贵州清镇桃冲组新元古代末次生代地层对比新结果

贵州清镇桃冲组新元古代末次生代地层对比新结果

sha-6mm是一种细长的带状体，宽约1.6mm，长25-65mm。表面上有许多密集的横向脊柱。Shaanxilithes最早在陕南震旦系灯影组上部高家山段中发现,被当作蠕形动物实体化石来研究,并与俄罗斯文德系中的Sabellidites进行比较(陈孟莪等,1975)。1984年邢裕盛等首次将其作为遗迹化石描述,认为它是蠕形动物在沉积物中形成的印痕,而非虫体本身。随后的研究者(林世敏等,1986;张录易,1986;丁莲芳等,1992;李日辉等,1997)延续了这一看法,并建立了两个种Shaanxilithesningqiangensis和Sh.erodus。Sh.erodus以个体细小,弯曲较强,边缘呈锯齿状参差不齐,横向脊纹微拱为特征;而Sh.ningqiangensis则宽度基本保持稳定,虽弯曲程度不同,但通常较直。薛耀松等(2002)报道了在贵州清镇桃子冲桃子冲组底部的硅质白云岩中发现瓶状化石,它与陕南高家山生物群中的Protolagenalimbata相似。在这一线索的基础上,近来笔者等在清镇桃子冲组中发现了保存颇为精美的高家山生物群特征分子Shaanxilithesningqiangensis,结合瓶状化石的时空分布及Shaanxilithes在陕南的稳定展布,基本可以得出桃子冲组下段的下部可与高家山段对比的推断。通过Shaanxilithes与南澳“可疑构造”的对比研究,进一步证明它不是前人所认为的遗迹化石或蠕形动物化石,而可能是钙化藻类碎片的堆叠体。一、地质背景及地层Shaanxilithesningqiangensis产于高家山牛落坑剖面高家山段底部第5层灰黑色钙质粉砂岩中,为带状体,一般同一条带状体宽度基本保持稳定,密集顺层展布,纵横交叉,长短不一,弯曲程度不同,但通常较直,带状体上多有横向皱纹。它常与细小,弯曲较大,边缘呈锯齿状参差不齐,横向皱纹微拱的Sh.erodus共生。Shaanxilithes区域分布比较广泛,层位稳定,以胡家坝镇高家山为中心,西至罗家河小塘子梁—长坡垭—宽川铺选将坪一带,东至石板沟—竹叶沟、胡家坝—勉县鹁鸽洞—元墩子一带,东西长约40km的范围内均可见到(图1)。据李日辉等(1997)的意见,Shaanxilithes也见于宁夏贺兰山震旦纪正目观组和滇东震旦纪渔户村组旧城段。杨式溥、郑昭昌(1985)所定之Taenioichnuszhengmuguanensis,产于贺兰山震旦纪正目观组冰碛岩段之上的绿色板岩之中,为两侧对称带状、沿层面水平分布、宽约5—10mm、内部具清楚的微细横纹同细沟相间,推测是由两侧对称的软躯体蠕虫类或其他动物沿层面附近运动或觅食形成。杨式溥等(1985)指出我国前寒武纪所发现的蠕虫实体化石Sabellidites,大多为此类带状遗迹。通过对其仔细研究,笔者赞同李日辉等(1997)的意见,认为Taenioichnus应归入Shaanxilithes。类似Shaanxilithes的带状构造在云南许多地区都有分布,如云南东部华宁火特和向家沟、澄江渔户村、晋宁王家湾等地,罗惠麟等(1982)认为可能是沉积物形变构造。但从其稳定的时空展布、形态特征及产出状况分析,属非原地埋藏的Shaanxilithes无疑。贵州清镇桃子冲一带的桃子冲组是灯影组之上、牛蹄塘组之下的一套磷硅质组合,厚度一般为20—30m,可分为上下两段:下段为深灰—灰黑色薄层—中厚层硅质岩及藻屑硅质岩,中上部含软舌螺、齿型壳和Zhijinites;上段为灰—深灰色薄层—叶片状含粉砂泥炭硅质岩,产单板类及其他小壳化石碎片。桃子冲组的底界被置于震旦系顶界之下2.33m处,并认为寒武系-震旦系界线和桃子冲组-灯影组界线均为整合接触关系(王砚耕等,1984)。薛耀松等(2002)在桃子冲组底部黄灰、灰黄色具泥质条纹的硅质白云岩中发现瓶状动物化石(Protolagenalimbata),其个体大小(宽746μm,长1100μm,口部内径约50μm)和形态特征与高家山生物群中的完全一致(丁莲芳等,1992),这是陕南之外的唯一类似瓶状化石产地。下伏灯影组。根据黔中地区灯影组上段普遍缺失的现象,薛耀松等(2002)认为桃子冲组与灯影组浅灰色微晶白云岩“之间为假整合接触关系,其底界并无跨入震旦系的证据”,并且推断黔中与陕南情况不同,此地的瓶状化石产于梅树村阶底部。瓶状化石是产于晚前寒武纪的一类分类位置未定的具瓶状外形的微体古生物类群。