研究發現距今約5億年的寒武紀特異埋藏化石庫

近日，中國科學院南京地質古生物研究所寒武紀大爆發研究團隊報道了來自華北地區的一處距今約5.04億年的寒武紀特異埋藏化石庫，并命名為“臨沂動物群”。這一獨特的特異埋藏化石庫為深入了解寒武紀大爆發之后動物早期輻射分異、遷徙擴散、群落結構和生物古地理提供了新的窗口。該項成果日前在國際學術期刊《國家科學評論》發表。

距今5.3億年前后發生的寒武紀大爆發是一次前所未有的快速演化事件，在整個地球生命進化史上具有重要的地位。寒武紀大爆發的相關問題一直是古生物學界研究的核心，而富含精美的多門類軟軀體化石的寒武紀特異埋藏化石庫則是了解這一重大生物演化事件的主要窗口。全球已有十余處經典的寒武紀特異埋藏化石庫被發現，尤其是澄江動物群的發現開啟了華南板塊作為相關研究熱點地區的歷史，且近年來新的化石庫仍在不斷涌現。然而，寒武紀特異埋藏化石庫的時間和空間分布并不均勻，大多數著名的寒武紀特異埋藏化石庫都集中分布在華南板塊和勞倫大陸。這種地理分布的不均衡在寒武紀中期表現最為明顯，這些客觀條件在很大程度上制約了我們對寒武紀演化動物群面貌和格局的全面認識。

華北板塊在寒武紀時期是一個獨立塊體，具有獨特的構造演化歷史。作為中國傳統“中寒武統”的標準地區，這里的寒武紀中期地層序列完整，化石豐富，是尋找這一時期特異埋藏化石庫的潛力地區。近年來，中國科學院南京地質古生物研究所寒武紀大爆發研究團隊在這一地區展開了大量野外工作，并選取代表性層位和剖面進行了集中采集，收集到了數千枚精美的化石標本。

本次綜合研究的臨沂動物群來自山東省臨沂市西郊的寺口剖面，軟軀體化石集中產出于寒武系張夏組盤車溝段下部的黑色與黃綠色頁巖中。根據其中的三葉蟲，特異埋藏化石庫的時代被確定在距今約5.04億年寒武紀苗嶺世鼓山期的早期，稍微晚于布爾吉斯頁巖生物群。已有超過35個化石類群在臨沂動物群中被發現，豐富了這一時期海洋生物與群落的多樣性面貌。組合中多樣性最高的類群是非三葉蟲節肢動物，而其中又以奇蝦類和莫里森蟲類最為引人注目。除節肢動物以外，多樣的海綿動物和蠕蟲狀動物也值得進一步深入研究。臨沂動物群中的化石大部分為軟軀體形式保存，且許多都保存了精細的解剖結構，如附肢、眼睛、消化系統和剛毛等，為進一步了解這些生物的解剖結構提供了新信息。與其他經典的布爾吉斯頁巖型特異埋藏化石庫一樣，臨沂特異埋藏化石庫中的軟軀體結構以碳膜的形式保存在背景層與事件層交互出現的地層中，顯示了類似的埋藏學路徑在軟軀體化石保存中的普遍性。

由于時代相近的其他特異埋藏化石庫均集中于勞倫大陸，華北板塊臨沂動物群的發現為研究寒武紀中期的生物地理學提供了獨特的視角。臨沂動物群與同期的北美特異埋藏化石庫之間有許多相同的生物類型，這暗示了華北與北美軟軀體動物群在這一時期的密切聯系。作為華北板塊第一個被綜合研究的寒武紀特異埋藏化石庫，臨沂動物群也有望為華北寒武紀特異埋藏化石庫的研究拉開新的序幕。