套遗迹化石组合与深海浊积事件密切相关,同时表明塔里木板块西北缘早二叠世时期存在一个陆棚浅海－深海盆地沉积环境,晚二叠世时期海水向西退去形成陆相沉积。