揚子板塊伊迪卡拉 (震旦)紀多細胞生物的發展與烴源巖的形成

王 約,雷靈芳,陳洪德,候明才

(1.貴州大學資源與環境工程學院,貴州貴陽 550003;2.成都理工大學沉積地質研究院,四川成都 610059)

揚子板塊伊迪卡拉 (震旦)紀多細胞生物的發展與烴源巖的形成

王 約1,雷靈芳1,陳洪德2,候明才2

(1.貴州大學資源與環境工程學院,貴州貴陽 550003;2.成都理工大學沉積地質研究院,四川成都 610059)

生物的生產量以及被保存的沉積有機質是烴源巖形成的重要條件。多細胞生物出現并廣泛地生活于揚子地區伊迪卡拉紀陡山沱期晚期的淺海中,生物之間相互依賴和共存的多層次化和復雜化生態系統的建立,使陡山沱期成為揚子地區生命演化和發展重要時期。陡山沱期的黑色泥 (頁)巖在沉積時為富含水份的粥性沉積物,同時當時海洋中的氧化-還原界面較淺,生物遺體可迅速地被沉積物所覆蓋而形成烴源巖。伊迪卡拉紀陡山沱期是化學、氣候和環境變化的劇烈時期,也是揚子地區生命演化、有機質生產力發展和烴源巖形成的一個重要時期。

烴源巖;有機質;氧;多細胞生物;陡山沱期;揚子板塊

有機質的豐度是烴源巖評價的一個重要方面,而沉積有機質則源于生物及其代謝的產物。因而生物的生產量以及被保存的沉積有機質豐度成為烴源巖形成的重要條件。

“雪球事件”(南沱冰期)之后的伊迪卡拉 (震旦)紀陡山沱期是化學、氣候和環境變化的劇烈時期,是多細胞生物起源與發展的關鍵時期,也是Rodinia超大陸匯聚和裂離的重要地質時期,同時,也是揚子地區的陡山沱期物質沉積方面的重要轉折時期。

1 多細胞生物起源和發展

一種古老的絲狀的原核細胞化石被發現于南非太古界 Swaziland超群 Onverwacht群和西澳大利亞的 Pilbara超群 Warrawoona群的燧石和碳質燧石中[1～3]。被解釋為真核細胞生物標志化合物的甾烷發現于北澳大利亞的 Barney Creek組的瀝青中 (約1.7Ga)[4],華北長城系串嶺溝組中產較大的球形微化石[5],真核細胞在1.7～1.9Ga前已為生態系中的重要成員[6]。多細胞植物的宏體碳質壓膜化石在華北長城系常州溝組 (約1.8Ga)[7]和團子山組 (約1.7Ga)中被發現[8～10]。前伊迪卡拉紀的多細胞植物發現于加拿大[11]、美國[12]、澳大利亞[13]、以及中國[14,15]等地區。盡管分子生物鐘方法推算的多細胞動物的最早時間可達1.2Ga[16],但前伊迪卡拉紀多細胞動物的直接證據較為稀少且有所爭議[17～19]。

從原核單細胞生物到真核單細胞生物再到多細胞生物的演化與發展,是地球表層生物有機物豐度提高的重要基礎。華北中、上元古界從串嶺溝組至下馬嶺組泥 (頁)巖中的有機碳平均含量由小于1%到大于3%的變化[20],從一個方面反映了生物的演化發展與有機質豐度的密切相關性。另外,青白口系下馬嶺組中存在由紅藻堆積形成的、有機碳含量為21.41%～22.91%的油頁巖[21],表明了多細胞生物對烴源巖形成的貢獻。

以多細胞生物為特征的新元古代伊迪卡拉紀生物群被發現于全球的許多地區:澳大利亞[17]、紐芬蘭[22]、納米比亞[23,24]、俄羅斯[25]、英國[26]、烏克蘭[27]、加拿大[28]、美國[29]和中國等。伊迪卡拉紀是多細胞生物起源、演化與發展的重要時期,也正是這一時期,在東歐[30]和西北利亞[31]等地區形成了生油的烴源巖。

2 有機質豐度與大氣含氧量

眾所周知,現生生物絕大多數是依賴氧而進行新陳代謝、生活和繁殖的。太古宙的地球表層大氣的含氧量可能相當于現代含氧量水平 (PAL)的1‰以下[32,33];元古宙大氣含氧量上升為 1%～10%PAL[33];新元古代的大氣含氧量再次上升到20%PAL左右[34]。生物的演化與發展與大氣含氧量的變化有較密切的相關性 (圖1)。Nursall(1959)[35]曾提出元古宙大氣氧分壓 (ρO2)的增加使宏體多細胞生物的進化成為可能;一些學者進一步認為元古宙末ρO2高于1%PAL時,使生物需氧新陳代謝成為可能,并使大氣圈的臭氧達到具有屏蔽太陽紫外線以保護多細胞生物生活和繁殖的意義[36～38]。同時,環境中具有足夠支持微生物呼吸的游離氧是維持宏體多細胞生物生活和繁殖的基礎,