国外的瓶状微化石,均采自晚前寒武纪(1200—600Ma),而我国目前所报道的发现于早寒武世的瓶状化石,与小壳化石紧密共生,其基面特征与开腔骨类(如Chancelloriids)明显可以比较(钱逸等,2000),而与前寒武纪瓶状化石完全不同。与其他已知化石类群相比,高家山瓶状化石在形态上虽具有一定相似性,但个体巨大(是其他已报道化石的10—100倍),壳壁成分多由钙质组成,壁厚,有的还具有分层结构,并且常可从围岩中完整剥离出来,与世界其他地区和层位的瓶状化石差异很大。近来笔者发现高家山瓶状化石具有成层展布的特点,在一块40cm2的层面上可见到三十余个化石个体,对其生态习性和生物属性需作进一步研究。Shaanxilithes和瓶状化石在贵州的发现使笔者相信,在清镇地区可能残存有部分灯影组上部的地层,可能与高家山段可以对比,推测桃子冲组底部可能存在一个假整合面。关于桃子冲组底部的时代,随着研究的深入和新化石的发现,有待于进一步证实。新化石的发现表明高家山生物群的分布范围可能要进一步扩大,这一发现也为笔者在扬子区寻找新的高家山生物群产地带来了希望。二、sha-nin西litina的属性1地质特征及地层差异对于Shaanxilithes的成因归属,历来存在很大争议。上世纪50年代末至60年代初,原陕西磷矿队在宁强宽川铺李家沟勘探磷矿时,在下寒武统宽川铺组发现了“蠕形虫化石”。原西北地质科学研究所磷矿研究组于1964年采到同类化石标本,张录易将其定为藻类Chabakoviasp.,陈孟莪等(1975)将其定为cf.Sabelliditessp.,并认为是中国首次发现的后生动物化石,其理由为:1)在岩石新鲜面上个体多而清楚,每一个体均有“皱体”,与围岩界限分明,排除成岩作用可能;2)个体间纵横交错,或直或曲,不具方向性;3)在相距十多千米的两个地点均有发现,重复性强。此外化石保存在有机质丰富的暗色粉细砂岩中,适合蠕虫生活,化石与围岩颜色不同,不像动物的孔穴或行迹。邢裕盛等(1984,1985)根据带状体边部不封闭,有紧密排列的脊纹,看不到漏斗状穿插排列现象和未见任何管状特征及炭化有机体残余等,将该类化石厘定为后生动物遗迹化石,命名为ShaanxilithesningqiangensisXing,YueetZhang,1984。然而对于Shaanxilithes是否为生物构造尚存疑义,罗惠麟等(1982)认为它是一种非生物沉积构造。他发现Shaanxilithes在层面上似“泥皮”,断面上见断续泥质微层,在紫红色、黄绿色及黑色泥质粉砂岩中均有存在,大小不一、分布不规则,很可能由于水动力条件的影响,造成沿一定方向定向排列的泥质物,形似“皱节虫”。同一层中的泥片绝大多数不形成“化石”,而是杂乱无章地分布。综合上述观点,结合陕南及贵州标本特征,笔者认为Shaanxilithes具有以下共同特点:完整的个体一般呈带状、不分枝,在层面上蜿蜒,粗细不均一,边缘不平整,虽有粗细变化,但横纹常呈同心状分布,类似叠层状构造。个体间可相互叠覆,但无明显穿插现象。化石为异地埋藏(明显有破碎及搬运现象)或近地堆积(保存相对完整,个体边缘没有明显磨蚀现象),不同大小、形态的碎片共同堆叠,可叠覆形成厚达数十厘米的生物层。可以看出典型的Shaanxilithes与遗迹化石间存在着较大的差别,基本可以排除其为遗迹化石的可能。首先遗迹化石个体直径在较长距离内常保持稳定,其直径大小反映了造迹生物个体大小,因而当其在沉积物中穿行时遗迹直径不应有较大改变(Ekdaleetal.,1984);其次遗迹化石一般为原地埋藏,绝少有搬运、破碎后再堆积的现象;同时遗迹化石多见相互穿插、截切,但叠覆现象少见。2大小化石规范Gaojiashania是高家山生物群中一类十分重要的化石类群,它个体一般较大,直径由几毫米至十几毫米,长度最长可达20cm以上。化石保存于灰绿色薄层粉砂岩及灰岩互层中,化石均为原地保存,平躺于层面,未见有斜穿层面的现象。在同一层面上,大小化石相差悬殊,但主体无定向,保存完整(陈哲等,2002)。外表具有与Shaanxilithes类似的以横向为主的环纹、环脊,在层位上又与Shaanxilithes具延续性,Gaojiashania与Shaanxilithes是否有成因上的联系,后者会不会是Gaojiashania破碎后的堆叠体?与Shaanxilithes不同,高家山生物群中所产出的这类化石在可见保存范围内粗细基本保持恒定,保存在粉砂岩中者,多已黄铁矿化,呈三维保存的铸型标本,可修出完整的个体。