豫西中寒武世机会遗迹群落及沉积环境制约

Cambrian ecological environment is very suitable for the opportunistic organisms, which are nonspecialized r-selected animals and typically adapted to environments of high physiological stress. Opportunistic organisms produce distinctive trace fossils under specific sedimentary environments. So, the study of opportunistic ichnocoenoses can provide very important information between opportunistic organisms and sedimentary environments. Detailed analysis of both the sedimentological and ecological parameters of bioturbation at all scales provides a basis for the description and interpretation of an opportunistic ichnocoenoses. This project will focus on the middle Cambrian opportunistic ichnocoenoses in western of Henan Province. The ethology is discussed in the basis of the structures and preservation of trace fossils, and individual trace fossil parameters. Then, combine with the sedimentary environmental control factors to explore the paleoecological significance. The corresponding relations between opportunistic ichnocoenoses and sedimentary environments are established to reveal the sedimentary factors restricting the opportunistic ichnocoenoses and how the r-strategistis adapted to the harsh habitats. This study not only enriches the Cambrian ichnology, but also provides important materials for reveal the ethological evolution and biological radiation in the middle Cambrian.

寒武纪生态环境极其适合机会种生物迅速占领生态域，在特定的沉积环境下留有特色的机会遗迹化石。机会遗迹群落是在某种恶劣生态环境中由机会生物群落产生的遗迹化石组合，能很好的指示某种特殊的环境，为研究机会生物与沉积环境之间的关系提供了理想材料能。本项目以豫西中寒武世机会遗迹群落为研究对象，在系统的沉积学与遗迹学研究基础上，通过详细分析机会遗迹化石的构造和保存特征、个体遗迹学参数分析，对机会遗迹化石的行为习性做出合理的解释，结合沉积学相关参数：古水深、古氧相、古盐度、古气候等，讨论机会遗迹化石的古生态学意义，建立机会遗迹群落和沉积环境之间的对应关系，揭示豫西中寒武统机会遗迹群落的沉积环境控制因素及机会造迹生物应对恶劣环境的所采取的机会策略。本研究不仅丰富了寒武纪机会遗迹学的研究，更为寒武纪中期底栖生物的行为习性演化及生物辐射的古环境特征提供重要素材。

寒武纪是一个最神秘的地史时期，生物进化、生态环境及地球生物学等方面均发生了巨大的变化。遗迹化石是连接生物与生态及地球生物的重要纽带，同时也是生物行为习性及生活进化提供了重要证据。寒武纪生物大爆发的同时，伴随着生物进入、适应且占领新的生境的过程。那么生物在进入新环境的过程中，采用什么样的生态习性去适应新环境，生物行为习性与沉积环境之间有怎样的相互制约关系呢。在此项目的资助下，选择河南洛阳龙门地区、登封王窑地区、渑池地区、平顶山鲁山地区苗岭统张夏组为研究对象，进行了遗迹学、沉积学及地球化学相关研究来揭示机会遗迹化石行为习性与沉积环境之间的关系。苗岭统张夏组共识别出12种岩相类型、6种相组合类型、7个遗迹组构，整体沉积环境分为陆表海碳酸盐岩环境下的潮下带和鲕粒滩，进一步根据沉积学和遗迹学特征识别出7类微环境：分别潮下深水区的Planolites montanus遗迹组构、潮下浅水区的Thalassinoides horizontalis遗迹组构、高能鲕粒滩滩前高低能交互环境中的Planolites montanus-Skolithos linearis 遗迹组构、鲕粒滩滩后高低能交替环境中的模糊生物扰动遗迹组构、持续高能的鲕粒滩中的Planolites montanus 遗迹组构、滩间低能贫氧的Thalassinoides isp.遗迹组构，滩间较高能富氧环境的Planolites montanus-Thalassinoides遗迹组构，建立了不同沉积环境下遗迹群落和生物习性习性的模式。发现了大量具有厚衬壁的潜穴Thalassinoides isp., 其衬壁由泥晶方解石组成，填充物多样，主要包括亮晶方解石、微晶方解石和白云石，大量的莓状黄铁矿出现在衬壁的内边缘处，认为是生物成因的。多数潜穴具有Y-型或T－型分支，多数潜穴集中在前期生物的扰动区，被解释为耕作区。这个潜穴系统具有垂向的管道和层面相通。认为该化石的古生态学具有以下三点：（1）亮晶方解石的填充物可说明潜穴之前是空腔，并且水体滞留，这形成了贫氧且为微生物还原菌的形成提供了条件；（2）厚衬壁是长期居住的结果，起到保护生物、维持潜穴内环境和培养微生物的作用；（3）在耕作区的潜穴可以说明基底逐渐硬化的过程。所有的这些特征说明了生物在寒武纪中期已经具有适应恶劣环境的能力，是寒武纪大爆发之后生物行为演化的重要依据。