而且多細胞生物的繁盛也為微生物提供了豐富的有機營養質來源,促進微生物的繁盛。因而,大氣含氧量和海水中游離氧量的升高是地球表層有機質豐度升高的一個重要基礎。早古生代多細胞生物的快速發展以及大多數烴源巖層中 (如寒武系的牛蹄塘組,奧陶系的五峰組,志留系的龍馬溪組等)均產有豐富的需氧多細胞生物等表明有機質豐度與氧的內在關聯。

圖 1 大氣含氧量變化與生物演化 (據 Kump,2008[34]修改)Fig.1 Variationsin atmosphere oxygen and organic evolution(modified from Kump,2008)

3 揚子板塊陡山沱期的多細胞生物與有機質的發展

3.1 多細胞生物與氧

“雪球事件”之后的陡山沱期,氣候開始轉暖,海水溫度升高,為生物的發展提供了良好的條件。在華南,先后報道的以球狀立體形態保存的多細胞生物[39～42]和以碳質壓膜化石方式保存的宏體多細胞生物[42～52],表明陡山沱期的揚子地區廣泛地生活有較為豐富的多細胞生物,這些多細胞生物成為改善揚子地區生物生活環境的重要基礎和原動力。特別是陡山沱期晚期,生活于揚子海中豐富的宏體多細胞植物多具有營固著作用的固著器或擬根和營光合作用為主的葉狀體 (圖 2A,2B,2C,2D,2E,2F,2N,2O),表明它們營固著生活方式,并呈半浮狀直立于海底。這些半浮狀直立生長的宏體藻類,打破了平臥生活方式微生物的統治,大幅度地提高了光合作用的效率,增大了海水中的含氧量[43,44,48,49,53]。特別是分枝的藻類 (圖 2E)在陡山沱期晚期的出現和豐富,加大了宏體多細胞植物之間對于陽光的競爭力,同時也增加了氧量的釋放。值得一提的是Runnegar(1982)[54]估計伊迪卡拉生物群中的兩側對稱動物 Dickinsonia至少需 pO2在6%～10%PAL方能存活,而生活于揚子地區陡山沱期沉積物表面的環節動物 Wenghuiia(圖 3A,3B,3C)[51～53]表明底層水體中的含氧量已達到較高的水平。陡山沱期晚期氧量的增加在地球化學研究方面也有相似的結論[55～57],Kump(2008)[34]估計當時的大氣含氧量為20%PAL左右。氧量的增加逐漸改善了海洋水體的環境質量,促進了生物的發展,增加了海洋中有機質的豐度。因而陡山沱期成為揚子地區生命演化和發展的重要轉換時期。

3.2 多層次、復雜化生態系統與有機質豐度

宏體多細胞植物在陡山沱期的大量出現,也成為多細胞動物新的食物來源,從而改變了動物的食譜,為動物的快速演化和發展提供了一個新的和良好的生活環境和生態鏈基礎[43,49]。

圖 2 伊迪卡拉紀陡山沱期的宏體多細胞植物A.具圓盤狀固著器的未命名藻類;B.不分枝的的Baculiphyca taeniataYuan et al.,分葉狀體和固著器;C.不分枝的藻類 Gesinella hunanensis Steiner et al.,葉狀體表面見V字形絲狀藻絲的;D.具擬根的扇狀藻類 Sectoralga wenghuiensisWang et al.;E,F.具擬根的不等二分枝藻類Zhongbaodaophyton robustusWang et al.;G.不等二分枝藻類 Zhongbaodaophyton crassaChen et al.;H.等二分枝藻類 Doushantuophyton lineare Chen;I.多次不等二分枝的 Jiangkouphyton guizhouensisWang et al.;J.藻絲團與成束狀藻絲相連的藻類 Globusphyton lineareWang et al.;K.大小不一而密集的圓幣狀藻類Beltanellifor m is brunsaeMenner;L.葉狀體寬大的未命名藻類;M.圓形或卵圓形的藻類Chuaria circularisWalcott;N.保存良好的絲狀擬根;O.呈束狀的絲狀擬根與葉狀體保存在同一層面;P.示宏體藻類具有定向性排列.線段比例尺長10mmFig.2 Macroscopic metaphytes during the Doushantuoan(Ediacaran)A.Unnamed algae;B.Baculiphyca taeniataYuan et al.;C.Gesinella hunanensisSterner et al.;D.Sectoralga wenghuiensisWang et al.;E.&F.Zongbaodaophyton robustusWang et al.;G.Zongbaodaophyton crassaChen et al.;H.Doushantuophyton lineare Chen;I.Jiangkouphyton guizhouensisWang et al.;J.Globusphyton lineareWang et al.;K.Beltanellifor m is brunsaeMenner;L.Unnamed algae;M.Chuaria circularisWalcott;N.Well-preserved filamentous algal roots;O.Filamentous algal roots and thallus on the same bedding plane;P.Oriented arrangement ofmacroscopic algae.Scale:10 mm

