滇中祿勸地區下寒武統筇竹寺組化石的發現及其意義

關鍵詞 澄江生物群；骨骼化石；下寒武統；筇竹寺組；祿勸地區

第一作者簡介 劉軍平，男，1983年出生，博士研究生，正高級工程師，早期生命演化及前寒武紀地層，E-mail： 271090834@qq.com

通信作者 宛勝，男，高級工程師，區域地質與礦產地質調查，E-mail： 214879248@qq.com

中圖分類號 Q915.2 文獻標志碼 A

0 引言

眾所周知，澄江生物群產于云南下寒武統筇竹寺組玉案山段粉砂質頁巖，是距今5.3億年前古生物化石群，目前發現了40多個門類的80余種動物，是地球早期生物復蘇重要的研究對象[1?8]，目前僅澄江一帶下寒武統筇竹寺組化石研究較為系統詳細，研究成果較為豐富，但澄江外圍研究程度較低，甚至沒有發現與澄江生物群可對比的產地。由此，新發現或發掘下寒武統筇竹寺組化石產地對進一步研究地球早期生物演化、古環境有重要意義。

2019年以來，筆者等對云南祿勸大新山—普德地區下寒武統筇竹寺組黑色巖系中化石、關鍵戰略性礦產進行了調查評價①②。精細剖面顯示，祿勸大新山地區下寒武統筇竹寺組石巖頭段下黑層深灰色粉砂質頁巖發現大量似“澄江生物群”的宏體生物化石，但較“澄江生物群”賦存層位低。本次的發現有助于：（1）厘清早寒武世生物活動的規律、范圍及復蘇；（2）豐富早寒武世生物化石庫；（3）有望在云南祿勸地區建立第二個寒武紀化石群（大新山—普德生物群）具有較好的科普及地層學意義。

2 研究方法

本次采用1∶1 000地質剖面測量、薄片和化石鑒定、電子探針、XRF分析及能譜分析等方法對化石層位野外宏觀地質特征、微觀特征進行了詳細研究。

薄片鑒定在國土資源部昆明礦產資源監督檢測中心實驗室完成；電子探針、掃描電鏡及能譜分析在武漢上譜分析科技有限公司；XRF分析在北京桔燈地球物理勘探股份有限公司完成；化石鑒定由昆明理工大學古生物化石鑒定研究中心完成。

3 化石組合

3.1大新山地區化石特征

本次在祿勸大新山地區（圖1b-x）下寒武統筇竹寺組石巖頭段下黑層深灰色粉砂質頁巖中采獲化石共計134 件，其中朵氏小昆明蟲（Kunmingelladouvillei）50件、蟲跡（未定種）2件、錐管螺（Conothecasp.）8件、帽天山蟲（Maotianshania sp.）10件、澄江顧脫貝（Kutorgina" chengjiangensis） 6 件、鰓蝦（Branchiocaris sp.）15件、古蟲（Vetulicola sp.）10件、始萊德利基蟲（Eoredlichia sp.）30件及豆芽類化石（未知種）2件；大新山地區生物化石群以朵氏小昆明蟲、始萊德利基蟲、鰓蝦為主，次為古蟲、帽天山蟲、錐管螺、澄江顧脫貝，蟲跡及豆芽類化石較為稀少。化石具體數量占比圖見圖2。化石特征描述如下。

1） 朵氏小昆明蟲（Kunmingella douvillei）

形態描述：雙瓣殼由等稱左右兩瓣構成（圖3b）。殼的邊緣具折邊，前端具圓的脊狀突起，后端為一傾斜的脊狀突起；其他軟軀體特征未保存。根據該標本殼邊緣具折邊、前端具圓的脊狀突起，后端為一斜走的脊狀突起等典型特征，可判斷為朵氏小昆明蟲。

生態分析：通常表底棲生活，具有強的游泳能力，可以在寒武紀海洋中自由自在地生活。

2） 蟲跡（未定種）

形態描述：類似曲形跡，表面光滑、中間可見中槽，兩側對稱（圖3c）。

生態分析：應為內生底棲生物的爬行跡，分布于淺水環境，有待于進一步分析鑒定。

3） 錐管螺（Conotheca sp.）

形態描述：化石為實體化石，殼體為直錐形，保存的殼長為18 mm，殼體細長，殼面光滑，橫截面圓形，殼口平，殼表具有微弱橫向紋飾，其生長角度在5°左右。該殼體屬于錐管螺屬的典型特征，但口蓋等特征不詳，故定為錐管螺未定種（圖3d）。

