176 地质论评 2011 年现于球状化石的切片材料中, 都面临着是否受到成岩作用和有机质降解变形影响而形成构造假像的强烈质疑 (Xiaoetal.,2000,Bengtson and Budd, 2004; 刘鹏举等,2007,2009; 袁训来等,2009) 而酸泡法获得的三维立体标本中目前仅

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灰窕边
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1 第 57 卷第 2 期年 3 月地质论评 GEOLOGICALREVIEW Vol.57 No.2 Mar 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析唐烽 1,2), 高林志 1,2), 尹崇玉 1,2), 王约 3) 1) 中国地质科学院地质研究所, 北京,100037;2) 中国地质科学院地层古生物重点实验室, 北京,100037; 3) 贵州大学资源与环境工程学院, 贵阳, 内容提要 : 本文利用电子探针微区分析技术 (EPMA), 首次分析了采自贵州瓮安北斗山磷矿区陡山沱组外壁呈瘤状及多边形板片状的磷酸盐化球状化石的元素地球化学含量, 包括常量元素氧化物含量和部分稀土元素含量经初步对比发现 : 具瘤状及板片状外壁的两类球状化石, 由内至外常量元素含量的变化趋势大体相似, 表明归入同一生物大门类的可能性较大 ; 与磷块岩全岩样品相比, 球状化石中除了 P Ca 含量更高以外,Na Ni Zn 和 Cl 有较高的含量, 而且 S 含量和轻稀土元素 Ce 等含量均偏高, 可能表明球状化石在趋于弱还原的沉积环境中被磷酸盐化保存 ;K Al Mg Ti Mn Fe 2+ 和 Si 等含量均显著低于围岩由于还缺乏后生动物的相关对比资料, 目前还不能为球状微体化石的生物学属性争议提供元素地球化学方面的确切对比意见, 但分析的结果不倾向于归属藻类硫细菌和海绵动物这方面的尝试为深化球状化石的亲缘关系研究提供了新途径和新材料关键词 : 瓮安生物群 ; 陡山沱组 ; 球状微化石 ; 元素地球化学贵州瓮安地区伊迪卡拉系 ( 震旦系 ) 陡山沱组磷块岩中产出极其丰富的磷酸盐化微型球状化石瓮安生物群 ( 刘鹏举等,2007; 袁训来等,2009) 早期的研究将这些化石归于藻类或疑源类 ( 陈孟莪和刘魁梧,1986;Yinand Xue,1993; 薛耀松等, 1995) 随后, 在 Science 及 Nature 上发表了两篇重要论文, 首次将瓮安磷矿中的磷酸盐化球状化石分别归于多细胞动物海绵类和两侧对称动物的休眠卵或胚胎化石 (Lietal.,1998;Xiao etal., 1998) 使得这些球状微体化石的生物学归属成为多细胞生物起源研究的焦点, 引起了国内外同行的广泛关注和争议一些学者首先对海绵化石的认定提出了质疑, 认为在岩石薄片中观察到的单根或交叉的针状结构可能是类似毒砂的矿物晶体, 在切片中观察到的所谓海绵幼虫和内部构造均为具刺疑源类球形藻体以及有机质残留物形成的疑似假像, 针状物也没有显示中轴沟和生长纹等典型微细构造, 而且与围岩相比还缺少一定含量的硅质成分等 (Zhanget al.,1998; 周传明等,1998;Yinetal.,2001) 由此, 在瓮安陡山沱组球状化石中发现的海绵动物证据基本被否定 ( 刘鹏举等,2009; 袁训来等,2009) 比较而言, 由于在切片和酸泡获得的大量球状狀化石中均保存有至 2 个排列规律的分裂小球, 且在不同分裂阶段的球体大小基本保持一致, 这些特征与后生动物胚胎的早期卵裂阶段特征惊人相似 (Xiaoetal.,1998), 因而目前多数学者接受部分球状化石归属后生动物休眠卵或胚胎的观点, 并致力于寻找胚胎发育后期即囊胚期原肠胚期胚胎和孵化出的幼虫乃至成年实体的化石 (Xiao etal.,1998,1999a,1999b,2000,2007a;chen et al.,2000,2002,2004,2006;yinetal.,2001;yinet al.,2004; 陈均远,2004; 陈均远等,2005;Hagadorn etal.,2006) 但是, 该观点同样也受到质疑和争议 (Xueetal.,1999,2001; 肖书海和诺尔,1999;Xiao etal.,2000;xiao,2002) 首先, 迄今为止所报道的胚胎发育晚期化石及可能的幼虫化石 (Chenetal.,2000,2002; 陈均远, 2004; 陈均远等,2005) 两侧对称动物成体化石 (Chenetal.,2004) 不仅数量相对罕见, 又几乎只发注 : 本文为中国地质科学院地层古生物重点实验室专项研究基金 ( 编号 JB0705,JB0902) 现代古生物学及地层学国家重点实验室专项研究基金 ( 编号 ) 中国地质调查局工作项目 ( 编号 , ) 和国家自然科学基金资助项目 ( 编号 ) 的成果收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 章雨旭作者简介 : 唐烽, 男,1965 年生研究员主要从事古生物学和地层学研究通讯地址 :100037, 中国地质科学院地质研究所 ; tangf65@263.net

