Pap illomembrana compta在贵州瓮安的发现——兼论陡山沱期大型具刺疑源类的对比及时代

首次报道贵州瓮安震旦系陡山沱组磷块岩中发现大型具刺疑源类 Papillomembrana compta。对震旦纪陡山沱期已发现的特色硅化或磷酸盐矿化大型具刺疑源类组合及国内外地层对比进行综合评述 ,结合同位素测年、化学地层和其他有关资料综合分析 ,对陡山沱组的年代问题进行探讨。现有研究资料表明 ,陡山沱组含大型具刺疑源类组合的层位应低于俄罗斯北部、澳大利亚、乌克兰、西伯利亚北部及加拿大纽芬兰等地发现多种典型伊迪卡拉期生物群的层位 ,年代应早于以伊迪卡拉期生物群爆发为标志的早期后生动物多样化的时段。     

贵州瓮安磷矿上震旦统陡山沱组地层和沉积环境

瓮安磷矿当时位于川黔滇台地东南边缘,是我国晚震旦世陡山沱期主要的磷矿之一。该区陡山沱组含磷地层中发现大量低等蓝藻和真菌、红藻、大型球状绿藻、疑源类及可能的后生动物化石,引起国内外地质学家和古生物学家的关注,尤其是最近报道从该地层中发现具细胞结构的海绵和动物胚胎化石,震动了各国古生物学界。瓮安磷矿的陡山沱组不整合于南沱组或板溪群之上,为灯影组浅灰白色白云岩层整合覆盖,以中部的古喀斯特侵蚀面为界而分为下、上两个岩性段,构成下段的白云岩—磷块岩—白云岩序列和上段的磷块岩—白云质生屑磷块岩—磷质白云岩序列。化石产于陡山沱组上段。     

瓮安生物群中后生动物化石研究进展及问题讨论

贵州瓮安埃迪卡拉（震旦）纪陡山沱期磷酸盐化生物群具有生物多样性特征，包含有蓝菌、多细胞藻类、疑源类、后生动物休眠卵及胚胎、可疑的海绵动物、管状后生动物和微小两侧对称的后生动物等化石类型，是迄今为止全球保存最为完好的晚前寒武纪磷质化石库。瓮安陡山沱组磷质岩提供了早期生命从简单到复杂进化过程中的重要化石记录，展示了埃迪卡拉生物群出现以前早期多细胞生物的生命景观，为研究晚前寒武纪生物圈面貌提供了一个重要的埋葬学窗口。近来，通过醋酸浸解法，在贵州瓮安陡山沱期含磷地层中发现了大量疑似后生动物的实体化石（包含了所有已经报道的类型或与之相似的化石类型）新材料，为了解这些化石的内部构造特征，将一些化石包埋后制作了定向薄片。基于上述化石新材料，结合定向薄片的研究和前人的研究成果，本文详细介绍了瓮安生物群中后生动物化石研究的新进展和存在的问题。     

湖北保康白竹陡山沱组磷酸盐化微化石新资料及其地层意义

周传明(2004)曾报道湖北保康白竹磷矿陡山沱组磷块岩中含有与瓮安生物群类似的磷酸盐化微化石,包括多细胞藻类Wengania,Paramecia,Thallophyca;大型具刺疑源类Meghystrichosphaeridium,Knol-lisphaeridium;球状蓝菌类Archaeophycus;丝状蓝菌类Siphonophycus,Obruchevella以及新发现的珍珠球藻Bacatisphaera.最近,作者对保康白竹磷矿陡山沱组进行了重新考察和采样研究.结果除发现上述微化石外,还发现大型具刺疑源类Papillomembrana compta,Appenendisphaera sp.;球状化石Megasphaera inornata,Megaclonophycus onustus以及峡东地区常见的丝状蓝菌化石湖北萨洛米藻(Salome hubeiensis)等.研究表明,本文报道的保康白竹磷矿陡山沱组的含化石层位与峡东地区陡山沱组第二段及贵州瓮安上磷矿层下部的微化石层位相当,组合面貌相似.新资料证明峡东地区陡山沱组第二段出现的疑源类下组合,包括多细胞藻类、大型复杂疑源类、球状化石、球状和丝状蓝菌化石等,区域分布广泛,层位稳定,具有重要生物地层学意义.     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉系陡山沱组硅磷质结核中的微体化石

