貴州清鎮(zhèn)桃沖組新元古代末次生代地層對比新結(jié)果

貴州清鎮(zhèn)桃沖組新元古代末次生代地層對比新結(jié)果

sha-6mm是一種細長的帶狀體，寬約1.6mm，長25-65mm。表面上有許多密集的橫向脊柱。Shaanxilithes最早在陜南震旦系燈影組上部高家山段中發(fā)現(xiàn),被當作蠕形動物實體化石來研究,并與俄羅斯文德系中的Sabellidites進行比較(陳孟莪等,1975)。1984年邢裕盛等首次將其作為遺跡化石描述,認為它是蠕形動物在沉積物中形成的印痕,而非蟲體本身。隨后的研究者(林世敏等,1986;張錄易,1986;丁蓮芳等,1992;李日輝等,1997)延續(xù)了這一看法,并建立了兩個種Shaanxilithesningqiangensis和Sh.erodus。Sh.erodus以個體細小,彎曲較強,邊緣呈鋸齒狀參差不齊,橫向脊紋微拱為特征;而Sh.ningqiangensis則寬度基本保持穩(wěn)定,雖彎曲程度不同,但通常較直。薛耀松等(2002)報道了在貴州清鎮(zhèn)桃子沖桃子沖組底部的硅質(zhì)白云巖中發(fā)現(xiàn)瓶狀化石,它與陜南高家山生物群中的Protolagenalimbata相似。在這一線索的基礎(chǔ)上,近來筆者等在清鎮(zhèn)桃子沖組中發(fā)現(xiàn)了保存頗為精美的高家山生物群特征分子Shaanxilithesningqiangensis,結(jié)合瓶狀化石的時空分布及Shaanxilithes在陜南的穩(wěn)定展布,基本可以得出桃子沖組下段的下部可與高家山段對比的推斷。通過Shaanxilithes與南澳“可疑構(gòu)造”的對比研究,進一步證明它不是前人所認為的遺跡化石或蠕形動物化石,而可能是鈣化藻類碎片的堆疊體。一、地質(zhì)背景及地層Shaanxilithesningqiangensis產(chǎn)于高家山牛落坑剖面高家山段底部第5層灰黑色鈣質(zhì)粉砂巖中,為帶狀體,一般同一條帶狀體寬度基本保持穩(wěn)定,密集順層展布,縱橫交叉,長短不一,彎曲程度不同,但通常較直,帶狀體上多有橫向皺紋。它常與細小,彎曲較大,邊緣呈鋸齒狀參差不齊,橫向皺紋微拱的Sh.erodus共生。Shaanxilithes區(qū)域分布比較廣泛,層位穩(wěn)定,以胡家壩鎮(zhèn)高家山為中心,西至羅家河小塘子梁—長坡埡—寬川鋪選將坪一帶,東至石板溝—竹葉溝、胡家壩—勉縣鵓鴿洞—元墩子一帶,東西長約40km的范圍內(nèi)均可見到(圖1)。據(jù)李日輝等(1997)的意見,Shaanxilithes也見于寧夏賀蘭山震旦紀正目觀組和滇東震旦紀漁戶村組舊城段。楊式溥、鄭昭昌(1985)所定之Taenioichnuszhengmuguanensis,產(chǎn)于賀蘭山震旦紀正目觀組冰磧巖段之上的綠色板巖之中,為兩側(cè)對稱帶狀、沿層面水平分布、寬約5—10mm、內(nèi)部具清楚的微細橫紋同細溝相間,推測是由兩側(cè)對稱的軟軀體蠕蟲類或其他動物沿層面附近運動或覓食形成。楊式溥等(1985)指出我國前寒武紀所發(fā)現(xiàn)的蠕蟲實體化石Sabellidites,大多為此類帶狀遺跡。通過對其仔細研究,筆者贊同李日輝等(1997)的意見,認為Taenioichnus應(yīng)歸入Shaanxilithes。類似Shaanxilithes的帶狀構(gòu)造在云南許多地區(qū)都有分布,如云南東部華寧火特和向家溝、澄江漁戶村、晉寧王家灣等地,羅惠麟等(1982)認為可能是沉積物形變構(gòu)造。但從其穩(wěn)定的時空展布、形態(tài)特征及產(chǎn)出狀況分析,屬非原地埋藏的Shaanxilithes無疑。貴州清鎮(zhèn)桃子沖一帶的桃子沖組是燈影組之上、牛蹄塘組之下的一套磷硅質(zhì)組合,厚度一般為20—30m,可分為上下兩段:下段為深灰—灰黑色薄層—中厚層硅質(zhì)巖及藻屑硅質(zhì)巖,中上部含軟舌螺、齒型殼和Zhijinites;上段為灰—深灰色薄層—葉片狀含粉砂泥炭硅質(zhì)巖,產(chǎn)單板類及其他小殼化石碎片。