2016年01月13日 星期三

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揭开滇西志留纪海洋生物的神秘面纱

来源:中国国土资源报 作者:吕 勇 发布时间:2017-11-10

如果能穿越时空,人类回到志留纪这段延续了2700万年的神奇时光,就可以看到当时全球以及滇西的海洋环境和生活在其中的海洋生物。它们随环境变化而不断进化,分出了不同的分支,一部分仍生活在海洋里,另外一些开始首次登上陆地乃至进入陆地淡水中。志留纪最重要的特征是:笔石的时代、陆生植物和有颌类出现。

志留纪是早古生代的最后一个纪,也是古生代的第三个纪。由于志留系在波罗的海哥德兰岛上发育较好,因此曾一度被称为哥德兰系。4.49亿年前的奥陶纪晚期发生了地球上的第一次生物大灭绝事件,该事件造成了地球上60%的物种灭绝(据研究可能地球当时受宇宙伽马射线暴击地球所致,也叫伽马射线暴击地球事件),志留纪生物是经射线暴击及寒冷冰期后残留变异的少量后裔,它随气候转暖、环境变好而逐渐复苏。

志留纪时,滇西保山一带还位于赤道以南的南半球,位于冈瓦纳古大陆北缘,周围与现今的澳大利亚等相邻。之后经几亿年大陆裂解漂移等沧海桑田变化,保山地块来到了现今的北半球。

为揭开滇西志留纪海洋生物的神密面纱,几代中外科学家前赴后继、锲而不舍地来到这片未知的世界,找寻古海洋中留下的生物踪迹,用这些会说话的石头,讲述他们的前世今生。经过几十年甚至近百年的调查研究,保山志留纪地层建立了近20个笔石化石带,另外还建立了几个腕足和牙形刺化石带,志留纪的研究从无到有,研究程度在不断提高。目前,保山地区的志留系地层单元从老到新依次划分为:下仁和桥组 (S1)、上仁和桥组(S2)、牛屎坪组(S3-4) ,地层出露较全,既发育笔石页岩相,也发育壳相混积岩相。

志留纪的无脊椎动物,与奥陶纪生物关系密切,许多种类在经历奥陶纪末灭绝事件后,进入一个新的复苏阶段。海生无脊椎动物在志留纪时仍占重要地位,但各门类的种属更替和内部组分都有所变化。如笔石动物保留了双笔石类,新兴的单笔石类也很繁盛;腕足动物内部的构造变得比较复杂,如五房贝目、石燕贝目、小嘴贝目得到了发展;棘皮动物中海林檎类大减,海百合类大量出现。

笔石是海洋漂浮生态域中引人注目的生物,笔石以单笔石类为主,如单笔石、弓笔石、锯笔石、耙笔石等。笔石分布广,演化快,因此在地层划分对比中有独特的价值。

笔者从2008年到2015年一直在潞西、保山一带从事1:5万区域地质调查工作,在志留系地层中采获过较多各门类化石。2012~2014年,中国地质科学院岩溶地质研究所开展了《云南1:5万西邑、董翁、卡斯街、昌宁县幅区域地质矿产调查》项目。2013年在云南省保山市隆阳区西邑乡一带调查时,笔者发现志留系有多达4层多房海林檎化石层,最低层位属文洛克统。尤其是2013年调查组成员山克强等在杨家村一带发现的一块保存有多个完好幼枝的笔石化石标本,经中国科学院南京地质古生物研究所研究员张元动鉴定认为是云南最早的弓笔石,为本区首次发现。2014和2015年,中国地质科学院岩溶地质研究所会同南京地质古生物研究所、西安地质矿产研究所专家对原产地进行了两次发掘,又找到了更多弓笔石,初步鉴定出2个属种,为志留系的划分、对比和研究程度的提高提供了新依据。

目前,保山地区的志留系地层出露较全,化石从老到新均有分布,进一步深入研究,可能会找到理想的层型剖面,填补世界上普里多利统未建阶的地质空白,它是目前世界地层表中唯一未建阶的地层。

弓笔石是目前公认的建阶和划分文洛克底界的标准化石,已钉了金钉子的英国层型剖面却不含弓笔石,故2000年国际志留系分会作出决定,对志留系底界和文洛克统底界进行再研究,重新选择金钉子剖面。

全球地层各阶的建立,各国都以阶名和阶层型剖面建在自己国家为荣,其竟争激烈程度相当于地质界的奥运会。目前,文洛克统以捷克、英国和中国紫阳3处笔石带序列比较完整,但英国的弓笔石保存不佳,而捷克因城市扩大剖面已不存在,故中国的紫阳剖面可能成为文洛克统底界国际层型的唯一候选者。那么,保山会不会找到一个副层型甚至是另一个层型剖面呢?我们拭目以待。

(作者单位:中国地质调查局岩溶地质研究所)