2 176 地质论评 2011 年现于球状化石的切片材料中, 都面临着是否受到成岩作用和有机质降解变形影响而形成构造假像的强烈质疑 (Xiaoetal.,2000,Bengtson and Budd, 2004; 刘鹏举等,2007,2009; 袁训来等,2009) 而酸泡法获得的三维立体标本中目前仅发现了两例被推断与后生动物和动物胚胎亲缘相关 ( 薛耀松等, 1995;Tangetal.,2008;Xiaoetal.,2007a) 其次, 最新的化石统计分析也发现瓮安生物群中确认为多细胞藻类和疑源类的化石, 只占全部化石不足 10% 的含量, 其它主要是数量惊人的类似动物休眠卵和胚胎发育卵裂阶段的微型球状化石 ( 殷宗军等,2008) 然而部分球状化石内部已经出现成百上千甚至上万个分裂细胞, 却仍未发现可靠的细胞分化现象, 以及囊胚期以后的发育阶段和相关幼体或成体动物化石, 这是球状化石归属动物胚胎观点无法解释的 ( 刘鹏举等,2009; 袁训来等, 2009) 而且大部分球状化石个体内部仅含有 1 个细胞, 以往被解释为动物休眠卵化石, 休眠卵大量保存常显示比较恶劣的生存环境但是同层位还保存狀有丰富多样的 2 级规则排列的分裂生长阶段的球状胚胎化石, 以及蓝藻较为确切的刺胞动物微管化石和多细胞红藻化石 ( 袁训来等,2002; 刘鹏举等, 2007); 最新报道在贵州瓮安陡山沱组瓮安生物群产出层位的底部发现有疑似后生动物遗迹的化石, 其形态特征暗示其造迹生物可能为两侧对称的蠕虫状动物 ( 王约和徐一帆,2007) 这些都表明陡山沱期, 至少在瓮安地区是适宜瓮安生物群大规模辐射的极佳的生存环境尽管对环境的解释略有分歧, 但是瓮安生物群显然沉积于磷质过饱和的异常环境, 比如, 生物标志物特征指示瓮安陡山沱组磷块岩中的有机物来源于藻类和细菌, 显示还原高盐的成磷沉积环境 ( 密文天等,2009); 以往对瓮安生物群所赋存的磷块岩层常量微量元素和稀土元素地球化学及沉积古环境的研究结果推断是氧化富磷的较为高能动荡的潮下环境 ( 周传明等,1998; 解启来等, 2003; 吴凯等,2006) 而且, 瓮安磷矿区含球状化石丰富的黑色硅质磷块岩和灰色白云质磷块岩还可能是受热液事件控制的再沉积内碎屑磷块岩 ( 郭庆军等,2003; 袁训来等,2009) 磷酸盐化作用属于早期成岩作用之一, 有机体死亡后的快速磷酸盐化使其许多超微细构造得以保存 (XiaoandKnol,1999), 而其成岩机制和沉积地球化学过程与瓮安生物群中具有胚胎发育特征的球状化石的化学组成也密切相关, 即可能的球状胚胎在早期生长发育阶段与富磷海水环境一定存在化学物质的交流, 刺激其细胞迅速卵裂至狀 16 2 个的某一阶段被异常中止后就开始了磷酸盐化的化石化过程即便经过再沉积的成岩改造作用, 对瓮安陡山沱组磷块岩保存的原生沉积信息也影响不大 ( 解启来等,2003) 因此, 在瓮安生物群中被磷酸盐化迅速封闭的不同亲缘关系 ( 动物或藻类植物亲缘 ) 的球状化石, 在内外部构造和分裂细胞被精细复制保存的同时, 应该还保存有发育阶段原始的生物化学信息 ; 而且, 由于动物和植物属于明显不同的生物大类, 其中不同生物类别的细胞膜 / 壁细胞内含物和生理代谢方式都显著不同, 被磷酸盐化保存的机制和过程肯定存在差异, 吸收和富集沉积环境中不同的化学组分具有差异性, 即这些球状化石中的元素地球化学组成可能反映一定的系统发生信息基于这一认识, 加之以往的研究观察几乎都限于将这些海量保存的球状微体化石, 与寒武纪以来乃至现代后生动物胚胎或休眠卵进行直接的形态对比研究, 而对其化学组分的分析对比关注不多, 本文首次尝试球状化石的元素地球化学研究对比, 这方面的探索为深化瓮安生物群球状化石的亲缘关系研究提供了新手段和新材料, 作为抛砖引玉, 期待更多的学者给予关注并投入这一领域的研究 1 材料和方法本文选取外壁具瘤状 ( 包括脑纹状 ) 和多边形板片状装饰的两类球状化石材料样品采自贵州瓮福磷矿北斗山矿区穿岩洞矿段陡山沱组上磷矿层 (B 矿层 ) 上部的灰白色球粒状白云质磷块岩层和含磷白云岩层中, 是经过酸泡处理后挑选出的立体球状化石, 直径 500~800μm ( 样品编号 :Y , 图 1a) 先采用环氧树脂胶包埋精选出的球状化石, 然后切片定向磨片至球状化石的中切面经表面抛光喷镀炭膜等制备流程, 制作成电子探针样片, 在中国地质科学院矿产资源研究所的矿物学与微束分析实验室进行了元素成分的定量分析分别探测了瘤状球形体 (2 4, 图 1a 左上橙色圈内 ; 图 1b c f) 和多边形板状球形体 (6 9, 图 1a 右下橙色圈内 ; 图 1d e g h) 外壁和内部的 7 个点状微区 ( 图 1c 红点, 外壁亮层 2 4A, 内部亮层 2 4B, 内部暗层 2 4C; 图 1e g h 红点, 外壁亮层 6 9A, 内部最亮层 6 9B, 内部次亮层 6 9C, 内部暗层 6 9D), 测试常量元素 Na Mg Al Si P K Ca Ti Cr Mn Fe Ni Zn S 的氧化物百分含量, 并测定了部分稀土元素 La Ce

第 2 期唐烽等 : 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析 177 Nd 的含量 ( 表 1) 此外, 对瘤状球形体 2 4 自外壁向内部还进行了线扫描 ( 图 1b,ab 线长为 300μm), 测定了 P Cl Ca Fe 元素的含量变化曲线 ( 图 1i) 2 分析结果与对比讨论瘤状球形体 2 4 和多边形板状球形体 6 9 的样片观察显示 ( 图 1b d):