圖 3 伊迪卡拉紀陡山沱期的宏體多細胞動物A,B,C.環節動物W enghuiiaWang andWang。B,示圖A身體前部,1,體節,2,擬疣足,3,剛毛,4,消化道;D.具珠狀構造和邊緣乳頭狀構造的遺跡化石LinbotulichnusLi and Ding;E.具分叉和結網海綿絲的海綿動物 CucullusSteiner;F.兩側對稱動物 ProtoconitesChen et al.;G.具櫛板和纖毛的八輻射對稱櫛水母類動物 EoandromedaTang et al.;H.圓盤狀具同心紋的未命名水母類動物;I.葉脊三輻射對稱的三葉動物Trilobozoa Fedonkin;J.圓盤狀具有中央小瘤和同心褶的水母類動物 CyclomedusaSprigg.線段比例尺長10mmFig.3 Macroscopic metazoans during the Doushantuoan(Ediacaran)A,B&C.W enghuiiaWang and Wang;D.LinbotulichnusLi and Ding;E.CucullusSteiner;F.ProtoconitesChen et al.;G.Eoandrom edaTang et al.;H.Unnamed medusae;I.Trilobozoa Fedonkin;J.Cyclom edusaSprigg.Scale:10 mm

在陡山沱期的揚子海中,一些宏體多細胞動物,如囊狀的Cucullus(圖 3E)和錐狀的Protoconites(圖 3F),雖未見明顯的固著器,但它們可能是以其基部插入沉積物中而固著[42,44,47～49,53],構成了揚子陡山沱期生物群主體面貌,展現出一種“原始海底草原 ”的景觀[43,44,48,49]。而緊密成群的圓幣狀Beltanellifor m is(圖2K)和匐葡狀生長的Globusphyton(圖 2J)等宏體藻類以及可能的平臥微生物生活于沉積物表面,一些盤狀底棲的后生動物Cyclom edusa(圖3J)和三葉動物 (Trilobozoa)(圖 3 I)[25,58,59]等活動于的海床上,另有一些兩側對稱的環節動物W enghuiia(圖 3A-3C)和遺跡化石Linbotulichnus(圖 3D)造跡生物 (可能為蠕形動物)等多細胞動物蜿蜒爬行、覓食于海底的沉積物表面。另外,浮游藻類如寬大葉狀體的藻類 (圖 2L)和Chuaria(圖 2M)及可能的浮游微生物構成的水體上層群落;具有規律排列羽狀纖毛和中央構造的盤狀Eoandrom eda(圖 3G)可能系浮游類型的櫛水母類(Ctenophora)[52,53]。

食物鏈是維系生態系統存在和發展的重要紐帶。在陡山沱期的生態系統中,生產者和分解者與前伊迪卡拉紀時相似,擁有豐富的微體和宏體植物,所不同的是,陡山沱期晚期已有葉狀體更為寬大和分枝的宏體植物,表現出對陽光較強的競爭態勢。同時,華南陡山沱期晚期還有相當數量的具有消化系統的蠕蟲動物和環節動物[43,45,51～53]以及造跡的蠕蟲類動物[45,47～49],其是一類攝食性的消費者。與主要為化學共生作用生活方式的前伊迪卡拉紀[53,60]生物相比較,攝食性生物可使食物 (供體生物)中的相當部分能量在生物體內有效地傳遞,建立起較高效能的能量傳遞營養構造[53]。另外,華南陡山沱期晚期的生態系統包含有分枝宏體植物、浮游多細胞宏體生物和攝食性動物,不僅在生物生活空間和對環境的改造上,在生物間對環境因子需求的相互依存和相互競爭上,而且在食物鏈和營養構造等方面構成具有多層次化和復雜化的生態金字塔模式[53]。這一生態系統 (圖 4)的建立,成為生物演化和發展的一個關鍵時期,不僅增強了生物之間的相互依賴和共存的能力,也增強了生物群自身抵抗環境變化并連續、快速繁盛和發展的能力,同時也增大了生物 (包括多細胞生物和微生物)的多樣性,增加了海洋中有機質的豐度。

