黔东北伊迪卡拉纪陡山沱期宏体生物群的生活环境

伊迪卡拉纪陡山沱期是全球气候和环境剧烈变化的时期，也是多细胞生物迅速演化、分异和发展的时期，陡山沱期晚期以宏体藻类和后生动物等为主的宏体生物群广泛地出现在华南扬子地区，其宏体生物生活水体氧化还原条件的研究成为关注的热点。贵州江口瓮会陡山沱组上部厚30余米黑色页岩中产有丰富的、保存良好的、原地或近原地埋藏的藻类和后生动物等宏体化石，系研究陡山沱期晚期宏体生物群与环境关系及其演化的较理想剖面。本项目拟在前人研究以及在厘米－分米级精度的剖面调查和研究基础上，阐明宏体化石群所表现出的组合面貌以及埋藏性质和特征等的差异性，并结合铁形态等与水体氧化还原条件敏感的沉积地球化学的分析和研究，从古生物学和地球化学两个方面探讨陡山沱期宏体生物的生态学特征和其生活水体的氧化还原条件、以及宏体生物群组合面貌和环境的演变规律，揭示陡山沱期晚期宏体生物与环境的协同演化关系。

黔东北瓮会生物群产出于陡山沱组上部的黑色页岩中，以宏体藻类为主、包含有后生动物和遗迹化石（不少于31属33种），展现了中-晚伊迪卡拉纪丰富和多样化的生物群落。通过较大数量的细形态变化的统计，从新的方法和角度探讨炭质化石的生物生长和生态特征以及系统分类，新增了10属10种（其中6新属和6新种），丰富了瓮会生物群的宏体生物多样性。Grypania的发现表明其时限不小于1200 Myrs，且可能以其局限的生活环境和其形态有关。在米级和厘米级的精度上，通过宏体化石剖面上丰度和分异度的统计和分析以及沉积地球化学分析，探讨了宏体藻类与后生动物、生物与环境之间的相互关系、以及生物组合（包括Globusphyton，Sectoralga-Longifuniculum，Cucullus，Beltanelliformis，Baculiphyca-Gesinella等4个生物组合和1个化石贫乏间隔）演化和发展的规律，并认为中-晚伊迪卡拉纪黔东北海区的氧容量呈频繁的波动，而生物群可能生活于氧化还原缓冲带。宏体藻类，特别是分枝藻类的丰度和分异度对水体的氧化还原条件有积极的影响作用。首次从生物的竞争力、营养构造和生物能量转换等角度探讨了前寒武纪-寒武纪的古生态系统的演化，并划分为微生物席生态系统、浮游真核生态系统、宏体藻类生态系统、宏体生物生态系统和肉食生态系统等5个古生态系统。中-晚伊迪卡拉纪的宏体生物生态系统，已形成生物多样化和其多生态层（包括表内底栖生态层、直立底栖生态层和浮游生态层），增强了种群间的竞争力和对周围环境的改造能力，而体内消化有利于生物量能转换方式，并建构起多层次的生物链，成为寒武纪生物爆发的前奏。在生物地层方面，伊迪卡拉系陡山沱组上部的黑色页岩可分为上、下2个生物组合带。遗迹化石和地球化学的依据表明：柴达木盆地北缘上覆于红铁沟组冰碛砾岩之上的皱节山组时代为不早于寒武纪最早的Treptichnus (Phycodes) pedum生物带的寒武纪沉积。另外，华南地区伊迪卡拉纪-晚奥陶世的黑色页岩沉积环境中的上层水体为充氧的环境，有利于丰富生物的生长和繁殖；而下层水体为含有一定氧容量和水动力条件，利于有机质和化石的保存。