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湖南寒武系磷块岩中发现原位立体保存的六射海绵化石
2019-03-25 | 编辑: | 【

  关于海绵动物早期演化的研究,很大程度上受限于不完备的化石记录。除瓮安生物群中报道的可能的海绵化石外,已知最早的海绵骨针可追溯到约5.35亿年前。但由于化石海绵的分类依据大部分来源于骨架的形态结构,因此以往对早期海绵多样性和演化历程的研究,依赖于从寒武纪第二期末期开始出现的页岩相化石库中原位保存的海绵化石。 

  近期,凤凰娱乐官方网罗翠副研究员与德国哥廷根大学Joachim Reitner教授合作,发现湖南张家界附近牛蹄塘组底部纽芬兰统的硅质磷块岩中存在原位立体保存的六射海绵化石。这项研究于2019228日在线发表于德国《古生物学杂志》(PalZ)上。 

  这套磷块岩位于牛蹄塘组镍-钼富集层之下,依据前人的放射性同位素定年和生物地层学研究,推测其沉积时间不晚于寒武纪第二期。原位保存的海绵化石以结核的形式赋存于富碳的硅质磷块岩中,其围岩具有指示自生成因的层状、团块状隐晶质磷酸盐沉积结构,而缺乏机械搬运沉积颗粒。一些化石的骨架被完全包埋在隐晶质的磷酸盐沉积中;而大部分化石的保存状态是骨针首先被等厚、具十字消光特征的隐晶质磷酸盐胶结物所包裹,剩余的骨架空间被更晚期的磷酸盐、石英和焦沥青(pyrobitumen)所充填。 

  本研究以两枚化石的骨架特征作为案例进行了详细报道。其中一枚以上述第一种方式保存,从薄片中看,其骨架为厚壁类型,由形态相似、大小分为三个层级的三轴骨针构成,其中第二、三级骨针不规则排列。第二枚标本以上述第二种方式保存,研究中用逐层研磨法重建了其在约6mm×5mm×1mm的局部范围内骨针的空间排列。重建所得的结构主要由较大的三轴五射骨针构成,兼具少量的三轴六射骨针、单轴骨针和其他形态的骨针。其中部分五射骨针的切向射针近平行于化石表面,类似于已知六射海绵的下向皮层骨针;而其他骨针的分布总体无序,但在局部互相垂直地交织。这两枚标本所展现的形态特征在页岩相化石库中未见报道,却符合此前以Mehl(1996)Dohrmann等(2008)为代表的一些学者对早期干群六射海绵的预期。 

  除原位保存化石外,这套磷块岩的其他样品中也富含零散的海绵骨针,包括一些现生普通海绵中典型的骨针类型以及一些具有六射海绵与普通海绵镶嵌特征的类型,其中有多种骨针形态在原位保存的化石中没有发现,暗示着这一时期该埋藏窗口中海绵动物的生物多样性仍有待进一步挖掘。 

  本项研究由国家自然科学基金委、中国科学院、中国科学院古生物学与地层学重点实验室以及德国精英大学计划联合资助。 

  论文信息:Luo, Cui, and Joachim Reitner*. 2019. Three-dimensionally preserved stem-group hexactinellid sponge fossils from lower Cambrian (Stage 2) phosphorites of China. PalZ. doi:10.1007/s12542-018-00441-y.

湖南寒武系磷块岩中发现原位立体保存的六射海绵化石

牛蹄塘组磷块岩的岩石学特征及其中海绵化石保存

海绵化石的三维结构在二维平面上的投影

海绵化石的三维结构在二维平面上的投影






 
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