4 大地構造演化、沉積物質變化與有機質保存

南華紀正是新元古代 Rodinia超大陸發育的高峰階段[61～64]。揚子板塊的前南華系為變質巖巖系,被稱為“似蓋層”[65],南華系主要以冰磧礫巖、雜砂巖、砂巖等成熟度不高的碎屑巖為主,有機質的保存條件較差,僅在川東南、渝南、黔東北和湘西北一帶有間冰期 (大塘坡期)發育的厚度較小、分布有限的黑色頁巖的沉積。“雪球事件”之后的陡山沱期,揚子地區發展成為獨立的古陸[62,63];同時,湖南石門陡山沱期的古緯度為3.0±4.5°的近赤道地區[66]。處于赤道低壓帶內的揚子板塊,氣溫較高、濕度較大、雨量充沛,主要以碳酸鹽巖和黑色頁巖的沉積為主,特別是黑色和暗色泥 (頁)巖、硅質巖以及磷質巖巖系廣泛地分布于揚子地區。陡山沱期沉積物質、特別是沉積物質粒度的陡然變化與 Rodinia超大陸的離散密切相關,反映出陡山沱期化學、氣候和環境等的劇烈變化。另一方面,這一劇烈的變化為陡山沱期的生命、特別是為多細胞生命的起源和發展提供了良好的水溫、豐富的無機營養鹽環境等條件,成為陡山沱期烴源巖形成所需的豐富有機質來源的重要基礎。再一方面,沉積物質粒度的變化以及立體生態系統所產出的豐富微粒狀和膠體狀有機質沉積物有利于有機質的保存。

圖 4 伊迪卡拉紀陡山沱期的立體生態系統及海洋中的還原性示意圖w.水體;d.粥性沉積物;re.還原強度Fig.4 Sketch to show the three-d imensional ecosystems and the reduction in oceans during the Doushantuoan(Ediacaran)w=watermass;d=gruel sediments;re=reduction intensity

5 埋藏方式與烴源巖的形成

黑色或暗色泥 (頁)巖系常被視為靜水還原環境,甚至被認為與深海及遠洋沉積相關。許多學者認為陡山沱晚期宏體生物群生活于滯流缺氧富硫的還原環境[42,43,45,47]。保存于黑色泥 (頁)巖中的陡山沱期多細胞宏體化石保存完整,特別是宏體藻類的絲狀擬根被完整保存 (圖 2D,2E,2N),說明它們是未被長距離搬運的原地或近原地埋藏。但多細胞藻類的絲狀擬根呈束狀與葉狀體呈線狀常保存在同一層面 (圖 2N,2O)以及定向性排列的標本 (圖 2P)等保存特征表明它們又是經過一定的水流作用改造后而被埋藏的。宏體藻類發育的固著器或擬根(圖 2A～2F,2N,2O),也反映出具水動力環境的生態特征。現代海洋中藻類植物的生長不僅需要充沛的陽光,也需要豐富的無機營養鹽供應[68]。一定能量水動力條件的存在有利于生物釋放氧的擴散和無機鹽的供給,有利于整個生物群的生活、生長和繁殖。王約和王訓練 (1996)[68]通過對宏體藻類化石碎片的定向測量和顯微鏡下對黑色泥 (頁)巖微層理的研究,認為陡山沱期宏體生物的生長具有周期性,并可能與洋流的影響有關。宏體多細胞動物的生活與繁殖需一定的含氧量,特別是生活于沉積物表面的環節動物W enghuiia和遺跡化石Linbotulichnus造跡生物的存在,意味著當時水體底部已有一定的含氧量水平。另外,丁蓮芳等(1996)[45]曾依據廟河生物群賦存圍巖的 d18O判別其水介質條件為正常鹽度的海水。因而陡山沱期宏體多細胞生物生活于一片溫暖清澈、正常鹽度、光照充分、具一定水動力條件、富有無機營養鹽和有一定含氧量水平的相對平靜淺海環境。將黑色或暗色泥(頁)巖簡單地視為某一還原靜水環境或與深海和遠洋沉積相關可能欠妥。一個完全還原和靜水的環境通常不宜于生物的大量生長和繁殖。伊迪卡拉紀大氣的 CO2的濃度較高,但 O2的含量已達一定的水平[6,33～38]。陡山沱期揚子海中已形成一個多層次和復雜化的生態系統,也表明了水體的氧含量已達到可供生物生活和繁殖所需新陳代謝的氧量。

