中元古代生物地层中微古植物生态的第一次突变

【作者】 高林志； 张恒； 唐烽； 苏德辰；

【机构】 中国地质科学院地质研究所；

【摘要】 地球演化史上中元古代10亿年被认为是最无聊阶段,全球的氧、碳同位素几乎波动范围最小,构造事件不突出,反映出从哥伦比亚超大陆到罗迪尼亚超大陆之间的转化阶段。然而,在全球古地理再造中,中国华北板块一直飘在极大板块之外,尽管,古地磁专家试图将华北板块的古地磁拟合到北美板块的磁极轨迹中,但是,沉积特征和生物组合没有相似之处。然而,华北南缘一套碎屑岩中发育了高度进化的微古植物组合;其生物特征违反生物演化的规律,首现就是个体巨大,形态太多样。其中汝阳群微古植物组合中最具特征的是大型具刺疑源类Shuiyousphaeridium属。此外,还发现相当数量的其他大陆普遍发育的新元古代常见微古植物分子,如Trachyhystrichosphaera stricta Hermann,cf.Cymatiosphaeroides pilatopium Zang et Walter,Simia nerjenica A.Weiss及Tasmanites sp.等。Xiao et al.(1997)对该类化石的出现在前寒武纪研究杂志上提出了一个惊叹标题,即"Neoproterozoicfossilsin Mesoproterozoic rocks"?笔者对汝阳群所发现的具刺疑源类进行系统形态学、微细结构和分类等方面的研究,同时与世界上已报道的前寒武纪具刺疑源类进行广泛对比,结合氧碳同位素的数据提出具刺疑源类古生态环境的意义,似乎成为生物突变演化的"伊甸园"。近年来,随着锆石SHRIMP年龄测定技术在中国前寒武纪地层研究中广泛应用,在几个关键层位定年研究中取得实质性进展,即:苏文博等(2012)首次在河南洛峪口组的层凝灰岩中获得了锆石U-Pb年龄为1611±8 Ma;汪校锋等(2015)在洛峪口组上部和顶部的层凝灰岩中分别获得了1662±20 Ma和1640±16 Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,李承东等(2017)在洛峪口组中的层凝灰岩中获得了1638±9 Ma、1634±10 Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,彭楠等(2018)获得了1639±3 Ma的SHRIMP锆石U-Pb年龄。这些精确的锆石U-Pb年龄数据基本将该套地层包括下部的汝阳群限定为长城纪。上述,这些精确的锆石同位素年龄的确定,把华北古陆南缘豫西元古代地层中白草坪组出现大量大型具刺疑源类,通常大型疑源类首现于新元古代地层的梦又推回到首现中元古地层。特别是,"Shuiyousphaeridium属"具备了微古植物形态分类学上四个属地特征,即具刺、具核、具孔、具网等特征,反映出该属应属于真核生物范畴;根据地层中锆石U-Pb年龄标定,反映出早期生物演化的突变;因此,其起源和演化谱系又将就成为许多学者仍然需要深入探讨的"未解之谜"。更多还原