华南地区上泥盆统法门阶哲杜斯贝动物群研究

Dzieduszyckia is a spectacular Famennian rhynchonellid brachiopod that was only found in low-diversity but high-abundance faunas with a broad but disjunct distribution around the world, being considered to live in vent-seep related environment or a rather special environment that favored these rhynchonellides. The main aim of the proposal is to explore the key ecological factor that control the living and distribution of these rhynchonellides in South China. To reach the aim, we propose to study the tempo-spatial distribution pattern of the fossil brachiopod faunas through field investigation and observation combined with biostratigraphic work; to study the morphological variation of individuals, community structure and ecologial adapation through systematic and quantitative paleontological and paleoecological work; and to study features of enviroment(s) these brachiopods occupied by sedimentary and taphonomical work, plus geochemical analysis. It is important for understanding the metazoans to adapt certain special or extreme environments and the origin and evolution of the ecosystem under special or extreme environmental conditions in the geologic past.

哲杜斯贝是晚泥盆世法门期的一种独特的小嘴贝类，只发现在属种单一但个体密集的化石生物群中，同时其化石记录具有广泛但不连续的地理分布特点，被认为是生活在可能与冷泉相关，或某种只适合这类腕足动物生存的特殊环境。本项目将通过野外调研、剖面实测和生物地层学研究，揭示哲杜斯贝动物群在华南地区的时空分布格局；通过系统和定量的古生物学和古生态学研究，揭示其在不同化石群落中的形态变化和演化规律，以及化石动物群落的结构和生存策略特征；通过沉积学、埋藏学和地球化学研究，了解哲杜斯贝动物群的生存环境背景特征。项目研究的主要目标是探讨影响这一独特化石动物群在华南地区生存和分布的关键生态环境控制因素。项目的研究对深入了解地质历史中后生生物对特殊/极端环境的生态适应策略，和探讨一些特殊/极端条件下的生态系统起源和演化历史具有重要的科学意义。

哲杜斯贝是晚泥盆世法门期一种独特的小嘴贝类，只发现在属种单一但个体密集的化石生物群中，同时其化石记录具有广泛但不连续的地理分布特点，被认为是生活在可能与冷泉相关，或某种只适合这类腕足动物生存的特殊环境。通过本项目的实施，确认了哲杜斯贝在华南地区出现在上泥盆统法门阶的下部地层中，并且只分布在当时受陆源输入影响微弱、微生物岩发育并缺少其它后生底栖生物的远岸浅海沉积环境中；对远岸碳酸盐台地和台间盆地两种沉积相哲杜斯贝动物群的沉积和埋藏学特征研究表明，远岸碳酸盐台地环境是哲杜斯贝的原生生活的环境,没有证据证明在华南地区的哲杜斯贝生活环境与冷泉或热液活动有关；在三个高丰富度的原地埋藏居群中有超过一半以上个体呈现出由于拥挤生活导致的生长畸形的现象表明哲杜斯贝具有独特的密集群居生活习性，“钟型”的壳体大小-频率分布模式和高成年阶段死亡率的居群动力学特征表明密集群居的生活方式有利于哲杜斯贝更好地克服外界环境压力、改变局部生境条件，从而提高个体存活率，反映了生物可以通过主动调整自身生活方式和改造环境来增进自身存活率。依据多个台地相和台间盆地相剖面的碳酸盐岩地球化学数据研究华南地区晚泥盆世法门期的沉积环境背景,发现源自碳酸盐岩的地球化学信号受孔隙水底质扩散影响会显著地偏离海水值，记录的是海水和孔隙水混合的信号；深时碳酸盐岩碳同位素组在空间上的异质性和时间上的波动性是受区域沉积环境因素的影响，而非海水碳同位素深度梯度影响的结果。据此，我们提出了以碳酸盐岩铁锰含量作为衡量碳酸盐岩形成过程中受沉积物内部孔隙水扩散通量影响强弱的指标，建立碳酸盐岩碳同位素受海水和沉积物孔隙水影响的二元混合模型，来进行古海洋学和地球生物学研究的方法，并应用于两个不同沉积相的F/F界线剖面。研究结果表明，在华南地区F/F界线附近海底发生的是氧化事件，而不是传统认知的海洋缺氧事件。