狄彤

摘 ? 要：遺跡化石是古生物-生態(tài)環(huán)境相互作用的重要信息載體，是各種生物適應環(huán)境的活動記錄，是生物體、生物行為、沉積底質(zhì)三者共同作用的結(jié)果。龍王廟時期，魯山地區(qū)沉積了以紫紅色泥頁巖為主的地層。魯山縣下湯剖面饅頭期、毛莊期與徐莊期以陸源碎屑巖沉積為主的沉積模式與裴放等的河南寒武系巖石地層劃分方案十分吻合，因此，采用其三分饅頭組的方案對饅頭組沉積的特征與古生物學特征進行研究。

關(guān)鍵詞：遺跡化石;饅頭組;沉積

遺跡化石作為重要的古生物學實體，使人們能從原地生物行為和演化古生態(tài)學的角度認識地質(zhì)歷史時期的重要環(huán)境事件[1-2]。遺跡化石雖然無法像實體化石一樣保存完整的生物形態(tài)與身體結(jié)構(gòu)，但由于遺跡化石具有原地埋藏、可保存在實體化石缺少的地層中、保存生物行為習性等生物遺體無法保存的信息等特點，在一定程度上彌補了實體化石記錄地質(zhì)信息的不足，在古生態(tài)學、沉積學和古環(huán)境重建等方面具有特別的作用[3-5]。新元古代晚期發(fā)生了抬升，遭受風化剝蝕;到了早寒武世晚期，重新開始發(fā)生海侵，形成北高南低的陸表海沉積環(huán)境;早寒武世滄浪鋪期，從南側(cè)秦嶺洋向北侵進的海侵到達位于板塊西南緣的魯山地區(qū)（本研究區(qū)內(nèi)），具體表現(xiàn)為埃迪卡拉系東坡組雜色粉砂質(zhì)頁巖之上平行不整合發(fā)育海侵初期的砂礫巖相辛集組;到了龍王廟期（饅頭組），區(qū)內(nèi)普遍海侵形成了廣泛的陸表海，地勢平坦、氣候干熱、生物繁盛，沉積了以紫紅色泥頁巖為主的地層[6]。魯山縣下湯剖面饅頭期、毛莊期與徐莊期以陸源碎屑巖沉積為主要的沉積模式與裴放等[7]的河南寒武系巖石地層劃分方案十分吻合。因此，本研究采用其三分饅頭組的方案對饅頭組沉積的特征與古生物學特征進行研究，如圖1所示。

1 ? ?研究概況

區(qū)內(nèi)古生物學與地層古生物學的研究始于孫云濤（1923）。其后，孫云濤（1937）、盧衍豪（1952）、孫云濤（1961）、盧衍豪（1962）、張文堂等（1982）、Peng Shanchi等[7]發(fā)表了系列成果。研究區(qū)內(nèi)對寒武紀遺跡化石的研究總體較少，楊式溥[8-9]對河南登封寒武系第三統(tǒng)徐莊組的遺跡群落進行描述。李妲[10]在豫西饅頭組中產(chǎn)出遺跡化石的基礎上分析造跡生物及其營養(yǎng)類型，討論了基于遺跡化石對潮間的食物網(wǎng)。寒武紀遺跡化石的研究可以為豐富華北寒武系化石庫、探索寒武早中期生命輻射事件后對生物及其環(huán)境所造成的影響提供材料[3-4]。

2 ? ?系統(tǒng)古生物學

2.1 ?燈塔跡屬Beaconichnus ?Geveres，1987

燈塔跡Beaconichnus ichnosp，如圖2（t）所示。

保存于黃綠色鈣質(zhì)泥巖上層面，由密集的、短且細的弧形抓痕構(gòu)成，單個抓痕及較短抓痕向下凹，深度較淺，0.5～0.8 mm深。遺跡化石的總長度可達到15～20 cm，寬約2 cm。遺跡總體排列不規(guī)則，抓痕呈短弧形，沿一個中心向四周輻射狀排列，也有些短弧近平行縱向排列。

2.2 ?克魯茲跡屬Cruziana ?DOrbigny，1842

胡須克魯茲跡Cruziana barbata Seilacher，1970，如圖2（p）、（q）所示。

三葉蟲類內(nèi)肢形成兩排抓痕，每個內(nèi)肢抓痕略成簇狀，由幾個尖銳不等的抓痕組成。遺跡寬1～3 cm，抓痕纖細一般長6～15 cm，輕微彎曲。有兩個主要前爪和兩個次級前爪。中溝較淺，可見交叉疊覆，兩側(cè)邊緣具肋痕。

