豫西寒武系馒头组固底遗迹化石及底质特征

The blank ecological domains were gradually colonized by different categories of metazoan in the aftermath of Cambrian Explosion. The firmground is widespread in Cambrian because of the limited extent and depth of bioturbation in the virtual absence of a mixed layer. This kind of substrate can provides a good condition for the preservation of trace fossils and biogliphs. The integrated preservation and fine details of the firmground trace fossils are the ideal materials for us to analyze the relationship between metazoa and sedimentary environments. This project takes firmground trace fossils from the Cambrian Mantou Formation of western Henan as the research objects to focused on the morphological characteristics and substrate controlling factors of firmground trace fossils including trails and trackways of trilobite, to recognize tracemaker’s behavior and living paleoenvironments, and to uncover the characteristics of intertidal trophic web. This study not only enriches the research of firm-controling ichnology, but also provides evidences for the ethological evolution and ecological space expansion of Cambrian benthic metazoa, reflecting the “Cambrian Substrate Revolution” and its interactive relationship with tracemakers of metazoa.

寒武纪大爆发之后,各门类后生动物开始了向空白生态域的殖居。由于后生动物对沉积物的混合能力较低且普遍不发育混合层，寒武纪存在着大量的固底底质。这类底质对遗迹化石和生物印痕的细节保存非常有利，保存完整性和保真度非常高，这为我们研究寒武纪后生动物与环境之间的关系提供了理想的素材。本项目以豫西寒武系馒头组固底遗迹化石为研究对象，通过分析三叶虫抓痕、爬痕类等固底遗迹化石所表现出来的精细形态特征和底质控制因素，来更精确地识别其造迹生物行为习性和生存环境特征，揭示基于寒武纪固底遗迹化石的潮间带营养网特征。本研究不仅丰富了固底控制遗迹学的研究内容，还为寒武纪底栖动物的行为习性演化以及生态空间扩张提供了依据，能够反映寒武纪底质革命及其与造迹后生动物的相互作用关系。

本项目选择了豫西登封、渑池和鲁山地区寒武系馒头组良好露头作为代表性剖面进行详细的实测及描述，主要研究了豫西寒武系馒头组遗迹化石的组成、形态特征、造迹过程、遗迹组构类型及成因、底质特征及遗迹化石所反映的营养网特征。主要取得了以下6个方面的成果：（1）在豫西馒头组识别出遗迹化石21属29种，包括7个未定种，结合固底遗迹化石的保存特征，在豫西寒武系馒头组碎屑岩中识别出固底控制的遗迹化石11属15种；（2）在登封馒头组二段下部识别出特殊的固底底质：皱饰构造与微生物席裂构造2 种微生物成因沉积构造，并发现了皱饰构造与遗迹化石的共生现象；（3）对皱饰构造与遗迹化石的共生关系进行了分类，建立了席上足辙迹( Monomorphichnus henanensis) 与牧食迹 ( Jinningichnus badaowanensis) 、席下水平漫游迹 ( Planolites montanus) 、 席下泥岩中生物扰动共 3 种微生物席与后生动物的共生模式；（4）建立了寒武系苗岭统馒头组微生物席与后生动物共生生态演化模型。上述研究表明，具有特殊环境耐受性的 “机会主义”动物在食物来源较为宽松的潮坪环境中与微生物席共存，这种微生物席与后生动物短暂而“和谐”的共存关系不仅延续了埃迪卡拉纪双方的部分共生特征，且在以混合底为主导的显生宙生态环境中得到了进一步变化与发展。海洋生物在潮间带的殖居，反应了寒武纪潮间带环境是极适宜三叶虫等节肢动物的繁殖及生活场所，显示了寒武纪馒头期底栖生物探求更广阔生态空间的趋势。