3 第 2 期唐烽等 : 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析 177 Nd 的含量 ( 表 1) 此外, 对瘤状球形体 2 4 自外壁向内部还进行了线扫描 ( 图 1b,ab 线长为 300μm), 测定了 P Cl Ca Fe 元素的含量变化曲线 ( 图 1i) 2 分析结果与对比讨论瘤状球形体 2 4 和多边形板状球形体 6 9 的样片观察显示 ( 图 1b d): 两类球状化石均具有较厚的致密外壁, 最大厚度达到 100μm; 球形体内部均匀, 未见分裂迹象 ; 前者外壁与球体内部具有明显的界线 ( 图 1b, 红色箭头 ), 而后者逐渐过渡, 未见明显的分界 ( 图 1e), 目前还不清楚这一特征是否具有普遍性, 即分类的意义由于外壁装饰和球体大小与内图 1 贵州瓮安伊迪卡拉系陡山沱组球状化石样品电镜照片及线扫描曲线 Fig.1SamplesoftheglobularfossilsoftheEdicarianDoushantuoFormationin Weng an,guizhou, SEM micrographsandlineanalysesofelementsbytheepma (a) 经过酸泡处理后挑选出的立体球状化石, 样品编号 :Y , 探测样品为 2 4 和 6 9 ( 见橙色圈内 );(b) (c) (f) 瘤状球形体 (2 4), (c) (f) 为局部放大, 红点分别表示探测点 2 4A 2 4B 和 2 4C;(d) (e) (g) (h) 多边形板状球形体 (6 9),(e) (g) (h) 为局部放大, 红点分别表示探测点 6 9A 6 9B 6 9C 和 6 9D;(i) 瘤状球形体 (2 4)a b 点之间线扫描测定的 P Cl Ca Fe 元素的含量变化曲线标尺分别为 200μm (b,d) 100μm (c,e,g) 和 50μm (f,h) (a)three dimensionalglobularmicrofossils,specimennumber:y Noticethesamplefossils(2 4,6 9incircle);(b),(c),(f) Globularmicrofossilswithtumor likeouterwal(2 4),(c),(f)aremagnifiedviewofthelowerpartin(b),showingtheprobingdots(2 4A,2 4Band2 4C);(d),(e),(g),(h)Globularmicrofossilswithpolygonalplate shapedouterwal(6 9),(e),(g),(h)arepart magnifiedviewof(d),showingtheprobingdots(6 9A,6 9B,6 9Cand6 9D);(i)ThelinescanningdiagramofthecontentsofP Cl Ca Febetweenaandbin (b).scalebaris200μmin (b),(d),100μmin (c),(e),(g)and50μmin (f),(h)

4 178 地质论评 2011 年狀部具有个分裂小球的球状化石基本相似, 这两类未见球形体内部分裂的球状化石最初都被归入同一形态类别装饰大球 ( 犕犲犵犪狊狆犺犪犲狉犪狅狉狀犪狋犪 )(XiaoandKnol,2000; 袁训来等,2002), 但因为两者装饰结构区别较为明显, 近来被认为可能是不同属的动物胚胎化石 ( 袁训来等, 2009) 为了深入探讨上述两类球状化石的生物学属性, 本文通过电子探针测试, 获得了这两类球状化石主元素氧化物成分及部分轻稀土元素的定量分析结果, 如表 1 所示 ; 对瘤状球形体还进行了线扫描, 测定的 P Cl Ca Fe 元素的含量变化结果, 如图 1i 所示 ; 同时综合引用了以往文献资料对瓮安福泉磷矿区陡山沱组含化石磷块岩 ( 分别采自大塘矿段 DT 穿岩洞矿段 CYD 和英坪矿段 YP) 的全岩地球化学分析结果 ( 施春华,2005; 张杰等,2005; 吴凯等, 2006; 殷科华等,2007), 如表 2 所示, 供本文的初步分析对比所用 2.1 瓮安球状化石常量元素的一般规律及认识首先, 从表 1 可以看出, 具瘤状及板片状外饰的两类球状化石, 由内至外常量元素含量的变化趋势大体相似, 稀土元素 La Ce Nd 的含量变化两者仅略有不同尽管球状化石常量元素含量会受到各种成岩因素 ( 主要是环境因素 ) 的影响而发生明显的变化, 但在同一地点同一层位 ( 可以视为同一环境 ) 被磷酸盐化迅速保存的化石, 如果其主元素化学组成特征具有相似的变化, 表明这两类化石归入同一生物大门类的可能性较大其次, 分别观察其组成特征可以发现, 一些主元素的氧化物含量分布有一定的规律 : 两类球状化石的常量元素含量均以 Ca 为最高, 外壁及 Ca 质致密处高出全岩背景值近 1.5 倍, 含 P 量居次, 与全岩 P 含量相当, 局部致密处略高 ; 此外 Na Mg Si Ni Zn S 的氧化物含量较高, 稀土元素 La Ce Nd 的含量显著高于围岩, 而 Al K Ti Cr Mn Fe 2+ 的元素氧化物含量偏低, 线扫描还显示 Cl Fe 也有一定的含量 ; 由球形体的外壁致密亮层向内部暗层方向, MgO SiO 2 P 2O 5 CaO FeO NiO ZnO 的含量总体呈减少的趋势, 只是 Na 2O 和 SO 2 含量出现正相关变化, 呈现由高降低再增高的明显趋势, 两者与 P 2O 5 CaO 正好呈负相关的变化关系,P 2O 5 CaO 含量均在内致密亮层处出现最高值, 而不是在外壁致密层,FeO NiO ZnO 在内致密亮层处也出现含量较少的现象 ; 线扫描显示的 Cl 含量曲线与 P 大体呈正相关变化 ; 等等由于迄今对现生的和化石的后生动物休眠卵或未分裂的卵细胞由外向内的元素表 1 瓮安球状化石元素成分分析结果 (%) 犜犪犫犾犲 1 犈犾犲犿犲狀狋犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀 (%) 狅犳犮狉狅狊狊犲犮狋犻狅狀狅犳狋犺犲狊狆犺犲狉犻犮犪犾犿犻犮狉狅犳狅狊犻犾狊犫狔犈犘犕犃样品编号 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 Cr2O3 MnO FeO NiO ZnO SO2 LaL CeL NdL 总量 2 4 a b c a b c d 平均含量表 2 瓮安陡山沱组磷块岩样品的全岩化学分析结果 (%) 犜犪犫犾犲 2 犌犲狅犮犺犲犿犻犮犪犾犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿犪犼狅狉犲犾犲犿犲狀狋狊犻狀狋犺犲犇狅狌狊犺犪狀狋狌狅狆犺狅狊狆犺犪狋犲狉狅犮犽狊样品编号 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 Fe2O3 MnO FeO CO2 DT DT CYD CYD CYD YP YP 平均含量

