遺蹟化石探索深時生物與環境相互作用取得進展

2020-07-27 陝西地礦科技楊為先

遺蹟化石是地質歷史時期保存在沉積物表層和內部的生物活動痕跡。

遺蹟化石的形成和保存，不僅跟生物的種類和生態習性有關，還與生物生活的環境條件和生物生活的底質有非常密切的關係。

因此，遺蹟學作為研究深時生物與環境相互作用的重要媒介，在重建古環境、再造和恢復古代生物的古生態方面起著非常重要的作用。

近期，中國科學院南京地質古生物研究所羅茂副研究員與澳大利亞迪肯大學的石光榮教授，Lee Sangmin博士（目前均任職於澳大利亞臥龍崗大學）合作，對澳大利亞南雪梨盆地位於美麗灘（Pretty Beach）和O』Hara 島（O』Hara Island）二疊紀烏拉爾統Snapper Point組地層剖面的沉積學和遺蹟學進行了系統研究，並嘗試利用一類新發現的遺蹟組構推算當時的沉積速率。該研究已發表於《三古》（Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology）。


遺蹟化石探索深時生物與環境相互作用取得進展

南雪梨盆地二疊紀烏拉爾階Snapper Point組地層柱狀圖

及遺蹟化石分布

　　該區域以往研究積累和剖面沉積學證據顯示這兩個剖面代表了受風暴影響的三角洲沉積。研究除了報導已在這一地區發現的4種常見遺蹟化石屬外，還新發現一類漏鬥狀遺蹟化石Parahaentezchelinia所形成的特殊遺蹟組構。這類遺蹟組構表現為Parahaentezchelinia遺蹟個體在垂向上形成明顯的疊覆序列，並最多可在剖面上識別出7層自下而上的疊覆序列。每個疊覆序列的高度為2.2–13.2cm, 平均高度5.6cm。詳細形態學研究發現這類遺蹟並非是由多毛類造成的遺蹟種Rosselia socialis，而是更可能代表了內生底棲雙殼類（如櫻蛤類）利用虹吸管進行覓食造成的遺蹟。

遺蹟化石探索深時生物與環境相互作用取得進展

南雪梨盆地二疊紀烏拉爾階Snapper Point組中遺蹟化石

Parahaentzschelinia遺蹟組構形成的平衡結構

　　這種造跡生物會鑽入砂質沉積物內部，並根據自身虹吸管長度，使棲居位置和水與沉積物界面保持一定距離，並利用虹吸管在水與沉積界面附近濾食沉積物；當沉積速率發生明顯改變時（發生沉積物快速堆積），這類底棲雙殼類能迅速調整其棲居位置，相應地向上「逃逸」以保持其與水—沉積物界面的相對位置，並形成上述剖面中觀察到的疊覆序列。考慮到櫻蛤類雙殼類的化石記錄最早只出現於三疊紀，研究人員認為烏拉爾統Snapper Point組地層中的Parahaentezchelinia遺蹟組構很可能由與櫻蛤類雙殼類具有類似形態功能的一類生物所造成，代表了行為學上的趨同。


遺蹟化石探索深時生物與環境相互作用取得進展

雪梨盆地二疊紀烏拉爾階Snapper Point組中

遺蹟化石Parahaentzschelinia isp.與現代櫻蛤類

雙殼類Abra nitida潛穴行為及其造成遺蹟對比；

D, E為與相似遺蹟屬Rosselia Socialis的對比

　　研究人員進一步根據Parahaentezchelinia遺蹟組構疊覆序列的高度，並結合現代櫻蛤類雙殼類的壽命，推算了當時早二疊世三角洲沉積的沉積速率，得到快速沉積時期的沉積速率在0.24cm/year。這一沉積速率與全新世和現代多個三角洲的沉積速率相當。　

本研究受到中國科學院戰略性先導科技專項（B類）、中國科學院人才計劃、國家自然科學基金和澳大利亞研究基金委員會的共同資助。

◎論文相關信息：

Luo M*., Shi, G.R*., Lee, S., 2020, Stacked Parahaentzschelinia ichnofabrics from the Lower Permian of the southern Sydney Basin, southeastern Australia: Palaeoecologic and palaeoenvironmental significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 541, 109538.

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文章來源於：中科院南古所

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