桃子沖組的底界被置于震旦系頂界之下2.33m處,并認為寒武系-震旦系界線和桃子沖組-燈影組界線均為整合接觸關(guān)系(王硯耕等,1984)。薛耀松等(2002)在桃子沖組底部黃灰、灰黃色具泥質(zhì)條紋的硅質(zhì)白云巖中發(fā)現(xiàn)瓶狀動物化石(Protolagenalimbata),其個體大小(寬746μm,長1100μm,口部內(nèi)徑約50μm)和形態(tài)特征與高家山生物群中的完全一致(丁蓮芳等,1992),這是陜南之外的唯一類似瓶狀化石產(chǎn)地。下伏燈影組。根據(jù)黔中地區(qū)燈影組上段普遍缺失的現(xiàn)象,薛耀松等(2002)認為桃子沖組與燈影組淺灰色微晶白云巖“之間為假整合接觸關(guān)系,其底界并無跨入震旦系的證據(jù)”,并且推斷黔中與陜南情況不同,此地的瓶狀化石產(chǎn)于梅樹村階底部。瓶狀化石是產(chǎn)于晚前寒武紀的一類分類位置未定的具瓶狀外形的微體古生物類群。國外的瓶狀微化石,均采自晚前寒武紀(1200—600Ma),而我國目前所報道的發(fā)現(xiàn)于早寒武世的瓶狀化石,與小殼化石緊密共生,其基面特征與開腔骨類(如Chancelloriids)明顯可以比較(錢逸等,2000),而與前寒武紀瓶狀化石完全不同。與其他已知化石類群相比,高家山瓶狀化石在形態(tài)上雖具有一定相似性,但個體巨大(是其他已報道化石的10—100倍),殼壁成分多由鈣質(zhì)組成,壁厚,有的還具有分層結(jié)構(gòu),并且?？蓮膰鷰r中完整剝離出來,與世界其他地區(qū)和層位的瓶狀化石差異很大。近來筆者發(fā)現(xiàn)高家山瓶狀化石具有成層展布的特點,在一塊40cm2的層面上可見到三十余個化石個體,對其生態(tài)習性和生物屬性需作進一步研究。Shaanxilithes和瓶狀化石在貴州的發(fā)現(xiàn)使筆者相信,在清鎮(zhèn)地區(qū)可能殘存有部分燈影組上部的地層,可能與高家山段可以對比,推測桃子沖組底部可能存在一個假整合面。關(guān)于桃子沖組底部的時代,隨著研究的深入和新化石的發(fā)現(xiàn),有待于進一步證實。新化石的發(fā)現(xiàn)表明高家山生物群的分布范圍可能要進一步擴大,這一發(fā)現(xiàn)也為筆者在揚子區(qū)尋找新的高家山生物群產(chǎn)地帶來了希望。二、sha-nin西litina的屬性1地質(zhì)特征及地層差異對于Shaanxilithes的成因歸屬,歷來存在很大爭議。上世紀50年代末至60年代初,原陜西磷礦隊在寧強寬川鋪李家溝勘探磷礦時,在下寒武統(tǒng)寬川鋪組發(fā)現(xiàn)了“蠕形蟲化石”。原西北地質(zhì)科學研究所磷礦研究組于1964年采到同類化石標本,張錄易將其定為藻類Chabakoviasp.,陳孟莪等(1975)將其定為cf.Sabelliditessp.,并認為是中國首次發(fā)現(xiàn)的后生動物化石,其理由為:1)在巖石新鮮面上個體多而清楚,每一個體均有“皺體”,與圍巖界限分明,排除成巖作用可能;2)個體間縱橫交錯,或直或曲,不具方向性;3)在相距十多千米的兩個地點均有發(fā)現(xiàn),重復(fù)性強。此外化石保存在有機質(zhì)豐富的暗色粉細砂巖中,適合蠕蟲生活,化石與圍巖顏色不同,不像動物的孔穴或行跡。邢裕盛等(1984,1985)根據(jù)帶狀體邊部不封閉,有緊密排列的脊紋,看不到漏斗狀穿插排列現(xiàn)象和未見任何管狀特征及炭化有機體殘余等,將該類化石厘定為后生動物遺跡化石,命名為ShaanxilithesningqiangensisXing,YueetZhang,1984。