5 第 2 期唐烽等 : 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析 179 化学含量变化所知甚少, 目前还不能为球状微体化石的归属争议提供元素地球化学方面的确切对比意见, 但是对瓮安福泉矿区陡山沱组磷块岩 ( 包含球状化石岩层 ) 的地球化学特征和磷酸盐矿床成因机制等已经进行了大量的研究, 因此将这些基础资料与球状微体化石的元素地球化学信息讨论对比, 探讨它们与已知的藻类动物细菌等生物磷酸盐化的关系, 可以从地球化学的新角度进一步深化对球状化石成因及生物学属性的认识众所周知, 藻类的有机物组成 ( 有机基质 ) 为果胶和纤维素, 原生动物为几丁质, 后生动物主要为几丁质胶原和壳蛋白生物矿物学和生物地球化学研究表明, 生物化石化 ( 包括磷酸盐化和碳酸盐化 ) 的过程及产物与不同的有机基质之间有着密切的关系化石记录显示, 钙镁碳酸盐是组成无脊椎动物和高级藻类植物化石的主体, 其中高镁方解石常见于红藻和棘皮动物中, 文石多见于软体动物和钙质绿藻 ; 钙磷酸盐是组成脊椎动物和牙形刺状化石的主体, 无脊椎动物中, 包括腕足动物无铰纲环节动物多毛纲节肢动物甲壳纲和三叶虫纲的部分属种, 以及原生动物的纤毛纲腔肠动物如钵水母类和少数软体动物化石也由钙磷酸盐组成 ; 而这两类矿物成分在细菌和低等藻类蓝藻中都有出现 ( 王将克等, 1991; 戴永定等,1994) 2.2 瓮安球状化石常量元素含量分析及其意义犆犪犗和犘 2 犗 5 瓮安生物群的球状化石中 Ca P 含量最高, 且高出全岩背景值 ( 见表 1,2), 表明钙磷酸盐是组成贵州瓮福地区陡山沱期球状化石的主体含球状化石岩层中主要矿物相为胶磷矿 ( 碳氟磷灰石 ) 和白云石, 因而球状化石的 CaO 组分应该来源于磷灰石和白云石,P 2O 5 组分来源于磷灰石犖犪 2 犗犓 2 犗和犆犾方解石一般生成于较低 ph 值和低温环境 ( 戴永定等,1994), 与之相反, 磷酸盐在较冷酸性和氧化的水体中易于溶解, 当环境的 ph 值氧化还原电位和温度有所变化, 成岩作用开始发生时, 磷酸盐矿物一般是最早结晶沉淀的成岩矿物之一 (Belinko, 1980) 在扬子地区陡山沱期碳酸盐岩浅海台地中 Ca 2+ 盐磷酸盐过饱和及碱性阳离子如 Na + K + Mn 2+ Zn 2+ 丰富的局部适宜环境里 ( 温暖还原性环境 ), 会首先迅速沉积钙磷酸盐矿物瓮安生物群的球状化石成岩作用后形成的氟磷灰石属于六方晶系, 是最稳定的钙磷酸盐矿物相, 在碳酸盐岩相中通常吸收 CO 2- 进入磷灰石晶格结构形成稳定的碳氟 3 磷灰石 ( 胶磷矿 ), 环境溶液中的 Na + 有利于 CO 2-3 的大量进入, 而 K + 较 Na + 影响小 ; 而且 Na + 较 K + 更易进入磷灰石晶格, 部分置换 Ca 2+ 阳离子而得以保存 ( 戴永定等,1994) 所以在本文研究的以碳氟磷灰石为主体的球状化石中, 含量与围岩相当 ( 见表 1 2), 这表明 Na + 在球状化石生物磷酸盐化形成碳氟磷灰石过程中有所贡献, 并被有效保存了一定含量 Na + 和 K + 在生物系统中普遍存在, 动物胚胎与藻类植物中的 Na + 和 K + 含量是否有显著的区别还不清楚但现代海藻曾作为重要的 K 盐资源, 其富集 K + 的能力比海洋动物更高, 其中多数红藻中的 K + 含量还高于绿藻 ( 陶平等,2001); 对现生红藻多管藻的化学组成研究表明, 在整个生长期,Na 和 K 都是藻体中含量最高的常量元素, 仅在生长幼期 Na 略高, 而至成熟期和后期,K 含量则显著增高多倍 ( 宋海涛等,1997) 因此, 与瓮福磷矿区常量保存的 K 2O 相比较 ( 见表 2), 瓮安球状化石中只保存了近乎微量的 K 2O 含量 ( 见表 1), 这对这些球状化石可能是藻类亲缘的看法应该是不利的证据之一电子探针实验中不易探测出氟含量, 但球状化石线扫描显示有一定的 Cl 含量 ( 见图 1I), 这表明在生物磷酸盐化过程中可能形成有氯磷灰石它与氟磷灰石类质同像, 但极其不稳定, 随着成岩后生作用加强, 常常转变为氟磷灰石 ( 戴永定等,1994) 同样, 在碱性碳酸盐环境中, 后生动物所含的胶原蛋白通常首先亲和羟基 OH -, 从高度过饱和钙磷酸盐溶液中不断核化形成不太稳定的碳羟磷灰石 ; 碳羟磷灰石是生物成因磷灰石的原型矿物, 为单斜晶系, 无序排列, 在成岩后生作用过程中, 极易吸收少量 F - 代替 OH - 变为碳氟磷灰石有序排列的六方晶系, 因而生物磷灰石都是六方晶系, 晶形呈粒状纤状和板状柱状 ( 戴永定等,1996) 虽然地质记录中确切的磷灰石生物矿化硬体出现在早寒武世早期的小壳动物化石群, 但是瓮安生物群中的球状化石生物显然已经参与磷灰石的成岩过程, 本文球状化石中很低的 Mg 2+ /Ca 2+ 值 ( 小于 0.2) 和较高的狀 (Ca)/ 狀 (P) 值 (1.5±)( 见表 1), 都符合稳定的碳羟磷灰石的沉积条件 ;Xiao 和 Knol(2000) 报道的在 SEM 下观察的光面无饰球状化石膜壳和瘤状外壁表面显示的就是尘点状无序排列的 ( 碳 ) 羟磷灰石微粒晶体, 其中可见六方晶粒 (0.1~1μm,Fig.3 2,4 10,5 9), 具分裂球的膜壳甚至还呈现纤板状磷灰石晶体 (Fig.