本文报道的微体化石产于湖北宜昌樟村坪万家沟剖面埃迪卡拉纪陡山沱组第10层的硅磷质结核中,化石组合包括疑源类Appendisphaera grandis、Ericiasphaera spjeldnaesii、Knollisphaeridium maxi mum、Leiosphaeridia tenuissi ma、Meghystrichosphaeridium perfectum、Tianzhushania polysiphonia、T.spinosa、T.ornata;丝状蓝藻Oscillatoriopsis obtusa、Polytrichoides induviatus、P.lineatus、Salome hubeiensis、Siphonophycustypicum;多细胞藻类Sarcinophycus palilloformis、Wengania minuta。该微体化石组合面貌与黄陵背斜东、南翼陡山沱组二段硅质结核中以大型具刺疑源类Tianzhushania为特征的组合相同,与贵州瓮安地区陡山沱组上磷块岩下部保存的微体化石组合面貌基本一致。     

贵州瓮安陡山沱组磷块岩稀土元素地球化学特征与沉积期后变化

贵州瓮安陡山沱组磷块岩保存了可能是全球最早的后生动物化石 (瓮安动物群 ),对于瓮安动物群出现过程中的古海洋环境重建具有重要科学意义。但必须对成岩后生作用对磷块岩中的稀土元素改造进行评估。通过对贵州瓮安陡山沱组磷块岩的磷质碎屑、磷质和白云质胶结物、磷条带和泥条带等的稀土元素地球化学特征研究,确定沉积期后变化对稀土元素的改造影响不大。上矿层磷块岩沉积期形成的磷质碎屑、成岩期形成的白云质和磷质胶结物具相同的稀土元素配分模式,暗示了沉积期后的改造作用对瓮安陡山沱组磷块岩保存的原生沉积信息影响不大。瓮安陡山沱组磷块岩具有显著的重稀土亏损特征。磷块岩的磷质和白云质胶结物、伴生磷质碎屑、强风化磷块岩相近的ErN/LuN 比值,表明沉积期后的改造作用不是重稀土元素亏损的主要原因。磷块岩的ErN/LuN、LaN/NdN 与Ce/Ce 间的相关性,表明越氧化的沉积环境中,轻和重稀土元素亏损越强。     

贵州瓮安陡山沱组磷块岩的地球化学特征

贵州瓮安地区是震旦纪陡山沱期的一个磷块岩沉积区,生物作用是磷矿形成的重要因素。通过对贵州瓮安含磷岩系剖面地球化学特征的研究,认为磷块岩富集层是以P2O5与CaO构成的磷酸盐矿物为主,可分为白云质砂屑磷块岩和碳质磷块岩2个亚类;生物作用导致了磷块岩中Pb,As,Ba及Sr等微量元素的富集,其中亲硫元素Pb的含量最高达到1 446×10-6,反映了贵州瓮安震旦系陡山沱组磷块岩的成因与菌藻类生物作用密切相关。     

贵州瓮安陡山沱组含磷岩系沉积序列及磷块岩的形成

贵州瓮安陡山沱组磷块岩为碳酸盐岩型含磷岩系,属于浅海碳酸盐岩台地沉积区。对瓮安磷矿大塘剖面进行沉积环境研究,将Marinoan冰期后沉积的陡山沱组地层分为6个向上变浅的沉积序列。瓮安含磷岩系大部分为多旋回的叠置体,其常见的交错层理、波状层理、透镜状层理等表明了磷块岩形成于水体较浅的高能环境。南沱冰期后,陡山沱期剧烈的海侵作用引发上升洋流,携带富磷海水涌入浅水区,在海平面间歇性波动的条件下,为磷块岩的形成提供了物源与动力条件。     