然而對于Shaanxilithes是否為生物構(gòu)造尚存疑義,羅惠麟等(1982)認為它是一種非生物沉積構(gòu)造。他發(fā)現(xiàn)Shaanxilithes在層面上似“泥皮”,斷面上見斷續(xù)泥質(zhì)微層,在紫紅色、黃綠色及黑色泥質(zhì)粉砂巖中均有存在,大小不一、分布不規(guī)則,很可能由于水動力條件的影響,造成沿一定方向定向排列的泥質(zhì)物,形似“皺節(jié)蟲”。同一層中的泥片絕大多數(shù)不形成“化石”,而是雜亂無章地分布。綜合上述觀點,結(jié)合陜南及貴州標本特征,筆者認為Shaanxilithes具有以下共同特點:完整的個體一般呈帶狀、不分枝,在層面上蜿蜒,粗細不均一,邊緣不平整,雖有粗細變化,但橫紋常呈同心狀分布,類似疊層狀構(gòu)造。個體間可相互疊覆,但無明顯穿插現(xiàn)象。化石為異地埋藏(明顯有破碎及搬運現(xiàn)象)或近地堆積(保存相對完整,個體邊緣沒有明顯磨蝕現(xiàn)象),不同大小、形態(tài)的碎片共同堆疊,可疊覆形成厚達數(shù)十厘米的生物層?？梢钥闯龅湫偷腟haanxilithes與遺跡化石間存在著較大的差別,基本可以排除其為遺跡化石的可能。首先遺跡化石個體直徑在較長距離內(nèi)常保持穩(wěn)定,其直徑大小反映了造跡生物個體大小,因而當其在沉積物中穿行時遺跡直徑不應(yīng)有較大改變(Ekdaleetal.,1984);其次遺跡化石一般為原地埋藏,絕少有搬運、破碎后再堆積的現(xiàn)象;同時遺跡化石多見相互穿插、截切,但疊覆現(xiàn)象少見。2大小化石規(guī)范Gaojiashania是高家山生物群中一類十分重要的化石類群,它個體一般較大,直徑由幾毫米至十幾毫米,長度最長可達20cm以上。化石保存于灰綠色薄層粉砂巖及灰?guī)r互層中,化石均為原地保存,平躺于層面,未見有斜穿層面的現(xiàn)象。在同一層面上,大小化石相差懸殊,但主體無定向,保存完整(陳哲等,2002)。外表具有與Shaanxilithes類似的以橫向為主的環(huán)紋、環(huán)脊,在層位上又與Shaanxilithes具延續(xù)性,Gaojiashania與Shaanxilithes是否有成因上的聯(lián)系,后者會不會是Gaojiashania破碎后的堆疊體?與Shaanxilithes不同,高家山生物群中所產(chǎn)出的這類化石在可見保存范圍內(nèi)粗細基本保持恒定,保存在粉砂巖中者,多已黃鐵礦化,呈三維保存的鑄型標本,可修出完整的個體。保存在灰?guī)r化石中的其體腔內(nèi)部均被晶質(zhì)方解石充填,局部保存了體壁、環(huán)脊齒狀邊緣。?？梢蚧w分解而形成在層面上分散或彼此密集相連的圓環(huán)。3須腕動物的管口和環(huán)節(jié)動物“寒武皺節(jié)蟲(Sabelliditescambriensis)”首先在俄羅斯地臺圣彼得堡地區(qū)Baltic階BlueClay層發(fā)現(xiàn),多為0.5—3.0mm寬、70—120mm長的管狀斷片,其細密規(guī)則排列橫紋僅出現(xiàn)在管壁外表面,而內(nèi)表面光滑。Sokolov(1972)將Sabellidites解釋為須腕動物的管體,而Korkutis(1981)則認為它們可能是營潛穴生活環(huán)節(jié)動物的遺留物。Sabellidites以其規(guī)整的管體,細密的表面橫紋及平直的管口特征與Shaanxilithes明顯有別。前寒武紀大量具細密橫向條紋或褶皺(環(huán)節(jié)?)的宏體碳質(zhì)壓膜化石,通常被不少學者歸入后生動物的蠕形動物類(Vermes)須腕動物門(Pogo-nophora)及環(huán)節(jié)動物門(Annelida)。主要見于淮南的新元古代劉老碑組、九里橋組,淮北的史家組、金山寨組、溝后組及遼南的多個相應(yīng)層位。扁平的碳質(zhì)帶狀壓膜化石,大多長10—20mm、寬1—1.2mm,呈平臥狀保存于灰色頁巖層表面。