保存在灰岩化石中的其体腔内部均被晶质方解石充填,局部保存了体壁、环脊齿状边缘。常可因化石体分解而形成在层面上分散或彼此密集相连的圆环。3须腕动物的管口和环节动物“寒武皱节虫(Sabelliditescambriensis)”首先在俄罗斯地台圣彼得堡地区Baltic阶BlueClay层发现,多为0.5—3.0mm宽、70—120mm长的管状断片,其细密规则排列横纹仅出现在管壁外表面,而内表面光滑。Sokolov(1972)将Sabellidites解释为须腕动物的管体,而Korkutis(1981)则认为它们可能是营潜穴生活环节动物的遗留物。Sabellidites以其规整的管体,细密的表面横纹及平直的管口特征与Shaanxilithes明显有别。前寒武纪大量具细密横向条纹或褶皱(环节?)的宏体碳质压膜化石,通常被不少学者归入后生动物的蠕形动物类(Vermes)须腕动物门(Pogo-nophora)及环节动物门(Annelida)。主要见于淮南的新元古代刘老碑组、九里桥组,淮北的史家组、金山寨组、沟后组及辽南的多个相应层位。扁平的碳质带状压膜化石,大多长10—20mm、宽1—1.2mm,呈平卧状保存于灰色页岩层表面。与Shaanxilithes不同的是,部分带状体虽然可能由于藻体在保存过程中折叠而稍有收缩,但带状体宽度较均匀,藻体端部平直或呈圆形,没有Shaanxilithes常见的尖缩现象,带状体表面横纹状构造更为密集,横纹密度可达每毫米10—11条(钱迈平等,2000)。4与晚元古代澳大利亚新元古代wono组的“可疑结构”的比较4.1粉砂质砂岩岩石学特征澳洲:产于Wonoka组Unit8,其上部产著名的伊迪卡拉生物群。产这类“可疑构造”的化石层厚约2m,但分布十分广泛,在Adelaide‘Geosyncline’南北长达80km的范围内的5个剖面上均有发现,可以作为区域对比的重要标志。化石局限于薄的粉砂质石灰岩和钙质粉砂岩板状层与钙质页岩互层。粉砂质灰岩具板状、波纹状及不规则纹层,至少有些是微生物藻席成因。陕南:宁强高家山—牛落坑剖面第五层灰绿色、黑色薄层粉砂岩夹暗黄色钙质细砂岩底部;宁强宽川李家沟剖面第二层黑色薄层致密页岩、含钙质页岩;宁强宽川舒家沟剖面第三层浅黄色薄层状细、粉砂岩与含砂质泥岩等互韵律层,单韵律厚约40cm,泥质岩类见有泥砾结构。水平层理发育,东西向展布十分稳定。在Shaanxilithes化石层之上产有高家山生物群,主要分子有高家山虫(Gaojiashania)、锥管虫属(Conotubus)及瓶状化石等。考虑到南非纳米比亚纳马群产伊迪卡拉生物群的层位同时含有高家山生物群中的重要分子克劳德管(cloudina),二者在时代上应基本一致(华洪等,2000)。4.2叠抗构造二者均无明显突起或在上层面略呈正突起;完整的个体,一般呈带状,在层面上蜿蜒,无明显定向,个体粗细不均一,变化明显,边缘不平整,但横纹常呈同心状分布,类似叠层状构造。贵州标本与Haines(2000)文中的Fig.7(c)颇为相似。4.3形态和大小陕南和贵州化石为异地埋藏(明显有破碎及搬运现象)或近原地破碎后重新堆积,而澳洲标本均为原地保存,没有明显的扰动现象;陕南和贵州的标本基本不分叉,而澳洲标本个体相对较粗、分叉十分普遍,个体由细逐渐变粗并分出两到多个子个体,并且多为多次分叉。二者之所以存在上述差异,可能原因是化石体较易破碎,经水流轻微扰动或搬运就遭解体,导致不同大小、形态的个体堆叠在一起。由三地化石保存方式的差异可以推断,这些化石埋藏时的扰动强度由强到弱依次为:陕南、贵州、南澳。三、wonmat:非织造布的高聚物发生突变可能引起性状破碎与Shaanxilithes一样,澳洲Wonoka组的标本历来存在较大争议,Jenkins(1995)将其归入遗迹化石Palaeopascichnusdelicatus,虽然在一些不分叉的个体上同心状横纹类似于紧密排列的蜿蜒分布的爬迹,但后者两个相临横纹间普遍存在反向回转的现象,与实际标本完全不同。Haines(2000)将其和全球广布的热带浅海褐藻Padina进行了比较,Padina具有薄的扇状原叶体,在生长时原叶体发生裂离而导致分叉,其表面具明显的弯曲及平行的条带(由绒毛带与繁殖带交替组成),其形态特征与Wonoka组中的“可疑构造”类似。然而如Haines(2000)所指出的Padina为固着并在水体中自由向上生长的类型,而澳洲标本更可能为表附在基底表面上生长,上为一薄的微生物席层(microbialmat)所覆盖。由于微生物席的保护,可以解释为何Wonoka组中的可疑构