6 180 地质论评 2011 年 5 10), 分裂球表面还显示了较大的磷灰石球粒 (1~ 5μm,Fig.7,8); 本文电镜观察的球状化石外壁也呈现板状和微粒状磷灰石晶体 ( 见图 1h, 箭头处 ) 钙磷酸盐碳羟磷灰石碳氟磷灰石可能是瓮安球状化石磷酸盐化的主要过程, 如果这一认识成立, 将支持球状化石有后生动物胚胎亲缘的观点犕犵犗犛犻犗 2 犛犗 2 和犉犲质 MgO 在本文研究的两类球状化石中虽有一定的含量, 但均显著低于围岩的 MgO 含量 Mg 是光合作用色素 ( 比如叶绿素 ) 结构中重要的络合金属元素, 自养光合藻类的蓝绿藻细胞中含有较多的叶绿素 ( 张长年等,1993; 王将克等,1991), 现代海滨的叶状体海藻 ( 比如红藻的江蓠紫菜, 绿藻的石莼浒苔等 ) 都含有很高的 Mg 含量 ( 范晓等,1995) 球状化石如果是藻类亲缘, 应该具有较高的 MgO 含量 ; 多边形板状外饰的球状化石也曾被推测有沟鞭藻亲缘, 然而现代沟鞭藻类常分泌文石或方解石组成细胞内层, 在环境中更加亲和钙镁碳酸盐 ( 戴永定等, 1994), 况且瓮安采样点以白云质磷块岩和含磷白云岩为主,Mg Ca 丰富,MgO 呈显著的高含量 ( 见表 2), 还发现有大量具岛状似果胞子囊及膜状丝体细胞的真红藻化石 ( 袁训来等,2002), 化石红藻几乎都是高度亲和 Mg 2+ 的 ( 刘志礼,1990), 但是球状化石中却未见相应的 Mg 元素富集 ( 见表 1), 在这一点上似乎也不支持球状化石沟鞭藻甚至藻类亲缘的推断而且,Mg 2+ 是生物磷灰石的抑制剂, 生物的沉积环境中若有大于 0.2 的 Mg 2+ /Ca 2+ 比值, 磷灰石晶体一般会被抑制或延迟生长, 或形成非晶质磷酸钙 ( 质点大小 0.03~0.1μm; 戴永定等,1994) 瓮安生物群中被公认为藻类的聚球体化石犘犪狉犪狋犲狋狉犪狆犺狔犮狌狊等, 其四分孢子体基本均是非晶质磷酸钙组成 ( 见 : 袁训来等,2002, 图 146) SiO 2 沉淀一般要求满足中酸性低温低压和阳离子丰富的 Si 饱和溶液条件, 上升洋流常带来海洋深处 SiO 2 浓度较大的海水, 热液活动 ( 如火山地震等 ) 和大型河流都提供大量水溶性 SiO 2 ( 戴永定等, 1994) 瓮安地区含球状化石丰富的 B 磷矿层下部的黑色硅质磷块岩就是首先沉积于穿岩洞矿区低温上涌洋流发育 SiO 2 过饱和的浅水滞流区域, 具有较高的 SiO 2 背景值 ( 见表 2) 而本文研究的球状化石采自上覆的灰白色白云质磷块岩层, 其中的 SiO 2 与围岩相比呈显著的低含量 ( 见表 1), 表明这些化石与黑色硅质磷块岩中可能发育具硅质骨针的普通海绵动物无法联系起来 SO 2 在瓮安球状化石中保存有一定的含量, 说明球状化石沉积时环境的硫酸盐含量比较高海水环境中硫酸盐含量较高 CO 2 含量高高 ph 值和较高的温度及很高的 Mg 2+ /Ca 2+ 比值 ( 大于 10~15), 则有利于白云石的沉淀瓮安北斗山剖面陡山沱组含磷岩系中普遍发育以胶磷矿为主的磷块岩与白云岩的韵律沉积, 东部紧邻的朵丁剖面含磷沉积韵律中还发育有重晶石 (BaSO 4 ) 化的结晶白云岩, 本文样品也采自 B 矿层上部的灰白色白云质磷块岩和含磷白云岩, 这些都可能影响到球状化石并保存了一定的 S 含量由于以往报道的全岩化学分析中未见测定有 SO 2 含量, 因此, 本文很难对比讨论这一含量的生物学意义曾有学者将瓮安球状化石推断为巨大的硫细菌 (Baileyetal.,2007), 而现生硫细菌一般是栖息于 S 或硫化物含量极高的厌氧酸性水域, 能将 H 2S 氧化成 S 积存在细胞体内, 甚至进一步氧化成硫酸因此, 除了形态对比相对牵强以外 (Xiaoetal.,2007b), 本文球状化石中相对很低的 S 含量也排除了归属硫细菌的可能性瓮安生物群中曾报道有少量具较厚胶鞘和异型胞裂殖结构的丝状蓝藻化石 ( 高峰等,2002; 刘鹏举等,2007) 一般来说, 出现上述特征的现生蓝藻丝体常生活于极浅水的潮间带或飘浮于浅海表面, 甚至可以在气生亚气生条件下吸收空气中的 CO 2 与水结合进行光合作用及固氮 ( 异型胞具固氮酶 ), 藻类的繁盛发育及死亡分解后的 P 质和粗蛋白产物, 常使潮下带水域形成富磷酸盐硝酸盐的营养环境, 有利于浅海动物的生存和发育 ( 李伟新等,1984) 因此, 如果大量的球状化石是后生动物胚胎的话, 成体动物化石应该在潮下斜坡带寻找目前, 在黔中台地边缘斜坡带的铜仁江口地区已经发现疑似栉水母动物的八臂仙母虫化石 ( 唐烽等,2009a,2009b) 和似水母的腔肠动物化石邻近瓮福磷矿区的开阳息烽地区大量发育含磷丰富的浅水潮坪环境下的蓝藻叠层石 ( 朱士兴等,1984), 在瓮安地区也局部产出叠层石沉积, 丝状蓝藻化石可能与此相关, 它与球状化石以及红藻和绿藻的化石记录 ( 袁训来等,2002) 一起呈内碎屑磷块岩中丰富的藻席碎片形式产出, 表明它们可能是在一定的水动力作用下短距离搬运至此埋藏的刘志礼等在 1991 年对现代蓝藻进行的聚磷成矿实验表明 : 随着藻类的迅速繁盛, 周围环境的 ph 值升高, 而氧化还原电位 Eh 值下降, 逐步向弱还原性转变, 促使磷酸镁钙等物质沉淀, 即溶解于微酸性和中性

7 第 2 期唐烽等 : 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析 181 水体中的磷酸盐在弱还原条件下易于沉积 ; 现代蓝藻犛狆犻狉狌犾犻狀犪的 P 耐量很高, 在含很高浓度 PO 3-4 离子的溶液中仍然生长良好随后对磷灰石矿物的合成模拟试验结果也表明, 藻类细胞中富集的多聚磷酸盐在 Ca 2+ HPO 2-4 HCO - 3 F - H 2O 溶液体系中, 处于常温常压和偏碱性条件下就可以直接形成以碳氟磷灰石及非晶质钙磷酸盐为主的矿物 ( 刘志礼等,1994) 由此说明藻类在生长期间可以持续改变局部环境, 藻细胞可能通过自身的生理代谢造成环境向弱还原性的条件转化, 从而不断沉积钙磷酸盐这种弱还原性环境也体现在瓮安陡山沱组磷块岩较低的 Fe 质含量中 (Fe 3+ 略大于 Fe 2+ )( 见表 2), 球状化石中痕量的 Fe 3+ 和较围岩更低的 Fe 2+ 含量 ( 见表 2) 表明球状化石不易吸收或吸附沉积环境中的 Fe 质并保存下来, 这与易于聚 Fe 的藻类明显不同一般藻类在生长繁育时期可以使 ph 上升,Eh 2+ 下降, 并促使 Fe Fe 3+ 且沉淀, 藻体还可通过吸收吸附作用富集 Fe, 及促使 Fe 形成络合物 ( 刘志礼等,1993) 同样, 对瓮安陡山沱组磷块岩的有机地球化学分析结果表明, 生物标志物特征指示瓮安陡山沱组上部磷块岩中的残余有机物来源于藻类和细菌, 也显示出成磷沉积环境具有还原性和较高的盐度 ( 密文天等,2009) 其它元素犆狉犖犻犣狀和轻稀土元素此外, 与含磷蓝藻叠层石中可以见到的典型微量元素 V Cr Ni Zn 等有机生物元素组合 ( 盛章祺, 1984) 相比较, 瓮安球状化石中具有明显较高的 Cr Ni Zn 元素含量 ( 基本都达到常量级别 ; 见表 1), 多数在外壁更加富集, 但这种富集的状态与动物的亲缘是否有关, 目前还不得而知而且, 在瓮安球状化石中还富含轻稀土元素 La Ce Nd, 与 B 磷矿层磷块岩中的轻稀土元素相比差别悬殊 ( 相差 10 3 ~10 4 倍 ), 瓮安上下磷矿层的轻稀土元素丰度很低, 仅在狀 10-6 ~ 狀 10-5 之间, 含球状化石的上磷矿层更加亏损, 稀土元素总量也偏低, 最高测得 ( 解启来等,2003), 而同时代的峡东地区磷矿层磷块岩 (Felitsynetal., 2002) 和贵州织金早寒武世含小壳动物化石磷质岩 ( 