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陈中强* 等 BGEG国家重点实验室. Earth-Science Reviews (2019), Biosedimentological features of major microbe-metazoan transitions (MMTs) from Precambrian to Cenozoic

近日,我校生物地质与环境地质国家重点实验室陈中强教授团队题为《从前寒武纪到新生代主要的微生物-后生动物过渡期的生物沉积特征》(Biosedimentological features of major microbe-metazoan transitions (MMTs) from Precambrian to Cenozoic)的学术论文在地学《Earth-Science Reviews》期刊上正式刊出,该文为探讨地史时期生物沉积作用特别是后生生物-微生物过渡期的生物沉积提供了新的研究思路。

越来越多的证据表明,地质历史时期生物活动与大多数沉积过程密切相关。以生物沉积作用为研究对象的学科生物沉积学,已经吸引了全球古生物学家和沉积学家的兴趣。深时生物沉积记录中,后生动物参与以及微生物介导的碳酸盐沉积常在野外形成壮观的山脉,并在前寒武纪到显生宙地层中分布十分广泛。前人编译的关于整个显生宙的后生生物礁数据库显示珊瑚礁在中奥陶世、中泥盆世、中二叠世和晚二叠世以及侏罗纪丰度达到峰值,但在大灭绝之后(晚奥陶世、晚泥盆世、晚二叠纪和晚三叠纪)却减少了。另一方面,微生物成因碳酸盐岩的丰度与后生动物形成的沉积呈现相反的模式。不过,这些数据库并没有包括中国的文献,尽管中国古生代和三叠纪地层出露完整,有丰富的后生生物和微生物沉积建造。该项研究一方面综述了中国的生物沉积数据,更新了后生动物礁和微生物碳酸盐的全球数据库,另一方面还总结了相关的大灭绝和复苏、大型火山爆发、海洋缺氧、海洋酸化、海洋表面温度变化、冰川和地球化学参数(如碳和硫同位素)等特征,以探讨生命演化关键时期有关这两类碳酸盐沉积丰度的物理和化学机制。

该文共收集了中国保存完好的150个后生动物礁和180个微生物礁数据。进一步研究表明后生动物礁在中奥陶世、中泥盆世和中二叠世期间繁盛,而微生物礁在寒武纪、晚泥盆世和早-中三叠世期间发育良好,这与全球格局基本一致。更新后的微生物和后生生物碳酸盐岩沉积的全球数据表明地史时期共有五个主要的微生物-后生生物过渡期(MMT):埃迪卡拉末期、寒武纪、晚奥陶、晚泥盆世和晚二叠世。寒武纪MMT中的几乎所有微生物介导的沉积结构在二叠纪末大规模灭绝后的早-中三叠世MMT中再次出现,表明这两个MMT之间具有高度相似性。寒武纪和早-中三叠世MMT也具有相似的碳和硫同位素扰动、变暖阶段和普遍缺氧的海水。其中一些极端环境和气候也可能发生在其他MMT期间,但通常不会同步发生。大多数MMT经历了四个发展阶段:以微生物为主的初始期(A期),以微生物为主和后生动物扰动相交替期(B期),微生物礁和后生动物礁共生期(C期),发育以后生生物礁为主(D期)。埃迪卡拉末期和寒武纪MMT经历了最初的三个发展阶段,而三次大灭绝之后的MMT经历了完整的A-D阶段,对应于大灭绝事件之后后生动物的残存、初始复苏和全面复苏。

该成果受到国家自然科学基金(41821001, 41572091, 41772007, 41661134047),湖北省自然科学基金(2017CFA019)等项目的资助。论文的第一作者并通讯作者为陈中强教授。

论文信息:

TitleBiosedimentological features of major microbe-metazoan transitions (MMTs) from Precambrian to Cenozoic

AuthorsZhong-Qiang Chen, Chenyi Tu, Yu Pei, James Ogg, Yuheng Fang, Siqu Wu, Xueqian Feng, Yuangeng Huang, Zhen Guo, Hao Yang

SourcesEarth-Science Reviews, Vol 189, Pages 21-50.

Available online24 January 2019

PublishedFebruary 2019

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.01.015