宜昌地区寒武系水井沱组(第二统第三阶)生物组合面貌及其地层分布

近年来随着“鄂宜页1井”高产气井的突破,寒武系水井沱组(第2统第3阶)已成为中扬子区页岩气勘查开发新的主力层系。本文旨在前人研究的基础上,通过对水井沱组中主要生物类型、古生物组合面貌及其时空分布的简要总结,为鄂西地区的页岩气勘探提供对比借鉴。宜昌地区寒武纪地层发育完整,广泛出露于宜昌、秭归、长阳、兴山等地,古生物化石较为丰富,是开展寒武纪地层及古生物研究的经典地区之一。埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期的地质记录中保存了寒武纪大爆发和后生动物多样化事件的化石证据,从寒武系纽芬兰统到第二统,自下而上发现了岩家河生物群、水井沱生物群(包括清江生物群)、石牌生物群和京山布尔吉斯页岩型生物群等,它们化石类群多样,浮游生物和底栖生物丰富,而在长阳发现的清江生物群更是具有典型布尔吉斯页岩型动物群特异埋藏化石库的特点,出现了大量高保真度的软躯体类群,代表了远离海岸的较深水环境,为寒武纪大爆发研究打开了一个新的窗口。从岩性、生物类型以及构造运动来看,宜昌地区水井沱组发育一套以黑色页岩或钙质页岩夹碳质灰岩为主的黑色岩系,其中海绵化石在黑色岩系中呈现出较高的丰度和多样性,显示当时深水低氧的沉积环境。同时繁盛的微体生物表明当时海洋具备较高的初级生产力,为有机质的埋藏富集以及页岩气的形成奠定了良好的物质基础;加上黄陵背斜刚性基底的影响,并未引起储层变形和破坏。因此,宜昌地区水井沱组黑色岩系具有很高的勘探开发潜力。

群落演替:小型海洋生态系统的建立及启示

西北大学早期生命实验室于2019年5月中旬购置了一台体积为45 cm×40 cm×40 cm的小型海缸,利用人工配比的海水养殖3株现生珊瑚用于观察研究。海缸自5月中旬至11月中旬间共经历“养活石养水(藻类大繁盛)”“加入新生物”与“海缸稳定化”共3个大阶段。发现群落的演替有一定的生态位取代规律,在珊瑚生长与海缸环境演化的过程里出现了许多物种,对放入的珊瑚及大量新出现的物种进行观察与记录,并总结出蕨藻类与管虫的生长阶段模式。对于此海缸的记录可重演小型海洋稳定生态系统的形成过程,为海洋生物观察实验与海缸养殖者提供一定的借鉴意义,也可以为古生态学提供重要的参考。

华北陆块西南缘寒武系辛集组Stenotheca型和Pelagiella型壳体化石几何形态测量学初探

华北陆块普遍缺失寒武系纽芬兰统至第二统下部的地层,其西南缘较为广泛分布的辛集组是研究区内最早接受沉积的一套寒武纪地层,产出大量的小壳化石,时代为寒武纪第三期中晚期至第四期早期。辛集组的小壳化石中包括大量特征明显,具有锥状、内卷式、松旋壳体的软体动物化石。本文在华北西南缘陕西洛南县灵口地区新发现的梧桐沟剖面、焦村剖面和前人研究过的陇县柴家洼剖面寒武系辛集组中下部获取了数千枚化石标本,并从中选取了保存较为完好的32枚软体动物化石和6枚前人文献中报道的相关化石(Anabarellaaustralis Runnegar in Bengtson et al., 1990, Stenotheca transbaikalica Parkhaev, 2004, Anabarella drepanoida He et Pei, 1984,Pelagiella adunca Missarzhevsky in Rozanov & Missarzhevsky,1966,Auriculaspira adunca He et Pei,1984,Auriculaspira madianensis Zhou et Xiao, 1984)进行几何形态测量学(Geometric morphometrics)分析,该方法利用界标点或轮廓线标记样本形态结构的方式对其进行定量化研究。通过应用PAST和TPS软件,经过界标点与半界标点结合的数据采集、普鲁克迭加数据变换,进行极值观察和主成分分析,结果表明这些内卷式、松旋型软体动物标本大致可以归为两个属,即Stenotheca Salter in Hicks, 1872和Pelagiella Matthew, 1895;在研究的所有标本中,仅一枚标本未鉴定出明确结果,两枚标本鉴定结果与Stenotheca较为接近;有三枚标本与Pelagiella adunca在形态上更靠近;剩余研究标本与P.madianensis接近。与传统的形态学方法相比,该方法具有更高的准确性。该方法的应用在一定程度上改善了小壳化石的属种划分,为后续对该生物群的深入研究奠定了基础。

