新元古代陡山沱期瓮安生物群研究概况

近年来 ,在中国贵州省中部瓮安磷矿的震旦系陡山沱组磷块岩中发现了一个重要的新元古代化石生物群——瓮安生物群。自 1 986年至今 ,我国古生物学者相继在国内外重要刊物上发表了有关该化石生物群的论文 2 0余篇。该化石生物群主要包括底栖的多细胞藻类、蓝藻和细菌化石 ;浮游的大型带刺疑源类化石及一些可疑的动物化石。描述的属种已超过 50个 ,虽然其中部分动物化石的亲缘关系值得再深入的研究 ,但这个在磷块岩中立体保存且属种丰富的化石生物群将为新元古代生物多样性和早期生命多细胞化的研究提供极有价值的化石资料。     

藻细胞的聚磷作用及其成矿意义

研究了现代蓝藻盐泽螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａ ｓｕｂｓａｌｓａ）在富磷环境中细胞的聚磷作用及其与磷块岩形成的关系。实验证明,在富磷环境中盐泽螺旋藻细胞从环境中吸收磷的速度快,并主要用以合成多聚磷酸盐。模拟成矿试验证明,从藻细胞中提取出来的多聚磷酸盐在Ｃａ２＋ －ＨＰＯ２－４ －ＨＣＯ－３ －Ｆ－ －Ｈ２Ｏ 体系中,在常温常压及偏碱性条件下形成的主要成分为碳氟磷灰石、方解石及非晶质磷酸盐的矿物,为藻类成矿提供了新的极有意义的证据     

瓮安陡山沱组磷块岩中球状绿藻化石繁殖机制的发现

贵州瓮安陡山沱组上段含磷地层中产有大量球状微化石,其中一些被鉴定为绿藻类分子。肖书海等认为这些被鉴定为绿藻分子的单细胞和多细胞球状化石中的Megaspharea和Parapandorina两属是动物卵和胚胎发育早期的化石。这一解释引起国际古生物学界的关注。然而,动物胚胎早期几次分裂非常迅速,可能在24小时或更短的时间内即达到64细胞分裂阶段,这使“动物胚胎”的解释蒙上难以捉摸的阴云。近年来。我们在实体标本的电镜扫描和岩石薄片研究中,观察到配子的存在和动孢子的释放,这是绿藻类繁殖的明显证据。在电子显微镜下,一个8细胞球状化石（Parapandorina raphospissa）（直径约600μm）的一个细胞中有若干特别的小球体：外形陀螺状,直径和高均约为20μm,一端平而具螺旋状“脊”样装饰。我们认为这是被磷酸盐化而保存下来的配子。在岩石薄片中,见到表面光滑的球状化石的切面（直径约260μm）中有一个圆形开口（直径100μm）,原生质凝缩后被磷酸盐化,与壁分离产生的孔洞中有连续的葡萄状磷质膜围绕,残余孔洞为白云石充填。另一个类似的切面（直径240μm）显示具有较厚的细胞壁,也有一个直径100μm的开口,成岩白云石的“塞子”中保存着一个直径约20μm的磷酸盐化的小球,清晰地显示从开口处向外释放的状态。它们很象是一个合子和正在释放的动孢子。Megaclonophycus onustus的似冷冻孢子直径较大,其形状和特片象M.inornata的细胞.推测Megaclonophycus onustus和M.inornata是同一类生物在不同生活周期阶段中保存的化石(图1).而以动孢进行繁殖和以亲孢子繁殖的微生物不是一类,按Bold和Wynne的分类应分别置于绿球藻目和小球藻目。上述材料表明,Megasphaera inornata和Parapandorina raphospissa具有无性和有性繁殖机制,显然不是动物卵或胚胎早期发育阶段所应有的特征。现生Pandorina通常包含8-16个细胞,行无性繁殖时每个细胞进行一系列分裂而成为一个似亲群体,似亲群体被释放出来而发育成一个成熟个体;行有性繁殖时,雌雄异体的Pandorina的每一个细胞都能转变为一个配子囊,释放出的配子结合或合子,然后发育成新个体。     