贵州瓮安震旦系陡山沱组磷酸盐化疑源类化石新材料

贵州瓮安磷矿震旦系陡山沱组磷质岩中含有丰富的磷酸盐化疑源类化石，化石个体大，具形态多样的刺饰和多层结构的外壁，与峡东地区同期硅化疑源类组合总体特征相似，可直接对比。本文系统描述了在贵州瓮安磷矿陡山沱组新发现的疑源类化石4属4种，其中包含新属2个，新种2个，未定种1个。它们是Bacatisphaera baokangensis Zhou，Brasier et Xue，2001，Taeniosphaera doushantuoensis gen．et sp．nov．、Rugospinasphaera speciosa gen．et sp．nov．和Meghystichosphaeridium sp．。新材料的发现丰富了瓮安生物群的化石内容，为研究震旦纪陡山沱期海洋微体浮游植物群特征提供了重要的化石资料。     

晚新元古代瓮安生物群研究新进展

产于贵州瓮安，福泉，开阳地区晚新元古代陡山陀期磷块岩中的多细胞藻类，大型带刺疑源类，蓝菌丝状体和细菌化石，球状微体化石，后生动物化石等构成的瓮安生物群是世界上目前发现保存最完美的一个古生物群之一，本文在简单介绍翁安生物群研究现状的基础上，首次批露了笔者近些年来觅获和初步研究的单细胸原生动物，多细胞类海绵动物和类腕足类后生动物等一批新的动物化石资料，为地球早期动物起源，早期生物组织分化，适应辐射，生物多样化和早期海洋生物生态系统提供了珍贵的化石实证材料，此外，还论述了瓮安生物群发现的科学意义。     

贵州震旦系陡山沱组磷块岩成磷作用及与新元古代末期氧化事件(NOE)的耦合*

新元古代末期历经“雪球地球”和大气、海洋增氧事件后,发生了全球性成磷事件,贵州省震旦系陡山沱组大规模磷矿床沉积是本次成磷事件的典型代表。然而现阶段对贵州陡山沱组磷块岩成磷作用机制研究存在诸多争议,成磷事件与同期古海洋环境转变之间的关联研究也较为薄弱。作者以贵州省瓮安、遵义和丹寨地区陡山沱组原生磷块岩为研究对象开展的沉积学、岩石学、矿物学和地球化学特征研究表明: 陡山沱早期成磷作用被限制在浅水海岸,瓮安地区A矿层球粒磷块岩中大量的含铁自生矿物黄铁矿、海绿石以及无Ce负异常指示的贫氧沉积水体环境均表明,Fe-氧化还原泵成磷模式在富磷过程中发挥了重要作用;陡山沱晚期磷块岩分布扩散至较深水陆棚—斜坡沉积相区,磷块岩与富有机质岩层共生,矿物晶体形态特征与矿石内富含的大量生物化石均表明,有机质沉降聚磷作用和生物成磷作用促使磷块岩大量沉积,较明显的Ce负异常值也指示了海水氧气含量的提升。成磷作用模式的转变和磷块岩分布的扩展是对海洋增氧事件的沉积响应,同时造成的多细胞动物演化也影响了深部水体的氧化还原状态,进而反映了贵州省陡山沱组磷块岩大规模沉积与新元古代末期氧化事件(NOE)密切的耦合关系。     

“瓮安生物群”研究又取得重大成果

1998年《自然》（Nature）和《科学》（Science）杂志同时报道在瓮安地区震旦纪陡山沱期的磷块岩中发现具有三维结构的多细胞藻类、后生动物胚胎和具有组织结构的海绵动物等化石，引起了国际学术界的极大关注与争论，被认为是近代演化生物学研究领域中的四项重大成就之一。有关瓮安生物群的研究已经成为地球早期生命研究的一个“热点”。     