埃迪卡拉纪晚期高家山生物群中瓶状微化石新材料

高家山瓶状微化石为一类发现于陕南宁强高家山生物群Conotubus-Gaojiashania-Protolagena组合带中的微体化石。借助扫描电子显微镜对高家山瓶状微化石的形态特征进行观察,发现在瓶状微化石外壳表面具有浅坑与水滴状构造;运用阴极发光技术研究化石壳壁结构和壳腔内部结构,发现一个瓶状微化石内部存在球状构造。这些化石新材料中的微构造不仅丰富了我们对高家山瓶状微化石形态的认知,还加深了我们对前寒武纪原生生物演化的理解。

埃迪卡拉纪末期Conotubus与Cloudina亲缘关系再研究——基于几何形态测量学的新证据

埃迪卡拉纪末期最早骨骼生物Cloudina的出现及其全球性分布,标志着早期生命的演化进入了新阶段。Cloudina已成为埃迪卡拉纪末期全球重要的指示化石。位于扬子地台西北缘陕西宁强地区的高家山生物群保存有大量结构精美的磷酸盐化Cloudina。同时,该生物群中还保存有黄铁矿化的Conotubus,其生物结构以三维立体的方式保存下来,借助工业CT技术,可以观察到岩层内部Conotubus的立体形态特征。前人根据基本相同的锥管状形态、始端封闭、末端开口及漏斗状套合的管体叠合方式等认为Conotubus和Cloudina存在一定的亲缘关系,但二者个体大小悬殊、保存方式迥异,二者关系依然存疑。本文选取Conotubus和Cloudina化石的胎管部分,尝试采用几何形态测量学分析的方法,通过计算统计手段证明二者之间可能存在一定的亲缘关系。高家山生物群地层沉积连续,保存有埃迪卡拉纪末期极为珍贵的连续演化化石,Conotubus和Cloudina之间亲缘关系的确定,为研究埃迪卡拉纪末期生物演化提供了绝佳的材料,也为高家山生物群申请全球界线层型(GSSP)候选剖面提供了更多的支撑。

四川盆地井研—犍为地区寒武系第二统九老洞组古生物化石及其地层划分对比

井研—犍为地区麦地坪组—九老洞组是四川盆地寒武系页岩气重要的勘探目的层,但至今区内缺乏比较可靠的古生物化石资料,严重制约着勘探区地层的精确划分与对比。通过对该地区相关资料的收集和金石1井和金页1井岩心样品的采集分析,在本区九老洞组建立了尖头遵义盘虫(Tsunyidiscus acutus)-阎家寨遵义盘虫(Tsun-yidiscus yanjiazhaiensis)和始莱得利基虫(Eoredlichia)-武定虫属(Wutingaspis)两个三叶虫组合,以及梁山虫(Liangshanella)-小遵义虫(Tsunyiella),朵氏昆明虫(Kunmingella douvillei)-卵形川滇虫(Chuandianella ovata(Lee))-简单虫(Mononotella)和峨眉虫(Emeiella)-粗脊昆明虫(Kunmingella(Validocostatella)fusulus)等三个高肌虫组合,为研究区建立了较为详细的化石对比标准;通过典型化石的分析,对比金石1井和金页1井的地层层位,认为金页1井(3403 m以下)和金石1井(3503 m以下)属于深水陆棚相沉积,金页1井(3403m以上)和金石1井(3503 m以上)为海水较浅的陆棚沉积带,推测研究区在寒武纪幸运世早期存在局部断陷,造成了沉积环境的重大变化,反映海平面快速下降及随后原断陷盆地的快速充填。

埃迪卡拉纪管状化石Sinotubulites形态测量学研究

Sinotubulites是新元古代末期一类直或微弯,两端开口的圆柱管状化石,具有多层套合的管壁结构,目前已在世界多个地区发现,是寒武纪大爆发前管状生物大辐射的典型代表之一。本文对采自陕西宁强李家沟剖面埃迪卡拉纪高家山生物群中管状化石Sinotubulites的各项数据进行测量统计,以探讨管体各部分特征在个体发育过程中的关系。此次共选择测量保存较为完整的化石样品378枚,其中扫描电镜下检测口视样品150个,侧视样品134个,显微镜下检测样品94个,后者由于精度问题仅做数据辅助支撑。通过数据处理发现,Sinotubulites管状化石的最大直径和内圆直径线性关系明显(R^2=0.7);五六角最大直径与单边长度间线性关系最高(R^2=0.8903);总体上看,化石管体长度与壁厚、长度与最大直径无明显相关性。分析结果表明Sinotubulites在生长的不同阶段可能通过丢弃旧管,分泌新管,换管生活。同时在不同水动力条件下Sinotubulites不是单纯依靠分泌更厚的壳壁,而更可能是通过纵脊的多少来稳定管体。