陕南宁强地区前寒武系—寒武系界线附近微体骨骼化石及其沉积环境的研究
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摘要
前寒武系-寒武系界线的研究一直是古生物学界所关注的热点问题,在这一界线附近发生的生物演化事件也一直是古生物学界的热点。陕西南部宁强地区的埃迪卡拉系-寒武系地层出露完整,化石丰富,是研究前寒武系-寒武系界线附近生物演化事件的理想区域。
本文通过大量的野外实地踏勘、样品采集、室内微体化石处理、SEM扫描电镜照相、岩石光面和薄片的磨制等一系列方法,对陕南宁强,勉县,西乡等地的数个剖面进行了数次重点野外观测,并在室内处理小壳化石及伴生的胚胎化石4000余个,早期的骨骼化化石克劳德管、震旦管200余个,磨制光面20个,薄片200余个。
从古生物和古生态学的角度对原始锥石、阿纳巴管类、原牙形刺、克劳德管化石等进行了讨论,主要结论为：
1、对一种特殊的两侧对称、横切面为十边形的原始锥石进行了形态学描述,认定其属于六角锥石属,增加了一项新的形态学用语(侧脊角),推测其与五辐射的Punctatus具有亲缘关系。推测其可能营游泳或漂浮生活,其空腔可能具有一定的浮力,下部有用于滤食和呼吸的软体部分；
2、对阿纳巴管管体的弯曲角度提出了新的解释,认为其营直立生长,弯曲的产生是由于管体倒伏后继续直立生长的结果。将阿纳巴管与埃迪卡拉三辐射的奇异骨骼化石进行了形态学的比较,根据形态学的相似性推测其可能具有演化上的关系；
3、根据前人研究的成果,对原牙形刺化石进行总结讨论,并对一种形态特殊、保存相对完好的原牙形刺化石进行了描述,推测其可能属于原牙形刺保存的捕食结构；
4、克劳德管是最早的骨骼化石,也被认为是极具潜力的埃迪卡拉纪标准化石之一本文通过大量的实体化石和薄片观察,总结了克劳德管的类型,认为其只具有一种结构,即不具有共壁的克劳德管,其形态上存在的差别可能是埋藏偏差导致的。根据观察我们推测,其管体可能营直立生长,且套锥具有收缩功能；
5、对胚胎化石进行了重点讨论。寒武纪的胚胎化石常常缺失处于卵裂过程的个体,这也引起了很多猜想和假设,本文对研究中发现的可能处于卵裂期的胚胎化石进行了重点讨论,部分标本从形态学上可以与陡山沱期的胚胎化石进行比较,并根据发育的连续性建立了一球多管的发育机制。最后对宽川铺的大量的球形化石进行了统计学上的分析；
6、通过大量的野外踏勘和镜下薄片观察,讨论了宽川铺生物群的沉积环境和埋藏条件,根据丘状交错层理的宏观结构和薄片上反映的微观沉积结构,推测其可能是风暴沉积；
The Precambrian-Cambrian boundary is a critical paleobiological concern and receives increasingly important scientific attentions. Ediacaran successions are well-exposed in the Ningqiang area of southern Shaanxi Province, South China where abundant fossil materials have been well-known and thus would be an ideal study area providing important insights into our understanding of Precambrian-Cambrian biotic evolutions.
Filed sampling, laboratory analysis, SEM photography, thin-sectioning, and slabbing are conducted in this study. More than 4,000 Early Cambrian specimens of Small Shelly Fossils and the co-occurring animal embryos and more than 200 specimens of latest Ediacaran skeletonized fossils Cloudina and Sinotubulites are recovered from phosphorites and cherts of the Early Cambrian Kuanchuanpu Formation and dolostones of the latest Ediacaran Beiwan Member of the Dengying Formation, respectively. In addition, more than 20 polished slabs and more than 200 thin-sections are studied to constrain the depositional environments of these fossils.
Morphology, taxonomy, and paleoecology of a variety of taxa, including Conulariids, Anabarites, Protoconodonts, Cloudinids, are discussed in this paper:
1. Morphology of a newly found bilaterial Conulariids is described with a new morphological term. This new taxon is ascribed to Hexangulaconulariids. This taxon is presumed to be a nekton or plankton and the hollow lumen may have been capable of generating buoyancy. Within the lower part of the lumen, however, possesses the respiratory and feeding organs. We postulated that this taxon may have close phylogenetic relationships with the pentagonal fossil Punctatus.
2. Anabarites is interpreted as a erect benthos and the curved tube is due to the destructive influence of storm-generated events. Morphology of anabarites is compared with an Ediacaran tri-symmetrical skeletal fossil and they may have close taphonomic links.
3. A review and discussion on Protoconodonts are summarized on the basis of previous study. In addition, a well-preserved Protoconodont showing unusual morphological feature is described and interpreted as possible predatorial texture remains on Protoconodont.
4. Cloudina has been suggested to be the earliest biomineralized fossil and a potential index fossil in the Ediacaran. Observed from body fossils and thin-sections, we suggest that all specimens share the same morphology and thus only one taxon is existed. The seemingly morphological differences are resulted from taphonomic bias. Cloudina is an erect epi-bethos and funnel-shaped walls of this tubular fossil don't eccentrically intersected.
5. This study is focused on the discussion of animal embryos. The lack of cleavage-stage embryo forms has led to inaccurate assumptions on this fossil. Possible cleavage-stage forms are discussed and compared with Ediacaran embryos from the Doushantuo Formation and a "one egg, multiple tubes"-like developmental sequence-an initially developed egg and diversified tubular forms of post-egg stage-is reconstructed. Statistical analysis is also included in this study.