峡东区上震旦统陡山沱组发现宏体化石

峡东区上震旦统陡山沱组顶部发现宏体化石,包括高级藻类和蠕虫类,共8属10种,其中有些分类未定的化石。这从形态学上证明了后生藻类植物的分化及第一次为后生动物在陡山沱期的存在提供了可信的证据。这是一次有突破性的发现。     

贵州瓮安地区早寒武世含磷岩系有机地球化学特征

贵州瓮安水银山的下寒武统底部的磷块岩的生物标志物以及单体烃碳同位素分析表明,正构烷烃以nC17和nC27为优势,无奇偶优势;Pr/Ph为0.95,显示弱的植烷优势;萜烷丰度顺序为五环三萜烷三环萜烷四环萜烷;规则甾烷呈不对称的"V"字形分布,表现为C29C27C28的分布特征。正构烷烃的单体碳同位素值随碳数增加的曲线变化略显平缓,变化范围较窄(-31.13‰～-33.14‰)。这些生物标志物和单体烃碳同位素的特征表明,贵州瓮安水银山磷块岩中生物母源主要是低等的水生藻类的输入,高含量伽玛蜡烷和三环萜烷以及Ts/(Ts+Tm)比值为0.37(0.5)的特征表明深部温盐流上涌是形成这套磷块岩的主要原因。     

贵州瓮安陡山沱组磷块岩的稀土元素地球化学特征与沉积古环境

晚元古代末的陡山沱期(550-600Ma)是地球历史生物、化学和气候变化的剧烈时期。通过对贵州瓮安陡山沱组磷矿的稀土元素研究，确定上矿层磷块岩的北美页岩标准化稀土模式具负Ce异常、轻和重稀土亏损及中稀土富集特征。下矿层磷块岩稀土模式为轻微负Ce异常、轻微的轻和重稀土亏损及中稀土富集。下矿层磷块岩的Ceanom值为-0．065～-0．077，上矿层磷块岩的Ceanom为-0．26～-0．291，表明瓮安磷矿沉积古环境从下矿层的还原条件转变为上矿层的氧化条件。这种南沱冰期之后的环境变化可能为瓮安动物群的大爆发提供了必要的条件。     

湖北宜昌白果园陡山沱组层序地层及磷块岩成因研究

新元古代陡山沱期是扬子地台重要的成磷期,鄂西白果园磷块岩就形成于当时海侵不断扩大的过程中。白果园陡山沱组位于黄陵背斜西北部,磷矿赋存于陡山沱组下部。对白果园剖面进行层序地层学研究,将南沱冰期后沉积的陡山沱组和灯影组划为一个二级层序。含有磷块岩的陡山沱组,代表了南沱冰期后强烈的海侵活动的特点,将其划分为六个三级层序,磷块岩形成于第一个三级层序内。在层序1的海侵体系域上部与高位体系域下部所反映的潮下带,砂屑磷块岩品位很高。冰期时的物理风化和陡山沱期化学风化作用将地表含磷物输入海洋,海侵引发的上升洋流携带富磷海水涌入浅水区,为磷块岩在层序1内的形成提供了物源与动力条件。初次海侵对磷矿形成十分有利,高品位的含磷层对应于最大海侵阶段。采用地球化学方法对含磷岩系进一步研究后表明,生物有机质对白果园磷块岩的形成有重要作用。大冰期过后陡山沱期新的古海洋生态系统开始构建,使生物生产率迅速恢复,为生物有机质的成矿作用提供了机遇。其有机碳含量介于盆地型磷块岩与台地型磷块岩之间,显示了泥页岩—碳酸盐岩型含磷岩系Corg含量的“过渡性”特点。由于其含磷岩系形成的环境为半局限性滞留洼地,白果园磷块岩是弱还原—弱氧化环境的沉积产物。与邻区贵州瓮安的台地型磷块岩进行对比,台地型磷块岩由于更为氧化的环境而具有低Corg和高P2O5特点。通过与早寒武世云南昆阳磷矿的对比,发现能量较高并具有丰富藻类的潮下带为磷块岩形成的优势区带,但白果园不具备昆阳磷矿的藻滩成磷环境。所以,白果园磷块岩的形成是海侵作用和生物有机质的参与等因素共同作用的结果。     