湖北保康陡山沱组磷酸盐化微体化石组合

中国南方震旦系陡山沱组磷块岩、燧石和页岩中陆续发现的精美保存的化石生物群,为我们提供了一个栩栩如生的新元古代晚期生物演化的图景,表明多细胞真核生物在新元古代冰期之后发生了非常显著的分异。其中磷块岩化石库以生物细胞结构的完好保存而著称。继在贵州瓮安、陕西勉县茶店和江西上饶朝阳之后,湖北保康白竹磷矿陡山沱组磷块岩中也发现了类似的磷酸盐化化石生物群。保康化石组合中包括多细胞藻类Wengania,Paramecia和原地保存的Thallophyca;大型复杂疑源类Meghystrichosphaeridium,Echinosphaeridium和目前仅在保康发现的Bacatisphaera;球状蓝菌化石Archaeophycus,丝状蓝菌化石Siphonophycus和在陡山沱组磷块岩中首次发现的Obruchevella;同时,内部保存不同数量小球体的球状化石在保康也大量产出。古地理分析表明中国南方扬子地台陡山沱组磷块岩中保存的磷酸盐化化石库大都形成于浅水台地边缘地带。     

贵州晚新元古代陡山沱磷块岩中疑似磷酸盐化原生动物化石

发现于贵州省瓮安和福泉县晚新元古代陡山沱期磷块岩中的一组可疑的磷酸盐化原生动物化石,暂定为1新属——侧孔虫(Luxapertus gen．nov．)。单房室壳体,卵形、球形及椭球形,磷酸盐化外壁1—2层,房室内分布磷酸盐化微粒和原生质(?)残留物分布不均匀形成各种不规则斑纹。壳体前方一侧发育内口管的管状或乳头状口孔,管状口孔有清晰的丝状伪足伸出,其前端或壳体后方附有一团原生质(?)残留物。上述特征表明这一类化石与有孔虫(Foraminifera)似有明显的亲缘关系。根据标本的形态特征和口孔性质,本文初步记述了这批材料中的瓮安侧孔虫(Luxapertus wenganensis gen．et sp．nov．)、球形侧孔虫(Luxapertus sphaeroidolis gen．et sp．nov．)和乳头侧孔虫(Luxapertus papillaformis gen．et sp．nov．)等三种侧孔虫新种,疑为地球早期原生动物的代表。这一发现丰富了瓮安生物群的内容,证明瓮安生物群中确有可疑的原生动物化石存在。一般认为有孔虫在寒武纪开始出现。瓮安生物群中可疑的有孔虫类的发现,使有孔虫首次出现的记录大大提前。     

疑源类Tianzhushania在贵州瓮安震旦纪陡山沱组磷块岩中的发现

首次报道贵州瓮安地区震旦系陡山沱组磷块岩中的大型具刺凝源类Tianzhushania spinosa及其新种Tianzhushania tuberifera sp.nov.前者形态特征及内部结构与湖北峡尔地区震旦系陡山沱组隧石结核中发现的典型Tianzhushania spinosa 标本（硅化）完全相同,但多数未遭受重力挤压呈球形保存。新种特征明显,也呈球形保存,但内层表面具有明显瘤突,瘤突顶端向外延伸出单一或多条管状制,另外还探讨大型具刺疑源类Tianzhushania属的特征,已定种的地理分布,地层意义和亲缘关系。     

贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组磷块岩中具螺旋孔的微体化石

文中对贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组磷块岩中一类具螺旋孔的微体球形化石进行形态功能学分析,并与原生动物肉足虫纲的类群进行比较。结果显示它们是一个独立的分类单元,属于单细胞原生动物,并命名为瓮安旋孔虫(新属、新种)(Helico foramina wenganica gen.et sp.nov.),与已报道的胚胎化石很可能没有亲缘关系。虽然这类化石生物很可能属于原生动物肉足虫纲,但还不能归入其已知的目,也许属于新的目一级分类单元。螺旋孔是伪足伸出的孔洞,它们起到了取食、运动和排泄的作用。该类化石生物的个体生长是通过阶段性地脱去外部壳体、再由原生质体分泌出新壳体的方式来实现的。     

贵州熊家场寒武系梅树村阶磷块岩中小壳动物化石微结构特征及与成磷关系分析

寒武纪早期是全球小壳动物化石大幅射的时期,贵州寒武纪初期磷块岩中就含有大量种类丰富的小壳动物化石,而前人对其研究多局限于外观形态的描述,对其微观结构方面的研究较少。文中通过对贵州熊家场地区磷块岩中小壳动物Turcutheca,Paracircotheca,Loculitheca zhijinensis以及Protospongia化石进行电子显微镜观察,描述其显微结构特征。并对Turcutheca,Paracircotheca进行重点生物结构研究,探讨其壳体形态、生长发育方式。通过对小壳动物化石壳体进行SEM-EDS分析,确定组成壳体主要成分为碳氟磷灰石。另外,对化石Turcutheca内核填充部分、壳壁、围岩进行EDS能谱分析,及其元素特征进行对比,初步探讨生物体与成磷之间的关系,认为寒武纪早期小壳动物的繁盛对同期磷块岩的形成起到了至关重要的作用。