研究发现距今约5亿年的寒武纪特异埋藏化石库

近日，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队报道了来自华北地区的一处距今约5.04亿年的寒武纪特异埋藏化石库，并命名为“临沂动物群”。这一独特的特异埋藏化石库为深入了解寒武纪大爆发之后动物早期辐射分异、迁徙扩散、群落结构和生物古地理提供了新的窗口。该项成果日前在国际学术期刊《国家科学评论》发表。

距今5.3亿年前后发生的寒武纪大爆发是一次前所未有的快速演化事件，在整个地球生命进化史上具有重要的地位。寒武纪大爆发的相关问题一直是古生物学界研究的核心，而富含精美的多门类软躯体化石的寒武纪特异埋藏化石库则是了解这一重大生物演化事件的主要窗口。全球已有十余处经典的寒武纪特异埋藏化石库被发现，尤其是澄江动物群的发现开启了华南板块作为相关研究热点地区的历史，且近年来新的化石库仍在不断涌现。然而，寒武纪特异埋藏化石库的时间和空间分布并不均匀，大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆。这种地理分布的不均衡在寒武纪中期表现最为明显，这些客观条件在很大程度上制约了我们对寒武纪演化动物群面貌和格局的全面认识。

华北板块在寒武纪时期是一个独立块体，具有独特的构造演化历史。作为中国传统“中寒武统”的标准地区，这里的寒武纪中期地层序列完整，化石丰富，是寻找这一时期特异埋藏化石库的潜力地区。近年来，中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队在这一地区展开了大量野外工作，并选取代表性层位和剖面进行了集中采集，收集到了数千枚精美的化石标本。

本次综合研究的临沂动物群来自山东省临沂市西郊的寺口剖面，软躯体化石集中产出于寒武系张夏组盘车沟段下部的黑色与黄绿色页岩中。根据其中的三叶虫，特异埋藏化石库的时代被确定在距今约5.04亿年寒武纪苗岭世鼓山期的早期，稍微晚于布尔吉斯页岩生物群。已有超过35个化石类群在临沂动物群中被发现，丰富了这一时期海洋生物与群落的多样性面貌。组合中多样性最高的类群是非三叶虫节肢动物，而其中又以奇虾类和莫里森虫类最为引人注目。除节肢动物以外，多样的海绵动物和蠕虫状动物也值得进一步深入研究。临沂动物群中的化石大部分为软躯体形式保存，且许多都保存了精细的解剖结构，如附肢、眼睛、消化系统和刚毛等，为进一步了解这些生物的解剖结构提供了新信息。与其他经典的布尔吉斯页岩型特异埋藏化石库一样，临沂特异埋藏化石库中的软躯体结构以碳膜的形式保存在背景层与事件层交互出现的地层中，显示了类似的埋藏学路径在软躯体化石保存中的普遍性。

由于时代相近的其他特异埋藏化石库均集中于劳伦大陆，华北板块临沂动物群的发现为研究寒武纪中期的生物地理学提供了独特的视角。临沂动物群与同期的北美特异埋藏化石库之间有许多相同的生物类型，这暗示了华北与北美软躯体动物群在这一时期的密切联系。作为华北板块第一个被综合研究的寒武纪特异埋藏化石库，临沂动物群也有望为华北寒武纪特异埋藏化石库的研究拉开新的序幕。