生態分析：所有的軟舌螺都為海相化石，除了超鹽性的、白云質的和生物礁相的沉積巖以外其他任何寒武紀至二疊紀的海相地層都有可能存在。

4） 帽天山蟲（Maotianshania sp.）

形態描述：化石手標本為一塊黃綠色泥巖，可見一管狀化石，兩邊具有鐵錳化的樹枝石（假化石）。化石呈圓柱狀，保存不完整，可見部分長約16 mm，寬約1 mm，身體明顯分為吻和軀干兩部分。但因保存欠佳，腸道、吻刺和體表紋飾等特征不清楚。體表具有微弱的環紋和黑色的腸道貫穿身體中部（圖3e）。依據身體結構及紋飾等特征初步判斷為帽天山蟲Maotianshania sp.。

生態分析：生活在5.3億年前寒武紀早期的淺海中，是澄江生物群中常見的代表之一。

5） 澄江顧脫貝（Kutorgina chengjiangensis）

形態描述：化石可見殼體及特異保存的肉莖結構，可見為典型的腕足動物。殼體較大，最大寬度位于殼體中央，殼寬約2.5cm，殼長約2.2cm，近圓形，前緣直邊，殼面表面紋飾保存欠佳，邊緣依稀可見同心狀紋飾。肉莖較粗壯且向外拉長延伸（圖3f）。其余內部特征不詳。

對比分析：該標本雖然未能保存典型的同層狀紋飾，但近圓形的殼體形態、同心狀紋飾和肉莖等特征可判斷為澄江顧脫貝。

生態分析：生活在5.3億年前寒武紀早期的淺海中，是澄江生物群的代表之一。

6） 鰓蝦（Branchiocaris sp.）形態描述：化石手標本為灰黑色的粉砂巖，化石長約為7 cm，近橢圓形的甲殼（圖3g），直的背鉸合線，殼表面光滑，邊緣有狹窄的邊緣。該標本是典型具雙殼的甲殼類化石的甲殼，覆蓋了頭部的大部分和身體的前部，部分延伸到動物的側面。其余軟體特征不詳，但是殼體表面具有明顯的蟲跡。經對比，該標本的甲殼大小、光滑的外表面及形態等特征可以判斷鰓蝦類的甲殼，但其余軟軀體及附肢特征不詳，盡可判斷為鰓蝦未定種。

生態分析：海生底棲生物，在海底上方游泳，可能食泥沙或碎屑。

7） 古蟲（Vetulicola sp.）

形態描述：化石手標本為灰黑色的粉砂巖，化石長為3.0 cm，寬為1.5 cm。化石前體兩側對稱，為閉合的雙殼，外形為亞長方形，前面較尖，后面方鈍，后體未保存，僅可見三對鰓囊，不分節（圖3h，i）。黃色箭頭指示鰓囊。

對比分析：古蟲屬不同于圓口蟲屬在于后者的前體呈次橢圓形，前端具同心線紋和放射紋交叉組成的網格狀構造，后體呈圓柱狀；不同于俞元蟲屬（在于后者個體較大，前體呈長橢圓形背邊緣后端不具三角形鰭狀物，后體為圓柱狀；不同于異形蟲屬在于后者的前體呈錐形，三角形鰭狀物位于背后端后體呈圓柱形分節較多。