2.3 ?二分溝跡屬Didymaulichnus ?Young，1972

萊伊爾二分溝跡Didymaulichnus lyelli Rouault，1850，如圖2（c）所示。

遺跡整體較直，表面無紋飾，產(chǎn)于粉砂巖下層面，平行或微斜交于層面，密度較低，無交切現(xiàn)象。跡寬1～2 cm，溝寬2 mm，溝深0.5 mm。

2.4 ?雙行跡屬Dimorphichnus ?Seilacher，1955

斜雙行跡Dimorphichnus.iquus Seilacher，1955，如圖2（i）、（o）所示。

兩組不同類型的抓痕保存在粉砂巖層面，底部為兩排凸起的脊。一組為平行線脊，凸起較長，尖端分叉二;另一組抓痕為短而鈍的長圓形。兩組抓痕斜交。

2.5 ?雙趾跡屬Diplichnites ?Dawson，1873

粗壯雙趾跡Diplichnites robustus Yang et Wang，1990，如圖2（n）、（r）所示。

足跡化石因粗壯而命名為粗壯雙趾跡，遺跡為兩列簡單、粗壯、平行分布的爬行足跡，為下底面兩排脊狀排列保存，長6.0 cm，寬2.5 cm，單個脊長1.0 cm，寬1.0～2.0 mm，脊間距一致，1.0～2.0 mm，兩列脊之間距離為0.5 mm。

2.6 ?線形跡屬Gordia ?Emmons，1844

海生線形跡Gordia marina Emmons，1884，如圖2（d）所示。

產(chǎn)于紫紅色含海綠石砂巖上層面的波痕面上，細長且任意彎曲，呈近似圓狀或橢圓狀，長5～7 cm，直徑2～3 mm，不分支、表面光滑，自身交切，與模式種特征的最大區(qū)別為遺跡直徑較粗、彎曲度較低，交切較少。

2.7 ?發(fā)梳跡Lophoctenium ?Richter，1850

長毛發(fā)梳跡Lophoctenium comosum Richter，1850，如圖2（e）所示。

排列為束狀的細枝狀、向內(nèi)彎曲的覓食跡，叢枝末端匯聚成較粗的主干，側(cè)枝常從主干一側(cè)分支連續(xù)，可見層面底部束狀細枝。

傅紹萍[11]認為Lophoctenium是前進式系統(tǒng)覓食構(gòu)造，沿著一個方向系地統(tǒng)挖掘沉積物。常見于大陸斜坡下的半深海區(qū)，也見于三角洲斜坡、淺海沉積區(qū)。

2.8 ?單行跡屬Monomorphichnus ?Crimes，1970

單線單形跡Monomorphichnus linearis Crimes，1977，如圖2（m）所示。

化石為一對平行且長短不一的脊組成，兩對脊互相對齊或微錯開，脊長1～3 cm，寬0.5～1.0 mm，脊間距2～3 mm。

2.9 ?平行拖跡Parallehelcura ?Yang ?et ?Wang，1991

三線平行拖跡（相似種）Parallehelcura trilineatus Yang et Wang，1991。

由3條平行的細脊或細槽組成（保存于巖層上層面，槽下層面為脊），脊或槽長大于6 mm，間距近乎相等，為4～7 mm，中間脊突出者認為是三葉蟲水平快速游泳時尾刺與沉積物表面留下的劃痕，側(cè)脊突出則可能是三葉蟲側(cè)身游泳時尾部接觸沉積表面留下的痕跡。

2.10 ?漫游跡屬Planolites ?Nicholson，1873

山地漫游跡Planolites montanus Richter，1937，如圖2（a）、（b）所示。

該遺跡化石為簡單的水平或近水平潛穴管，襯壁不發(fā)育，潛穴管徑為3～5 mm，單個潛穴的直徑不變，潛穴的延伸長度為3～15 cm。潛穴無分支水平或微斜交與層面產(chǎn)出，疊覆交切現(xiàn)象常見。Planolites和Palaeophycus這兩種分布廣、延限長，且遺跡化石皆為近水平管狀潛穴，而潛穴邊界是否有襯壁是區(qū)別兩者的首要標志。

2.11 ?古藻跡屬Palaeophycus ?Hall，1852

條紋古藻跡Palaeophycus striatus Hall，1852，如圖2（f）所示。

豫西魯山中寒武統(tǒng)的遺跡化石Palaeophycus striatus主要產(chǎn)于鈣質(zhì)泥巖中，柱形潛穴充填，充填物與圍巖存在差異，潛穴微彎曲無分支分枝與層面微斜交，管徑0.5～0.8 cm，長則大于7 cm，外表見縱紋常保存為底跡。

2.12 ?擬藻跡屬Phycodes ?Richter，1850

掌狀擬藻Phycodes palmatus（Hall），1853，如圖2（j），（k）所示。

圓柱形束狀潛穴，由一端向末端分叉，一次分支直徑一直互不相切，整個系統(tǒng)總長8～10 cm，主潛穴直徑5 mm，分支直徑3 mm左右，潛穴表面光滑無襯壁。P. palmatus分支少且較為粗大，與主潛穴接近;P. circinatus則分支細而多，且始端相互平行、末端分散呈掃帚狀。