湖北长阳古城埃迪卡拉系陡山沱组下部的疑源类化石组合

本文系统报道长阳地区陡山沱组底部硅质结核中发现的疑源类微体化石,并在陡山沱组二段中首次发现 Hocosphaeridium scaberfacium.研究发现,长阳古城剖面埃迪卡拉系陡山沱组底界之上13.9-22.6 m处产丰富的疑源类化石,目前己发现大型具刺疑源类化石9属11种(含1个未定种),包括:Distosph...     

贵州瓮安埃迪卡拉系陡山沱组上段底部和下段的遗迹化石

贵州瓮安地区埃迪卡拉系陡山沱组上段产有保存良好的具有生物多样化特征、包含多种门类磷质球粒状化石库的“瓮安生物群”,成为地球早期生物特别是早期后生动物和动物胚胎化石研究的焦点地区。描述了产自瓮安陡山沱组“瓮安生物群”产出层位底部和之下层位的3个后生动物遗迹：Wenganichnus nanbaoensis（ichnogen. et ichnosp. nov.）为具有衬里和半月形回填构造的微弯曲的潜穴管; Doushantuoichnus curvatus（ichnogen. et ichnosp. nov. ）为具有细小横纹脊的中沟和两排呈叠瓦状排列的小羽叶状凸起的表生迹;?Planolites ichnosp. 为任意弯曲的、与围岩岩性略有区别的长线状底迹突起。遗迹化石的形态特征表明它们的造迹生物为沿一定方向运动的、背部与腹部以及前部与后部分化的、两侧对称的蠕虫状后生动物,而非沉积构造。“瓮安生物群”中后生动物的卵和胚胎化石可能系不易保存的软躯体动物的卵和胚胎在水动力作用下与沉积物一起被搬运、沉积,埋藏于较高能浅水环境并处于休眠状态,且被保存。     

瓮安震旦系磷块岩中的生物成矿作用

生物的聚磷作用是磷块岩形成不可忽视的因素,海相磷块岩的大规模形成与生物成矿作用之间的关系十分密切。黔中地区震旦系有较厚的含磷岩层,震旦纪生物群的复苏和繁盛可能对同期磷块岩的沉积有促进作用。文章以震旦系瓮安富磷地层中抽提的有机组分为主要研究载体,采用生物标志物等技术从分子水平对其进行测试。结果表明:正构烷烃等多种分子化石的存在,暗示其生物母质源于菌藻类;正构烷烃δ(~(13)C)值变化曲线反映了南沱冰期后海洋中低等水生生物的种类相对单一。     

震旦纪陡山沱期凝源类Tianzhushania属研究进展

大型具刺疑源类TianZhushania的属名源于湖北长阳天柱山地区,模式标本最早发现于震旦系统陡山沱组的燧石结核中（岩石薄片）。本文综合了20多年来国内外有关该属的报道和研究,并结合最近笔者对贵州瓮安地区震旦系陡山沱组硅化保存的Tianzhushania tuberifera Yin,Gan and Xing2001与磷酸盐化保存的球状实体化石Megasphaera ornata Xiao and Knoll2000之间关系的最新研究结果,对大型具刺疑源类Tianzhushania属的形态特征,巳定种的地理分布,地层意义和可能的亲缘关系等问题进行探讨。