通過對宏體藻類固著器或擬根及黑色頁巖微層理的研究,王約和王訓練 (2006)[68]得出這樣的結論:在不考慮成巖過程和成巖后變化的情況下,陡山沱期的宏體多細胞生物固著生長的基底為含水分近80%的沉積物,即為泥質沉積物顆粒之間幾乎沒有接觸而充水的粥性基底 (soup-ground)。宏體藻類圓盤狀的固著器 (圖 2A)也是生物適應這一粥性基底底質環境的生態特征。實際上,泥 (頁)巖在沉積時多含有較高的水分,其中的水分作為沉積物的一部分使沉淀的較少顆粒物質可形成較厚的沉積物。隨埋藏深度的加大,沉積物和水體界面之下的沉積水分與海水水體的交換量逐漸減小,逐漸形成滯流還原的環境 (圖 4)。也就是說,在富含有宏體多細胞生物的陡山沱組黑色頁巖沉積時,海洋水體是有氧環境,含氧量從海底至水體近表層逐漸升高,而沉積物 (包括其沉積的水分)內部則是還原環境。

水體中和沉積物表層的生物排泄物以及死亡后的生物遺體沉積于沉積物的表面或被埋藏于沉積物的表層。一方面,盡管海底存在一定量的氧,但陡山沱期大氣中的含氧水平相對較低,生物遺體不易被氧化而腐爛分解。另一方面,一定量的顆粒物質(包括生物排泄物和生物遺體)沉淀就可形成較厚的粥性沉積物,可較迅速地將生物遺體完全覆蓋,而富含水分的粥性沉積物內部為一還原的環境。再一方面,被沉積物覆蓋的生物遺體在腐爛和分解過程中,H2S等物質增強了生物遺體周圍的還原性,導致生物遺體處于較強的還原環境中,生物遺體得以良好保存,也使有機物質得以保存而形成黑色或暗色的泥 (頁 )巖,即烴源巖。

陡山沱組黑色頁巖的有機質類型主要為腐泥型,有機碳含量為 1%～4%,最高可達 15.47%[69]。另外,瀝青質礫石被發現于川北青川一帶的早寒武世筇竹寺期的碎屑巖地層中[70]。下寒武統的瀝青質礫石表明,在瀝青礫石沉積之前 (即前寒武紀)川北、青川地區已存在有古油藏,即前寒武紀陡山沱期的地層中可能存在有規模性生烴的烴源巖[70]。

5 結 語

(1)生物物質的生產量以及被保存的有機質豐度是烴源巖形成的重要條件。“雪球事件”之后的伊迪卡拉紀陡山沱期是化學、氣候和環境變化的劇烈時期,是多細胞生物起源與發展的關鍵時期,同時也是陡山沱期揚子地區物質沉積的重要轉折時期。

(2)多細胞生物廣泛地生活于揚子地區陡山沱期的海洋中,其中半浮狀直立生長的宏體藻類大幅度地提高了光合作用的效率,使海水中的含氧量達到維持宏體多細胞生物生活和繁殖的水平。氧量的增加同時也改善了海洋水體的環境質量,促進了生物的發展。一個生物之間相互依賴和共存的多層次化和復雜化生態系統的形成,使陡山沱期成為揚子地區生命演化和發展的關鍵時期。

(3)黑色頁巖和黑色硅質巖以及磷質巖系廣泛地分布于陡山沱期的揚子淺海中。受 Rodinia超大陸的離散構造運動影響,一方面陡山沱期沉積物質發生陡然的變化,另一方面陡山沱期生命、特別是為多細胞生命的分異度和豐度迅速提高,成為陡山沱期豐富有機質來源和保存條件的重要基礎。

(4)陡山沱期大氣中的含氧水平相對較低,同時陡山沱期的黑色泥 (頁)巖在沉積時為沉積物顆粒之間幾乎沒有接觸而充水的粥性沉積物。生物死亡后的遺體不易腐爛和分解,而可較迅速地被粥性沉積物所覆蓋,導致生物遺體處于較強的還原環境中,使有機物質得以保存而形成烴源巖。

[1] AWRAM IK S M,SCHOPF J W,WALTER M R.Filamentous fossil bacteria from the Archean of Western Australia[J].Precambrian Research,1983,20:357-374.