6. A sedimentary interpretation-the Kuanchuanpu assemblage was deposited in storm-generated sediments-is drawn on the basis of not only hummocky cross stratification seen on the outcrops but also microfacies evidence observed in thin-sections.
本文通过大量的野外实地踏勘、样品采集、室内微体化石处理、SEM扫描电镜照相、岩石光面和薄片的磨制等一系列方法,对陕南宁强,勉县,西乡等地的数个剖面进行了数次重点野外观测,并在室内处理小壳化石及伴生的胚胎化石4000余个,早期的骨骼化化石克劳德管、震旦管200余个,磨制光面20个,薄片200余个。
从古生物和古生态学的角度对原始锥石、阿纳巴管类、原牙形刺、克劳德管化石等进行了讨论,主要结论为：
1、对一种特殊的两侧对称、横切面为十边形的原始锥石进行了形态学描述,认定其属于六角锥石属,增加了一项新的形态学用语(侧脊角),推测其与五辐射的Punctatus具有亲缘关系。推测其可能营游泳或漂浮生活,其空腔可能具有一定的浮力,下部有用于滤食和呼吸的软体部分；
2、对阿纳巴管管体的弯曲角度提出了新的解释,认为其营直立生长,弯曲的产生是由于管体倒伏后继续直立生长的结果。将阿纳巴管与埃迪卡拉三辐射的奇异骨骼化石进行了形态学的比较,根据形态学的相似性推测其可能具有演化上的关系；
3、根据前人研究的成果,对原牙形刺化石进行总结讨论,并对一种形态特殊、保存相对完好的原牙形刺化石进行了描述,推测其可能属于原牙形刺保存的捕食结构；
4、克劳德管是最早的骨骼化石,也被认为是极具潜力的埃迪卡拉纪标准化石之一本文通过大量的实体化石和薄片观察,总结了克劳德管的类型,认为其只具有一种结构,即不具有共壁的克劳德管,其形态上存在的差别可能是埋藏偏差导致的。根据观察我们推测,其管体可能营直立生长,且套锥具有收缩功能；
5、对胚胎化石进行了重点讨论。寒武纪的胚胎化石常常缺失处于卵裂过程的个体,这也引起了很多猜想和假设,本文对研究中发现的可能处于卵裂期的胚胎化石进行了重点讨论,部分标本从形态学上可以与陡山沱期的胚胎化石进行比较,并根据发育的连续性建立了一球多管的发育机制。最后对宽川铺的大量的球形化石进行了统计学上的分析；
6、通过大量的野外踏勘和镜下薄片观察,讨论了宽川铺生物群的沉积环境和埋藏条件,根据丘状交错层理的宏观结构和薄片上反映的微观沉积结构,推测其可能是风暴沉积；
The Precambrian-Cambrian boundary is a critical paleobiological concern and receives increasingly important scientific attentions. Ediacaran successions are well-exposed in the Ningqiang area of southern Shaanxi Province, South China where abundant fossil materials have been well-known and thus would be an ideal study area providing important insights into our understanding of Precambrian-Cambrian biotic evolutions.
Filed sampling, laboratory analysis, SEM photography, thin-sectioning, and slabbing are conducted in this study. More than 4,000 Early Cambrian specimens of Small Shelly Fossils and the co-occurring animal embryos and more than 200 specimens of latest Ediacaran skeletonized fossils Cloudina and Sinotubulites are recovered from phosphorites and cherts of the Early Cambrian Kuanchuanpu Formation and dolostones of the latest Ediacaran Beiwan Member of the Dengying Formation, respectively. In addition, more than 20 polished slabs and more than 200 thin-sections are studied to constrain the depositional environments of these fossils.
Morphology, taxonomy, and paleoecology of a variety of taxa, including Conulariids, Anabarites, Protoconodonts, Cloudinids, are discussed in this paper:
1. Morphology of a newly found bilaterial Conulariids is described with a new morphological term. This new taxon is ascribed to Hexangulaconulariids. This taxon is presumed to be a nekton or plankton and the hollow lumen may have been capable of generating buoyancy. Within the lower part of the lumen, however, possesses the respiratory and feeding organs. We postulated that this taxon may have close phylogenetic relationships with the pentagonal fossil Punctatus.
2. Anabarites is interpreted as a erect benthos and the curved tube is due to the destructive influence of storm-generated events. Morphology of anabarites is compared with an Ediacaran tri-symmetrical skeletal fossil and they may have close taphonomic links.
3. A review and discussion on Protoconodonts are summarized on the basis of previous study. In addition, a well-preserved Protoconodont showing unusual morphological feature is described and interpreted as possible predatorial texture remains on Protoconodont.
4. Cloudina has been suggested to be the earliest biomineralized fossil and a potential index fossil in the Ediacaran. Observed from body fossils and thin-sections, we suggest that all specimens share the same morphology and thus only one taxon is existed. The seemingly morphological differences are resulted from taphonomic bias. Cloudina is an erect epi-bethos and funnel-shaped walls of this tubular fossil don't eccentrically intersected.
5. This study is focused on the discussion of animal embryos. The lack of cleavage-stage embryo forms has led to inaccurate assumptions on this fossil. Possible cleavage-stage forms are discussed and compared with Ediacaran embryos from the Doushantuo Formation and a "one egg, multiple tubes"-like developmental sequence-an initially developed egg and diversified tubular forms of post-egg stage-is reconstructed. Statistical analysis is also included in this study.
6. A sedimentary interpretation-the Kuanchuanpu assemblage was deposited in storm-generated sediments-is drawn on the basis of not only hummocky cross stratification seen on the outcrops but also microfacies evidence observed in thin-sections.
引文
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