2.13 ?皺飾跡屬Rusophycus ?Hall，1852

（1）雙囊皺飾跡Rusophycus didymus Salter，1990，如圖2（p）所示。

形似兩個并列、一頭尖的咖啡豆，二頁相互平行或后端有裂口抓痕，橫向或略傾斜。形態(tài)小、遺跡表面抓痕較淺，為最主要特點。

（2）雷梅蘭皺飾跡Rusophycus ramellensis Legg，1985，如圖2（s）所示。

遺跡化石產(chǎn)在粉砂巖-細砂巖下層面，為由淺到深保存完好的二葉跡，長5～8 cm，寬4～7 cm，遺跡的前部為兩個深的二葉，中間相交，輕微交叉呈胡須狀，后部為淺的二葉，每個葉上有淺、彎相互平行的抓痕，每組4～8條，交角130°～160°。

2.14 ?石針跡Skolithos ?Haldemann，1804

線形石針跡Skolithos linearis Haldemann，1804，如圖2（v）所示。

保存于紫紅色薄-中層粉砂巖層間，垂至層面且穿層保存。長約12 mm，頂端直徑較大，為3～4 cm，向下直徑減小，下端略細。無襯壁，充填物與圍巖不同，與上覆巖層相同，為被動充填。

2.15 ?托洛萬跡Torrowangea ?Webby，1970

托洛萬跡Torrowangea rosei Webby，1970，如圖2（h）所示。

化石保存于紫紅色粉砂巖下層面，直徑1 mm。化石表面具有橫環(huán)節(jié)，單節(jié)3～4 mm，節(jié)間距之間空隙長度不等，在0.5～0.8 mm，化石總長度15～20 mm。整個遺跡彎曲，呈環(huán)狀或纏結(jié)成網(wǎng)，遺跡化石整體彎曲且無回填構(gòu)造。

3 ? ?遺跡相分析與化石保存特征

遺跡相是指特定環(huán)境所具有的相對穩(wěn)定的、在時空上重復規(guī)律出現(xiàn)的生物遺跡組合[12]，基于饅頭組搜集的材料所鑒定的遺跡化石，將魯山饅頭組遺跡化石組合歸于Cruzinan遺跡相。該遺跡相遺跡的分異度及豐度高，產(chǎn)出居住跡、爬行跡、停息跡、覓食跡等。華北板塊西南緣的下湯辛集組、朱砂洞組和饅頭組屬于板塊抬升后，新一期的海進序列。寒武紀早期的辛集組為海侵初期的砂礫巖，朱砂洞組為濱-淺海白云巖，寒武紀中期的饅頭組為潮坪相碎屑巖（主）和碳酸鹽巖（次）沉積。饅頭期的碎屑巖礦物成熟度低，分選差，粒度粗，波痕、交錯層理、波狀層理等各種水動力作用標志常見，亦可見泥裂、雨痕、泄水構(gòu)造等暴漏結(jié)構(gòu)，指示該組沉積期的整體環(huán)境屬水動力較強的濱淺海沉積環(huán)境，陸源碎屑物供給充足，說明魯山地區(qū)周緣存在迅速抬升并受強烈剝蝕的古陸區(qū)[13-18]。

下湯剖面饅頭組二段遺跡化石賦存方式可劃分為兩種，第一種保存于薄-中層細砂巖或粉砂巖層面的爬痕以及潛穴類化石，且在單層層面上（發(fā)育為底跡或者頂跡），遺跡密集分布化石以P.montanus，P.striatus等潛穴類遺跡為主，其余層位遺跡化石產(chǎn)出稀少，保存于紫紅色泥巖泥質(zhì)粉砂之間。巖石淺-中階層皆產(chǎn)出大量潛穴且生物擾動量較高，原生沉積層理被生物擾動破壞。饅頭組動蕩的水體環(huán)境在大多數(shù)時間段生物豐度是偏低的，這些遺跡化石的造主多是分異度很低的機會種群，在相對很短的時間段，局部淺海域水動能偏弱時，它們能快速棲居、活動于海底表面，形成遺跡化石密集的薄層[19-21];第二種保存在泥巖泥質(zhì)粉砂巖層間或較淺的階層內(nèi)，隨著海平面的不斷升高，水動力條件逐漸減弱，海水中的泥質(zhì)顆粒開始沉降，微生物于基底表面形成藻席，富集大量營養(yǎng)物質(zhì)。此外，富氧的環(huán)境、適宜的溫度、正常的海水鹽度使得遷居于此的生物種類不斷增多，各種生物在基底上居住、爬行、覓食甚至游泳，于各個階層留下大量遺跡化石。

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