[2] SCHOPF J W,PACKER B.Early Archean(3.3-billion-3.5-billion-year-old)microfossils from the Warrawoona Group,Australia[J].Science,1987,237:70-73.

[3] SCHOPF JW.The oldest fossils andwhat theymean[A].Schopf J W.Major Events in the History ofLife[C].Boston:Jones and Bartlett,1992.29-63.

[4] SUMMONS R E,POWELL T G,BOREHAM C J.Petroleum geology and geochemistry of the middle Proterozoic McArthur Basin,NorthernAustralia,ⅢCompositionofextractable hydrocarbons[J].Geochimica et Cos mochimica Acta,1988,52:1747-1763.

[5] 閻玉忠,劉志禮.論長城系微化石群的真核生物意義[J].微體古生物學報,1993,10(2):167-180.

[6] KNOLL A H.The early evolution of eukaryotes:a geological perspective[J].Science,1992,256:622-627.

[7] 朱士興,孫淑芳,黃學光,等.燕山常州溝組 (約 1800Ma)碳質壓型化石及其多細胞組織的發現 [J].科學通報,1999,44(14):1552-1557.

[8] 杜汝霖,田立富,李漢棒.薊縣長城系高于莊組宏觀生物化石的發現[J].地質學報,1986,60(2):115-120.

[9] ZHU S,CHEN H.Megascopic multicellular organis ms from the 1700-million-old Tuanshanzi Formation in the Jixian area,North China[J].Science,1995,270:620-622.

[10] 閻玉忠,劉志禮.中國薊縣長城系團山子宏觀藻群[J].古生物學報,1997,36(1):18-41.

[11] HOFMANN H J.The mid-Proterozoic Little Dal macrobiota,Mackenzie Mountains,northwest Canada[J].Palaeontology,1985,28:331-354.

[12] WALTERM R,OEHLER J H,OEHLER D Z.Megascopic algae 1300 million years old from the Belt Supergroup,Montana:a reinterpretation of Walcott'sHelm inthoidichnites[J]. Journal of Paleontology,1976,50(5):872-881.

[13] GREY K,W ILL IAMS I R.Problematic bedding-plane markings from the Middle Proterozoic Manganese Subgroup,Bangemall Basin,Western Australia[J]. Precambrian Research,1990,46:307-327.

[14] 陳孟莪,鄭文武.先伊迪卡拉期和淮南生物群[J].地質科學,1986,7(3):221-231.

[15] 杜汝霖,田立富.燕山地區青白口系宏觀藻類化石及其地層意義[J].前寒武紀地質,1986,(3):495-511.

[16] WRAY G,LEV INTON J S,SHAPI RO L H.Molecular evidence of deep Precambrian divergences among the metazoan phyla[J].Science,1996,274:568-573.

[17] GLAESSNER M F.The dawn of animal life,a biohistorical study[M].Cambridge:Cambridge University Press,1984.1-236.

[18] WALTER C D,DU R,HORODYSKIR J.Coiled carbonaceous megafossils from the middle Proterozoic of Jixian(Tianjin)and Montana[J].American Journalof Science,1990,290-A:133-148.

[19] 王約,徐一帆.貴州甕安埃迪卡拉系陡山沱組上段底部和下段的遺跡化石[J].現代地質,2007,21(3):469-478.

[20] 王杰,陳踐發,王大銳,等.華北北部中、上元古界生烴潛力及有機質碳同位素組成特征研究[J].石油勘探與開發,2002,29(13):13-15.

[21] 張水昌,張寶民,邊立曾,等.8億多年前由紅藻堆積而成的下馬嶺組油頁巖[J].中國科學D輯,地球科學,2007,37(5):636-643.

[22] ANDERSON M M,M ISRA S B.Fossils foundinthe Precambrian Conception Group of southeastern Newfoundland[J].Nature,1968,220:680-681.

[23] GERMS G J B.Possible new sprigginid worm and a new trace fossil from the Nama Group,Southwest Africa[J].Geology,1973,1:69-70.

[24] JENK INS R J F.The enigmatic Ediacaran(late Precambrian)genus Rangea and related forms[J].Paleobiology,1985,11:336-355.

[25] FEDONK IN M A.Systematic description of Vendian Metazoa[A].Sokolov B S,Ivanovskij A B.The Vendian System:Palaeontology[C].Berlin:Springer-Verlag,1990.71-120.

[26] COPE J W.Precambrian fossil of the Carmarthen area,Dyfed[J].Nature inWales,1983,1:11-16.

[27] RUNNEGAR B.Evolution of the earliest animals[A].Schopf J W.Major Events in the History ofLife[C].Boston:Jones and Bartlett,1992.65-93.