张杰等,2003; 施春华等,2004) 的轻稀土元素 La Ce Nd 丰度均可达到狀 10-4, 稀土总量在峡东陡山沱组磷矿最高可达 , 在含小壳动物化石的下寒武统戈仲伍组磷质岩最高可达对此现象, 一般的解释是在磷矿成矿过程中沉积物沉积时, 活体生物及死亡残骸都不同程度地摄取和富集了 La Ce Nd 等稀土元素 ( 张杰等, 2003;Felitsynetal.,2002), 使得磷块岩中的生物碎屑稀土含量更高因缺乏相关的对比资料, 瓮安球状化石中稀土含量奇高是否与动物亲缘有关, 现在还无法确定 3 结语磷酸盐化作用发生的早期性和快速性, 为研究地史早期磷酸盐化的生物化石在形态学和生物化学上的变化, 追踪原始真核生物, 特别是后生动物的进化提供了可能以微型球状化石为主的贵州陡山沱期瓮安生物群展示了伊迪卡拉纪寒武纪早期生物, 尤其是后生动物起源演化时期最重要的生物学窗口本文从元素地球化学的角度, 研究了其中生物学属性存在争议的球状微体化石, 初步的分析对比表明 : (1) 具瘤状及板片状外饰的两类球状化石, 所含常量元素由内至外的含量变化趋势相似, 轻稀土元素 La Ce Nd 的含量变化略微不同, 归属同一生物大门类的可能性较大 (2) 一些主元素的氧化物含量分布有一定的规律, 与磷块岩全岩样品相比, 球状化石中除了 Ca P 含量更高及 Na 含量与围岩相当以外, 其余如 Mg Al Si K Ti Mn Fe 2+ 均低于或显著低于围岩的相应元素含量, 而 Cr Ni Zn S 具有一定的含量, 轻稀土元素 Ce 等含量显著较高 (3) 通过对上述部分元素含量和成岩产物的分析对比, 讨论藻类动物和细菌对不同元素的亲和富集能力, 以及环境因素的影响等, 本文的研究认为瓮安生物群球状微体化石动物亲缘的可能性很大, 但是由于缺乏后生动物胚胎生物化学方面的对比资料及生物磷酸盐化过程的深入研究, 目前尚不能为球状微体化石的归属争议提供元素地球化学方面的确切对比意见但分析结果不倾向归属于藻类硫细菌和海绵动物致谢 : 美国内华达大学的蒋干清博士和瑞典自然历史博物馆的 S.Bengston 院士对本文提出宝贵意见并修改英文摘要, 青岛农业大学张宁博士和中国地质科学院地质研究所陈寿铭博士协助收集文献, 在此一并感谢! 参考文献 / 犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊陈均远动物世界的黎明. 南京 : 江苏科学技术出版社,1~

8 182 地质论评 2011 年 366. 陈均远, 迟慧梅贵州前寒武纪陡山沱组磷酸盐化胚胎和幼虫化石及其亲缘性. 科学通报,50(16):1750~1757. 陈孟莪, 刘魁梧晚震旦世陡山沱期磷块岩中微体化石的发现及其地质意义. 地质科学,(1):46~53. 戴永定生物矿物学. 北京 : 石油工业出版社,1~572. 戴永定, 沈继英生物矿化硬体显微构造 ( 生矿体结构 ) 的分类和演化. 动物学杂志,31(1):49~54. 范晓, 韩丽君, 周天成, 等中国沿海经济海藻化学成份的测定. 海洋与湖沼,26(2):199~207. 高峰, 陈均远, 李家维新元古代陡山沱组具细胞裂殖结构德丝状蓝藻. 微体古生物学报,19 (2):157~162. 郭庆军, 杨卫东, 刘丛强, 等贵州瓮安生物群和磷矿形成的沉积地球化学研究. 矿物岩石地球化学通报,22(3):202~ 208. 李伟新, 朱仲嘉, 刘凤贤海藻学概论. 上海 : 上海科学技术出版社,249. 刘鹏举, 尹崇玉, 唐烽, 等瓮安生物群中后生动物化石研究进展及问题讨论. 地质论评,53(6):728~735. 刘鹏举, 尹崇玉, 陈寿铭, 等埃迪卡拉纪陡山唾弃瓮安生物群中磷酸盐化球状化石新材料及其问题讨论. 地球学报,30 (4):457~464. 刘志礼, 刘雪娴, 方贻功, 等藻类对磷酸盐形成和沉积作用影响的模拟实验. 地质学报,(2):166~175. 刘志礼, 刘雪娴, 杜庆红, 等蓝藻聚铁作用的模拟实验. 地质科学,28(1):79~86. 刘志礼, 刘雪娴, 王永军藻细胞的聚磷作用及其成矿意义. 植物学报,36(12):957~962. 刘志礼化石藻类学导论. 北京 : 高等教育出版社,491. 密文天, 林丽, 周玉华, 等贵州瓮安陡山沱组磷块岩生物标志物特征及对沉积环境的指示. 沉积与特提斯地质,29(2):55 ~59. 盛章祺磷质叠层石的成因探讨. 地质学报,(3):214~221. 施春华, 胡瑞忠, 王国芝贵州织金磷矿岩稀土元素地球化学特征研究. 矿物岩石,24(4):71~75. 施春华磷矿的形成与 Rodinia 超大陆裂解生物爆发的关系以贵州瓮安开阳织金磷矿床为例. 中国科学院博士学位论文,118. 宋海涛, 范晓, 许申鸿多管藻化学组成特点研究. 海洋科学,(4):58~60. 唐烽, 高林志, 王自强.2009a. 华南伊迪卡拉纪宏体生物群的古地理分布及意义. 古地理学报,11(5):524~533. 唐烽, 尹崇玉,BengtsonS.2009b. 最早的栉水母动物化石华南伊迪卡拉纪的八臂仙母虫. 地球学报,30(4):543~553. 陶平, 贺凤伟大连沿海 13 种速生海藻无机营养元素的分析. 本溪冶金高等专科学校学报,3(3):7~10. 王将克, 陈水挟, 钟月明, 等氨基酸生物地球化学. 北京 : 科学出版社,1~308. 王约, 徐一帆贵州瓮安埃迪卡拉系陡山沱组上段底部和下段的遗迹化石. 现代地质,21(3):469~478. 吴凯, 马东升, 潘家永, 等贵州瓮安磷矿陡山沱组地层元素地球化学特征. 东华理工学院学报,29(2):108~114. 解启来, 陈多福, 漆亮, 等贵州瓮安陡山沱组磷块岩的稀土元素地球化学特征与沉积古环境. 矿物学报,23(4):289~ 295. 薛耀松, 唐天福, 俞从流, 等贵州瓮安开阳地区陡山沱期含磷岩系的大型球形绿藻化石. 古生物学报,34(6):688~ 706. 薛耀松, 周传明, 唐天福瓮安陡山沱组磷块岩中球状绿藻化石繁殖机制的发现. 微体古生物学报,18(4):373~378. 殷科华, 金华英, 叶德书福泉磨坊晚震旦世磷块岩矿床地质特征及沉积环境.29(4):216~221. 殷宗军, 朱茂炎贵州埃迪卡拉纪瓮安生物群化石含量的统计分析. 古生物学报,47(4):477~487. 尹磊明, 肖书海, 袁训来对贵州瓮安陡山沱磷块岩中针状结构物的新认识. 科学通报,46(12):1031~1036. 袁训来, 肖书海, 尹磊明, 等陡山沱期生物群早期动物辐射前夕的生命. 合肥 : 中国科学技术大学出版社,171. 袁训来, 王丹, 肖书海新元古代陡山沱期的动物. 古生物学报,48(3):375~389. 张长年, 罗铸金, 郭秀云有机地球化学概论. 北京 : 地质出版社,1~145. 张杰, 张覃, 陈代良贵州织金新华含稀土磷矿床稀土元素地球化学及生物成矿基本特征. 矿物岩石,23(3):35~38. 周传明, 薛耀松, 张俊明.1998a. 贵州瓮安磷矿上震旦统陡山沱组地层和沉积环境. 地层学杂志,22(4):309~314. 周传明, 袁训来, 薛耀松.1998b. 贵州瓮安上震旦统陡山沱组骨针状假化石. 微体古生物学报,15(4):380~384. 朱士兴, 王砚耕, 张麟中国开阳磷矿的形成与古代微生物的关系. 见 : 第五届国际磷块岩讨论会论文集 (1), 北京 : 地质出版社,165~194. BaileyJV,JoyeSB,KalanetraK M,FloodBEandCorsetiFA Evidence ofgiantsulphur bacteriain Neoproterozoic phosphorites.nature,445:198~201. debelinkom G 关于海相沉积磷酸盐矿床成因的一些见解. 