华北地台南缘寒武系第二统小壳动物化石研究

Although the Cambrian Radiation has been a major research field in palaeontology, it has not been well studied on the North China platform due to limited early Cambrian fossil records. Actually, there are abundant occurrences of diverse Small Shelly Fossils (SSFs) on the southern margin of the North China platform, and these fossil records can provide important material for analyzing the Cambrian Radiation pattern in this region. This project plans to thoroughly investigate the lower Cambrian SSF assemblages of different sedimentary environments on the southern margin of the North China platform, and analyze the links between fossil distributions and lithofacies. It will study the systematic palaeontology and investigate the origins and early evolution of some metazoan groups. A database about the lower Cambrian skeletal fossils of the North China platform will be compiled for analyzing the radiation pattern in this region, and for a comparative study with other palaeo-continents. Through biostratigraphical and chemo-stratigraphical (carbon isotopes) methods, this project will study the subdivision and regional correlation of the lower Cambrian strata in this region, and will investigate how to draw the Cambrian Stage 3 - Stage 4 boundary in this region. A global stratigraphic correlation scheme will be presented. Through our efforts, this project will solve subdivision and correlation problems of the lower Cambrian strata on the southern margin of the North China platform, promote the research on the Cambrian Radiation of the North China platform, and will provide important regional data for an integrative analysis of the global pattern of the Cambrian Radiation.

虽然寒武纪动物大辐射一直是古生物学的研究热点，但华北地台由于寒武纪早期化石记录相对较少，相关研究未得到足够重视。然而华北地台南缘寒武系第二统地层中产出有丰富多样的多门类小壳化石，可为研究该区动物大辐射特征提供重要材料。本课题将通过综合研究华北地台南缘寒武系下部不同沉积环境中小壳化石群落面貌，探讨化石分布与岩相的关系；开展多门类动物化石的系统古生物学研究，探讨某些后生动物类群的起源和早期演化；建立动物化石属种数据库，探讨华北地台寒武纪动物大辐射特征，并将其与全球其它地区的辐射模式进行对比研究。通过生物地层学和化学地层学方法，开展华北地台南缘寒武系下部地层的划分和区域对比研究,探讨该区寒武系第三阶与第四阶的界线划分，解决其与全球其它地区的地层对比问题。上述研究目标的实现，不仅可解决该区寒武系下部地层的划分与对比问题，还可提高该区寒武纪大辐射的研究水平，为综合分析大辐射的全球模式提供重要资料。

通过大量野外和室内工作，在华北地台南缘寒武系第二统辛集组地层中发现了丰富的多门类动物骨骼化石，开展了系统古生物学、地层对比、生物古地理、早期动物辐射模式等方面的研究工作，取得了一些创新性成果。综合研究发现，华北地台南缘寒武纪早期多门类小壳化石丰富，统计超过37 属42 种4 个未定种，包括软舌螺10 属13 种3 个未定种、软体动物11属12 种、腕足动物4 属4 种、托模特壳类1 属1 种、叶足类骨片1 属1 未定种、开腔骨3 属5 种、海绵骨针1 属1 种以及其它骨片化石3属3 种，其中约有二十个属种为在辛集组首次报道；另外还有未命名的棘皮动物骨片化石及海绵骨针化石等，这些化石为研究寒武纪大辐射时空分布特征提供了资料。首次发现了疑难管状化石Cupitheca holocyclata，并发现了其口盖，揭示其生物属性为软舌螺类。首次在华北地台发现了微网虫骨片，增加了该属在寒武纪早期的古地理分布，也是叶足类化石在华北的首次报道。首次对辛集组的软舌螺化石进行了系统研究，共描述了10 属13 种3 个未定种。首次在辛集组的钙质粉砂岩中也发现了3 种托模特类骨片，此三种骨片在形态与外表纹饰都与产自澳大利亚Paterimitra非常吻合，是在澳大利亚之外首次发现该属。综合厘定了依据我国化石资料所建立的寒武纪腕足动物属，这些属名共有32 个，包括冠群腕足动物及基群腕足动物，但其中16个属并非腕足动物。开展了群落分析研究，对各类化石的优势分子进行了分析。根据辛集组三叶虫及小壳化石组合特征，研究认为辛集组时代大致相当于华南的沧浪铺期早期或早中期，即寒武纪第二世第三期晚期至第四期早期。通过辛集组中小壳化石组合与南澳大利亚、格陵兰、西伯利亚等地同期的化石组合对比研究，认为这一时期的许多小壳化石具有广泛的分布，各地都存有不同程度的相似性，但与澳大利亚南部相似度更高，尤其是二者之间产出有许多共有的特有分子，显示在寒武纪早期华北板块可能位于冈瓦纳的东北缘。