與Shaanxilithes不同的是,部分帶狀體雖然可能由于藻體在保存過程中折疊而稍有收縮,但帶狀體寬度較均勻,藻體端部平直或呈圓形,沒有Shaanxilithes常見的尖縮現(xiàn)象,帶狀體表面橫紋狀構(gòu)造更為密集,橫紋密度可達每毫米10—11條(錢邁平等,2000)。4與晚元古代澳大利亞新元古代wono組的“可疑結(jié)構(gòu)”的比較4.1粉砂質(zhì)砂巖巖石學特征澳洲:產(chǎn)于Wonoka組Unit8,其上部產(chǎn)著名的伊迪卡拉生物群。產(chǎn)這類“可疑構(gòu)造”的化石層厚約2m,但分布十分廣泛,在Adelaide‘Geosyncline’南北長達80km的范圍內(nèi)的5個剖面上均有發(fā)現(xiàn),可以作為區(qū)域?qū)Ρ鹊闹匾獦酥尽；窒抻诒〉姆凵百|(zhì)石灰?guī)r和鈣質(zhì)粉砂巖板狀層與鈣質(zhì)頁巖互層。粉砂質(zhì)灰?guī)r具板狀、波紋狀及不規(guī)則紋層,至少有些是微生物藻席成因。陜南:寧強高家山—牛落坑剖面第五層灰綠色、黑色薄層粉砂巖夾暗黃色鈣質(zhì)細砂巖底部;寧強寬川李家溝剖面第二層黑色薄層致密頁巖、含鈣質(zhì)頁巖;寧強寬川舒家溝剖面第三層淺黃色薄層狀細、粉砂巖與含砂質(zhì)泥巖等互韻律層,單韻律厚約40cm,泥質(zhì)巖類見有泥礫結(jié)構(gòu)。水平層理發(fā)育,東西向展布十分穩(wěn)定。在Shaanxilithes化石層之上產(chǎn)有高家山生物群,主要分子有高家山蟲(Gaojiashania)、錐管蟲屬(Conotubus)及瓶狀化石等。考慮到南非納米比亞納馬群產(chǎn)伊迪卡拉生物群的層位同時含有高家山生物群中的重要分子克勞德管(cloudina),二者在時代上應(yīng)基本一致(華洪等,2000)。4.2疊抗構(gòu)造二者均無明顯突起或在上層面略呈正突起;完整的個體,一般呈帶狀,在層面上蜿蜒,無明顯定向,個體粗細不均一,變化明顯,邊緣不平整,但橫紋常呈同心狀分布,類似疊層狀構(gòu)造。貴州標本與Haines(2000)文中的Fig.7(c)頗為相似。4.3形態(tài)和大小陜南和貴州化石為異地埋藏(明顯有破碎及搬運現(xiàn)象)或近原地破碎后重新堆積,而澳洲標本均為原地保存,沒有明顯的擾動現(xiàn)象;陜南和貴州的標本基本不分叉,而澳洲標本個體相對較粗、分叉十分普遍,個體由細逐漸變粗并分出兩到多個子個體,并且多為多次分叉。二者之所以存在上述差異,可能原因是化石體較易破碎,經(jīng)水流輕微擾動或搬運就遭解體,導致不同大小、形態(tài)的個體堆疊在一起。由三地化石保存方式的差異可以推斷,這些化石埋藏時的擾動強度由強到弱依次為:陜南、貴州、南澳。三、wonmat:非織造布的高聚物發(fā)生突變可能引起性狀破碎與Shaanxilithes一樣,澳洲Wonoka組的標本歷來存在較大爭議,Jenkins(1995)將其歸入遺跡化石Palaeopascichnusdelicatus,雖然在一些不分叉的個體上同心狀橫紋類似于緊密排列的蜿蜒分布的爬跡,但后者兩個相臨橫紋間普遍存在反向回轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,與實際標本完全不同。Haines(2000)將其和全球廣布的熱帶淺海褐藻Padina進行了比較,Padina具有薄的扇狀原葉體,在生長時原葉體發(fā)生裂離而導致分叉,其表面具明顯的彎曲及平行的條帶(由絨毛帶與繁殖帶交替組成),其形態(tài)特征與Wonoka組中的“可疑構(gòu)造”類似。然而如Haines(2000)所指出的Padina為固著并在水體中自由向上生長的類型,而澳洲標本更可能為表附在基底表面上生長,上為一薄的微生物席層(microbialmat)所覆蓋。由于微生物席的保護,可以解釋為何Wonoka組中的可疑構(gòu)