谢振忠. 译. 磷与钾.106:62~70. BengtsonS,BuddG.2004.Commenton SmalBilaterianFossils from40to55 milionyearsbeforethe Cambrian.Science, 306:1290a~1291a. ChenJunyuan,OliveriP,LiChiawei,Zhou Guiqin,Gao Feng, HagadornJ W,Peterson K J and Davidson E H Precambriananimaldiversity:Putativephosphatizedembryos fromthedoushantuoformationofchina.proceedingsofthe NationalAcademyofScience,USA,97:4457~4462. ChenJunyuan,OliveriP,Gao Feng,Dornbos Q S,LiChiawei, BotjerDJandDavidsonEH.2002.PrecambrianAnimalLife: Probable Developmental and Adult Cnidarian Forms from SouthwestChina.DevelopmentalBiology,248:182~196. ChenJunyuan,Botjer D J,Gao Feng,Rufins S,Oliveri P, DornbosQ S,LiChiaweiand Davidson E H.2004.Smal Bilaterian Fossilf rom 40 ~ 50 Milion Years before the Cambrian.Science,305:218~222. ChenJunyuan,Botjer D J,Davidson E H.2006.Phosphatized Polar Lobe Forming Embryos from the Precambrian of SouthwestChina.Science,312:1644~1646. FelitsynS,MoradS.2002.REEpaternsinlatestNeoproterozoic early Cambrian phosphateconcretionsandassociated organic mater.chemicalgeology,187:257~265. HagadornJ W,XiaoShuhai.DonoghuePCJ.2006.Celularand subcelularstructureofneoproterozoicembryos.science,314: 291~294. Li Chiawei, Chen Junyuan, Hua Tzu en Precambrian spongeswithcelularstructures.science,279:879~882. TangFeng,YinChongyu,BengtsonS,LiuPengju,WangZhiqiang and Gao Linzhi.2008.Octoradiatespiralorganismsin the EdiacaranofSouthChina.ActaGeologicaSinica,82(1):27~

9 第 2 期唐烽等 : 贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析 XiaoShuhai,Zhang Yun,Knol A H.1998.Three dimensional preservationofalgaeandanimalembryosina Neoproterozoic phosphorite.nature,391:553 ~558. Xiao Shuhai, Knol A H.1999a. Fossil preservation in the Neoproterozoic Doushantuo phosphorite Lagerstate, South China.Lethaia,32:219~240. XiaoShuhai,KnolA H.1999b.EmbryosorAlgae?Areply. 微体古生物学报,16(3):313~323. XiaoShuhai,KnolA H.2000.Phosphatizedanimalembryosfrom the Neoproterozoic Doushantuo Formation at Weng an, Guizhou,South China.JournalofPaleontology,74:767~ 788. Xiao Shuhai Mitotic topologies and mechanics of Neoproterozoicalgaeand animalembryos.paleobiology,28 (2):244~250. XiaoShuhai, Hagadorn J W,Zhou Chuanming, Yuan Xunlai. 2007a.Rare helicalspheroidalfossilsfrom the Doushantuo Lagerst te:ediacarananimalembryoscomeofage?geology, 35:115~118. XiaoShuhai,Zhou Chuanming,Yuan Xunlai.2007b.Undressing andredressingediacaranembryos.nature,446:e9~e10. XueYaosong,Zhou Chuanming,Tang Tianfu Animal embryos,a misinterpretationofneoproterozoic microfossils. ActaMicropalaeontologicaSinica,16:1~4. Yin Chongyu, Bengtson S, Yue Zhao Silicified and phosphatizedtianzhushania,spheroidalmicrofossilsofpossible animaloriginfrom the NeoproterozoicofSouth China.Acta palaeontologicapolonica,49(1):1~12. Yin Leiming,Xue Yaosong.1993.An extraordinary microfossil assemblagefrom TerminalProterozoicphosphatedepositsin SouthChina.ChineseJournalofBotany,5(2):168~175. YinLeiming,XiaoShuhai,YuanXunlai.2001.Newobservations on spiculelikestructuresfrom Doushantuo phosphoritesat Weng an,guizhou Province.Chinese Science Buletin,46 (21):1828~1832. ZhangYun,Yuan Xunlai,Yin Leiming.1998.Interpreting Late Precambrian Microfossils.Science,282:1783. 