發現于我國東北地區的早白堊世熱河生物群是世界著名的特異埋藏化石群,產出了大量保存精美的昆蟲、蝦等無脊椎動物以及帶毛恐龍、鳥類、哺乳類等珍稀脊椎動物化石。盡管大量的化石被描述,但其獨特的化石形成機制還需要進一步研究。
最近,中國科學院南京地質古生物研究所博士王博、趙方臣和研究員張海春等選取了我國北方12個早白堊世化石產地,利用掃描電鏡及能譜分析,對其產出的昆蟲和魚類等常見化石的保存特征進行了系統的調查分析。
研究首次在湖相沉積中發現了大量二維或立體保存的黃鐵礦化昆蟲化石。這種獨特的黃鐵礦化保存方式只存在于熱河生物群部分含豐富火山灰的層位,表明該特異保存方式可能與火山作用密切相關。研究發現底部缺氧環境、沉積物中較低的有機碳含量以及火山噴發產生的可溶性鐵及硫化物為化石黃鐵礦化作用提供了必要條件。生物體中的有機質在硫酸鹽還原菌的作用下腐爛釋放的硫化氫,與沉積物孔隙內的鐵離子結合形成黃鐵礦,從而復制了生物體的外部輪廓。
另外,部分黃鐵礦化石中還發現有微生物膜殘留,表明微生物、細菌形成的生物膜結構可能在當時古湖泊中廣泛存在,并進一步促進了化石的保存。動物組織的黃鐵礦化在整個地史時期較為普遍,但都出現在海相環境中或陸相咸水環境中(例如瀉湖、鹽湖),本次研究也拓展了對化石黃鐵礦化發生環境的認識。
研究相關成果近期已發表在國際沉積地質學會(SEPM)刊物PALAIOS雜志上。(Wang Bo, Zhao Fangchen, Zhang Haichun, Fang Yan, Zheng Daran, 2012, Widespread pyritization of insects in the Early Cretaceous Jehol Biota. PALAIOS, 27: 707?711.)

圖1 黃鐵礦化保存的魚類及各種昆蟲化石

圖2 黃鐵礦化昆蟲(翅脈也被黃鐵礦交代)