[28] NARBONNE G M,HOFMANN H J.Ediacaran biota of the Wernecke Mountains,Yukon,Canada[J]. Palaeontology,1987,30:647-676.

[29] G IBSON G G,TEETER S A,FEDONK IN M A.Ediacaran fossils from the Carolina slate belt, Stanly County,North Carolina[J].Geology,1984,12:387-390.

[30] BAZHENNOVA O K,AREFIEV O A.Geochemical peculiarities of pre-Cambrain source rocks in the East European Platform[J].Organic Geochimistry,1996,25:341-351.

[31] FOWLER MG,DOUGLAS AG.Saturated hydrocarbon biomarkers in oils ofLate Precambrain age from Eastern Siberia[J].Organic Geochimistry,1987,11:201-203.

[32] KAST ING J F,HOWARD M T.Atmospheric composition and climate on the early Earth[J].Philosophical Transactionsof the Royal SocietyB:Biological Sciences,2006,361:1733-1742.

[33] HOLLAND H D.The oxygenation of the atmosphere and oceans[J].Philosophical Transactions of the Royal Society of London,2006,361:903-915.

[34] KUMP L R.The rise of atmospheric oxygen[J].Nature,2008,451:277.

[35] NURSALL J R.Oxygen as a prerequisite to the origin of the metazoa[J].Nature,1959,183:1170-1172.

[36] BERKNER L V,MARSHALL L C.On the origin and rise of oxygen concentration in the earth's atmosphere[J].Journal of Atmospheric Science,1965,22:225-261.

[37] TOWE K M.Oxygen-collagen priority and the early metazoan fossil record[J]. Proceedings of the National Academy of Science USA,1970,65:781-788.

[38] KAST ING J F,HOLLAND H D,KUMP L R.Atmosheric evolution:the rise of oxygen[A].Schope J W,Klein C.The Proterozoic Biosphere, a Multidisciplinary Study [C].Cambridge:Cambridge University Press,1992.159-163.

[39] L I C,CHEN J,HUA T.Precambrian sponges with cellular structures[J].Science,1998,279:879-882.

[40] XI AO S,ZHANG Y,KNOLL A.Three-dimensionalpreservation of algae and animal embryos in a Neoproterozoic phosphorite[J].Nature,1998,391:553-558.

[41] Y IN L,ZHU M,KNOLL A H et al.Doushantuo embryos preserved inside diapause egg cysts[J].Nature,2007,446:611-663.

[42] 袁訓來,肖書海,尹磊明,等.陡山沱期生物群 -早期動物輻射前夕的生命[M].合肥:中國科學技術大學出版社,2002.26-133.

[43] 陳孟莪,蕭宗正,袁訓來.晚震旦世的特種生物群落-廟河生物群新知[J].古生物學報,1994,33(4):391-403.

[44] 陳孟莪,陳其英,蕭宗正.試論宏體植物的早期演化[J].地質科學,2000,35(1):1-15.

[45] 丁蓮芳,李勇,胡夏嵩,等.震旦紀廟河生物群 [M].北京:地質出版社,1996.28-33.

[46] TANG F,YI N C Y,BENGTSON S et al.A new discovery of macroscopic fossils from the Ediacaran Doushantuo Formation in the Yangtze Gorges area[J].Chinese Science Bulletin,2006,51(12):1487-1493.

[47] XIAO S,YUAN X,STEINER M et al.Macroscopic carbonaceous compressions in a ter minal Proterozoic shale:A systematic reassessment of the Miaohe biota,South China[J].Journal of Paleontology,2002,76:347-376.

[48] 王約,何明華,喻美藝,等.黔東北震旦紀陡山沱晚期廟河型生物群的生態特征及埋藏環境初探[J].古地理學報,2005,7(3):327-335.

[49] 王約,王訓練,黃禹銘.黔東北伊迪卡拉紀陡山沱組的宏體藻類[J].地球科學,2007,32(6):828-844.

[50] 王約,王訓練,黃舜銘.華南伊迪卡拉系陡山沱組Protoconites的分類位置與生態初探[J].地球科學,2007,32(Sup.):41-50.

[51] WANG Y,WANG X L.Annelid fromthe Neoproterozoic Doushantuo Formation in the Northeast Guizhou,China[J].Acta Geologica Sinica,2008,82(2):257-265.

[52] WANG Y,WANG X L,HUANG YM.Megascopic symmetrical Metazoans from the Ediacaran Doushantuo Formation in the Northeastren Guizhou,South China[J]. Journal of China University of Geosciences,2008,19(3):200-206.