犘狉犲犾犻犿犻狀犪狉狔犃狀犪犾狔狊犻狊狅狀狋犺犲犈犾犲犿犲狀狋犪犾犌犲狅犮犺犲犿犻狊狋狉狔狅犳犇狅狌狊犺犪狀狋狌狅犛狆犺犲狉犻犮犪犾犕犻犮狉狅犳狅狊犻犾狊犳狉狅犿狋犺犲犠犲狀犵犪狀犅犻狅狋犪犻狀犛狅狌狋犺犆犺犻狀犪 TANGFeng 1,2),GAOLinzhi 1,2),YIN Chongyu 1,2),WANG Yue 3) 1) 犐狀狊狋犻狋狌犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔, 犆犺犻狀犲狊犲狊犃犮犪犱犲犿狔狅犳犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵,100037; 2) 犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犛狋狉犪狋犻犵狉犪狆犺狔犪狀犱犘犪犾犲狅狀狋狅犾狅犵狔, 犆犺犻狀犲狊犲狊犃犮犪犱犲犿狔狅犳犌犲狅犾狅犵犻犮犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊, 犅犲犻犼犻狀犵,100037; 3) 犛犮犺狅狅犾狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋, 犌狌犻狕犺狅狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犌狌犻狔犪狀犵, 犃犫狊狋狉犪犮狋 :TheEdiacaranDoushantuoFormationinWeng anandfuquanareasoftheguizhouprovince insouthernchinahostshigh gradephosphorusoredepositsandexceptionaly wel preservedphosphatic microfossilsthatarecommonlylessthan1mmindiameter.earlierstudiesatributedthesefossilstoalgae oracritarchs.inthelastdecade,researchersfoundthatthesphericalmicrofossils,inalargeproportion, show metazoan embryonic development features with early cleavage stages. Thus these spherical microfossilshavebeenconsideredasdiploblastortriploblastembryosandrestingeggsofearlyanimals. However,reliablefossilssimilarto blastula,gastrulaembryos,fossilsoflarvaeafterhatching,and particularly,thecorrespondingbodyfossilsoftheseanimalembryoshaveneverbeenfoundintherelevant strata.thisphenomenonchalengestheinterpretationthattheseglobularmicrofossilsareanimalembryos. Becausethemajoruncertaintyonthesefossilsiswhethertheyareanimalsorplants,adetailedgeochemical analysesacrossthefossilsmayhelptorevealthediferences(betweenanimalandplant)inthecomposition ofcelmembrane/walandcelinclusions,thepaternofphysiologicalmetabolism,andthephosphatized mechanismsinparticulardepositionalenvironments.onthisbasisandincombinationwith morphological comparisonwiththecambrianmicrofossilsandmodernmetazoanembryos,elementalgeochemistryacross thesphericalmicrofossils ( embryos )ofthe Weng an biota mayprovidenewinformationforbeter understandingthegeneticafinityofthedoushantuoglobularfossils.inthispaper,theauthoranalyzes themicrofossilscolectedfrom Weng anandfuquanareasin Guizhoubyelectronprobe micro analyzer (EPMA)toobtaintraceelementalgeochemistryacrosstheglobularfossils.Forcomparisonpurposes,two typesoffossilshavebeenanalyzed,includingfossilswithtumor likeouterwalandthosewithpolygonal plate shapedouterwal.comparingresultsfromthesefossilsandtheirhostrocks,preliminaryfindings areasfolows:(1)fossils withtumor likeandplate shapedouter walshavesimilartrendsin major

10 184 地质论评 2011 年 elementcontentsfrom insidetotheouter wal,suggestingthesameafinityofthetwogroups;(2) comparisonwiththehostrocks,theglobularfossilshavehigherp,cacontentandstrongercapabilityof assimilationandaccumulationforna,ni,zn,andcl,butlesscapacityfortheabsorptionofmg,k,al, Si,Ti,MnandFe 2+.Inaddition,fossilshavehighScontentandareenrichedinlanthanideelements(ie. La,Ce,Nd).Throughtheseanalyses,theauthorpreferstoexcludetheseaweedafinityofthesefossils. However,duetothelackofcomparativedatarelatedto metazoan,theexistingdataisnotsuficientto clarifythedisputeontheclassificationofsphericalmicrofossils. 犓犲狔狑狅狉犱狊 :Weng' anbiota;doushantuoformation;globularfossils;elementgeochemistry

殐殐 27 1 Vol.27 No ImagingScienceandPhotochemistry Jan.,2009 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐 *O! "# #B) 1,CDE 1, 2, 1 (1., ;2., ) $ %:3 J = 2J4

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