黔北下奥陶统红花园组中微体化石Nuia的研究

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Nuia是早奥陶世备受争议的一种疑难钙化微体化石,其分类位置长期以来因内部构造常被成岩作用破坏而未得到解决。本文在薄片镜下观察的基础上,结合拉曼光谱和扫描电镜分析技术,对黔北桐梓地区下奥陶统红花园组生物礁中的Nuia化石进行形态解剖分析并探讨其钙化机制。研究结果显示,Nuia由发射状丝状体(filaments)聚集而成的胶群体(colony)以及外围的钙化外鞘(calcified encrustation)组成,丝状体基部往往有异形胞和(或)厚壁孢子聚集成暗色的中央区。本文认为Nuia应为念珠藻目胶须藻科(Rivulariaceae,Nostocales)的早期化石代表。通过类比现生胶须藻科的钙化类型,Nuia可能具有比较复杂的钙化机制:原植体通过二氧化碳聚集机制(carbon dioxide concentrating mechanisms,CCMs)进行光合作用的过程中,碳酸盐颗粒首先在原始丝状体的基部胶鞘内沉淀形成黑色的中央区;随着藻丝的生长和假分枝的出现,丝状体的相应位置可形成反映季节变化的钙化带,显示为特殊的分层现象;藻丝生长停止后,藻体表面形成一层公共胶鞘,并经浸染作用和(或)结壳作用形成钙化外鞘;丝状体在早期成岩阶段受到重结晶作用而被交代为方解石纤维。此外,Nuia的中央区和公共胶鞘可能有细胞降解残留的有机大分子,限制了矿物晶体的快速生长,钙化过程中只形成细小的方解石矿物,因而在薄片中呈现出比围岩和钙化丝状体更深的颜色。红花园组的Nuia通过特殊的钙化机制形成生存所需的生物骨架,以自身矿化作用以及粘结、捕获方解石颗粒的作用参与生物礁的建造,这种生物沉积作用对于探讨早期微生物矿化与古环境、古气候的变化关系有重要意义。
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