埃迪卡拉纪刺饰疑源类形态分类定量化研究

After the Neoproterozoic global glaciations, the Ediacaran Period marks a critical transition in the evolution of eukaryotes. Acanthomorphic acritarchs represent one of the major eukaryotic organisms in the early–middle Ediacaran ocean. With the accumulation of specimens and in-depth researches, concerns about the morphological classification of Ediacaran acanthomorphic acritarchs arose. For example, previous systematic work failed to explicitly demonstrate the inter-generic and inter-specific morphological variations and the taphonomic bias in different preservational modes. This outdated systematics significantly hampers our understanding to the composition and diversity of the fossil assemblages, as well as the biostratigraphic correlation of the Ediacaran successions from around the world. In this project, we propose to carry out a quantitative study on the morphological classification of the Ediacaran acanthomorphic acritarchs, especially those with biostratigraphic significance or long-debated systematic disagreements, by applying uni- and multivariate analyses of morphological characters to the published specimens. The analytical results will help to discuss the taphonomic bias in different preservational modes, and revise the present systematic treatments. Based on these discussions and revisions, this project aims to describe new acritarch specimens, reveal their composition and diversity in the Doushantuo Formation of South China, and further explore their biostratigraphic significance in the subdivision and correlation of the Ediacaran System.

新元古代全球性冰期之后的埃迪卡拉纪是真核生物辐射演化的关键时期。刺饰疑源类是埃迪卡拉纪早–中期海洋中最主要的真核生物类型。随着研究的深入和标本的积累，埃迪卡拉纪刺饰疑源类的形态分类系统暴露出越来越多的问题：过去的系统学工作难以很好地控制属间、种间和保存方式之间的差异，严重影响到对全球不同地区刺饰疑源类组合面貌和多样性的评价以及不同地区埃迪卡拉纪地层的对比。本研究拟针对部分具有重要地层学意义或系统分类争议较多的化石类型，全面收集已发表的标本，提取它们可量化的形态性状信息，使用单/多变量统计方法定量分析它们的形态特征。根据统计结果讨论保存方式对化石观察和鉴定的影响，并修订完善当前的形态分类系统。以此为基础，观察并鉴定华南埃迪卡拉系陡山沱组刺饰疑源类标本，结合过去发表的资料分析陡山沱组刺饰疑源类的组成面貌和多样性，并探讨埃迪卡拉纪早–中期微体真核生物的演化规律及其生物地层学潜力。

基于来自湖北宜昌、湖南张家界和常德地区的化石材料，以及从西伯利亚、东欧地台和澳大利亚已发表刺饰疑源类图片中提取的形态学信息，本项目对埃迪卡拉纪刺饰疑源类的形态分类系统及其在陡山沱组划分对比中的作用开展了深入研究。通过对刺饰疑源类形态特征的定量分析，本研究共识别出陡山沱组刺饰疑源类27属70种（含9新种），及12个新的形态类型，修改了Appendisphaera heliaca和Weissiella cf. W. grandistella的分类位置，修订了W. brevis的种征，详细讨论和厘定了Appendisphaera三个华南常见种的鉴定特征和已发表标本，并对过去报道的陡山沱组刺饰疑源类标本进行了全面梳理和厘定。在这些系统学工作的基础上，本项目详细收集和分析了陡山沱组刺饰疑源类的地层延限、古地理分布，以及演化模式，提出陡山沱组刺饰疑源类的组成面貌特征自下而上连续变化，且一些变化过程在不同相区具有一致性。以这些化石组成变化特征为基础，本项目将台地边缘相区陡山沱组上部发育具极负碳同位素值的方解石囊团的碳酸盐岩段大致对比于三峡地区陡山沱组三段，即认为台地边缘相区陡山沱组上部不存在显著地层缺失。此外，本项目还开展了对酸浸解燧石结核获取的硅化疑源类标本的组成和结构测试及埋藏学讨论，并对一些与刺饰疑源类共同保存在燧石结核中的其他化石类型展开了深入研究。上述进展对埃迪卡拉纪刺饰疑源类的系统分类、埋藏过程、演化模式以及生物地层学应用都提出了新的认识，同时进一步支持了陡山沱组刺饰疑源类在埃迪卡拉系划分对比研究中的重要作用。