[53] 王約,趙明勝,楊艷飛,等.華南陡山沱期晚期宏體生物生態系統的出現及其意義[J].古地理學報,2009,11(6):640-650.

[54] RUNNEGAR B.Oxyen requirements,a biology and phylogenetic significance of the late Precambrian wor m Dickinsonia and the evolution of the burrowing habit[J].Alcheringa,1982,6:223-239.

[55] 張同鋼,儲雪蕾,張啟銳,等.陡山沱期古海水的硫和碳同位素變化[J].科學通報,2003,48(8):850-855.

[56] 郭慶軍,楊衛東,劉叢強,等.貴州甕安生物群和磷礦形成的沉積地球化學研究 [J].礦物巖石地球化學通報,2003,22(3):202-208.

[57] 吳凱,馬東升,潘家永,等.貴州甕安磷礦陡山沱組地層元素地球化學特征[J].華東理工學院學報,2006,29(2):108-114.

[58] FEDONK IN M A.Precambrian metazoans:the problems of preservation,systematics and evolution [J]. Philosophical Transactions of the Royal Society ofLondon,1985,311:27-45.

[59] SE ILACHER A.Biomat-related lifestyles in the Precambrian[J].Palaios,1999,14:86-93.

[60] MCCALL G J H.The Vendian(Ediacaran)in the geological record:Enigmas in geology’s prelude to the Cambrian explosion[J].Earth-Science Reviews,2006,77:1-229.

[61] POWELL C MCA,L I Z X,MCELH INNY M Wet al.Paleomagnetic constraints on the Neoproterozoic Breakup of Rodinia and the Mid-Cambrian Formation of Gondwana[J].Geology,1993,21:889-892.

[62] L I Z X,ZHANGL,POWELL CMCA.South China in Rodinia:Part of the missing link between Australia-East Antarctic and Lanrentia[J]?Geology,1995,23:407-410.[63] L I Z X.New paleomagnetic results from the“cap dolomite”of the Neoproterozoic Walsh Tittite,northwestern Australia[J].Precambrian Research,2000,100:359-370.

[64] 劉新秒.新元古代 Rodinia超大陸的研究進展[J].前寒武紀研究進展,2001,24(6):116-122.

[65] 王鴻禎,劉本培.地史學教程[M].北京:地質出版社,1978.70-103.

[66] MACOU IN M,BESSE J,ADER M et al. Combined paleomagnetic and isotopic data from Doushantuo carbonate,South China:implications for the“snowball Earth”hypothesis[J].Earth and Planetary Science Letters,2004,224:387-398.

[67] 陳長勝.海洋生態系統動力學與模型[M].北京:高等教育出版社,2003.1-287.

[68] 王約,王訓練.黔東北新元古代陡山沱期宏體藻類的固著器特征及其沉積環境意義[J].微體古生物學報,2006,23(2):154-164.

[69] 胡南方.貴州震旦系陡山沱組生油巖特征[J].貴州地質,1997,14(3):244-251.

[70] 王約,王訓練,高金漢,等.川北青川地區下寒武統瀝青質礫石的發現及其意義[J].地質通報,2008,27(1):149-152.

Development of the Ed iacaran(Sin ian)multicellular organis ms and formation of the source rocks in the Yangtze area

WANG Yue1,LEILing-fang1,CHEN Hong-de2,HOU Ming-cai2
(1.School of Resources and Environm ent,Guizhou University,Guiyang550003,Guizhou,China;2.Institute of Sed im entary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,Sichuan,China)

The productivity of organis ms and abundances of preserved organic matter are believed to be important conditions for the formation of source rocks.The multicellular organis ms appeared in substantial amounts in the Yangtze shallow sea during the Doushantuoan(Ediacaran).The black mudstones(shales)were once deposited as the water-rich gruel sed iments during the Doushantuoan.At that time,the oxidation-reduction interfaces were relatively shallower.The organic remains could be rapidly covered by the gruel sediments so as to form the source rocks.The Doushantuoan(Ediacaran)went through sharp changes in chemical,climatic and environmental aspects,and thusmay be a key period for the life evolution,development of organic productivity and for mation of the source rocks in the Yangtze area.

source rock;organic matter;oxygen;multicellular organis m;Doushantuoan;Yangtze plate

1009-3850(2010)03-0030-09

2010-02-15;改回日期2010-08-05

王約 (1964—),教授,主要從事古生物地層及沉積環境的研究。E-mail:gzyuewang@126.com

國家自然科學 (No.40739901)、貴州省省長基金和貴州省科技基金 (J-2010-2030)聯合資助

TE122.1+13

A