生態分析：海生動物，游泳。

8） 豆芽類化石（未知種）

形態描述：該標本具有明顯的莖部和前端傘狀結構（圖3j），莖部始部具有明顯的膨大，似豆芽狀，值得進一步研究。屬種未知，待定種。

9） 始萊德利基蟲（Eoredlichia sp.）

形態描述：為三葉蟲的化石，可見清晰的眼葉，眼葉后端遠離頭鞍，面線前支與中軸夾角小于45°，因此可以判定為始萊德利基蟲（圖3k）。

生態分析：通常與珊瑚、海百合、腕足動物和頭足動物共生，到目前為止僅僅在海相地層中發現，因此三葉蟲基本是屬于淺海底棲生物，具備一定的游泳功能。

3.2普德地區化石特征

本次在普德地區（圖1b）下寒武統筇竹寺組石巖頭段下黑層深灰色粉砂質頁巖（圖4a）新發現疑似骨骼生物化石（圖4b），化石呈似骨骼狀，長約1 cm，寬約0.5 cm，兩頭較大，中間相對小，呈橢圓柱狀。XRF掃描分析顯示（圖4c～n），化石含較高濃度的Ca、Cr、P，與圍巖成分明顯不同（Fe、S、Ti），Ca、P是骨骼化石主要組成元素，如果證實為生物骨骼化石，對早期生物演化有著重要意義，值得進一步發掘及研究。

4 研究結果及討論

4.1對早期生命復蘇的指示意義

依托云南省古生物化石開發保護調查項目，在云南祿勸大新山—普德一帶下寒武統筇竹寺組石巖頭段下黑層深灰色粉砂質頁巖發現兩處研究價值較高的化石產地。化石保存較完整，個體較大，且較為豐富，化石賦存層位距下伏漁戶村組大海段白云巖約45 m，說明滇中祿勸一帶早期生命復蘇比澄江一帶早，這一結果與本次在筇竹寺組石巖頭段下黑層發現宏體化石較為一致，而澄江一帶筇竹寺組玉案山段才出現宏體化石，也就是舉世聞名的“澄江生物群”。本次發現的化石大部分與“澄江生物群”極為相似，祿勸大新山化石類型主要有朵氏小昆明蟲（Kunmingella douvillei）、蟲跡（未定種）、錐管螺（Conotheca sp.）、帽天山蟲（Maotianshania sp.）、澄江顧脫貝（Kutorgina chengjiangensis）、鰓蝦（Branchiocaris sp.）、古蟲（Vetulicola sp.）、始萊德利基蟲（Eoredlichia sp.）及豆芽類化石（未知種）。但在普德一帶同一層位新發現疑似骨骼？生物化石，XRF掃描顯示，化石含較高濃度的Ca、Cr、P，與圍巖成分明顯不同（Fe、S、Ti），Ca、P是骨骼化石主要組成元素。大新山—普德一帶化石不僅保存完整、較為豐富，個體較大、種類多樣，賦存層位露頭好，交通便利，且化石層位較“澄江生物群”賦存層位低，具有較好的研究意義，也有望在云南祿勸地區建立第二個早寒武世生物群（大新山—普德生物群）。本次發現為研究早寒武世生物活動規律、范圍、復蘇、古環境演化及地層區域對比提供了重要的古生物化石研究素材。

早寒武世澄江生物群的物種非常豐富，現已發現250多個物種，涵蓋近十幾個動物門，不僅包括最早的軟體動物、藻類，還包括最早的魚、脊椎動物等，如海口魚、奇蝦[21?28]。本次在祿勸普德下寒武統筇竹寺組石巖頭段深灰色粉砂質頁巖發現疑似骨骼化石碎片，是否與澄江生物群奇蝦等門類有同緣性，值得進一步研究。但本次的發現為進一步研究早期生命起源和發現早寒武世新的化石產地，新化石種類提供了重要的研究材料及線索，不僅展現了動物多樣性起源的突發性，更為重要的是展示了寒武紀時期地球生命的多姿多彩。

4.2對當地旅游開發及科普教學的意義

科普工作是指將科學知識傳遞給大眾，提高公眾科學素質的工作[27?31]。它的重要意義不僅在于促進科技進步，也在于推動社會和諧發展，是我們地質工作者的初心所在。本次發現的兩處化石點，距離祿勸縣60 km，不僅交通方便，化石肉眼可見、種類多樣，且距離著名的馬鹿塘杜鵑花景區僅10 km[32?33]（每年4—5月，當地野生杜鵑花海進入盛花期，是一年一度昆明周邊欣賞大規模野生杜鵑花的最佳地點），為祿勸地區旅游開發提供了重要場地，也為當地科普教學提供了寶貴材料。

5 結論

（1） 云南祿勸大新山一帶下寒武統筇竹寺組石巖頭段黑層深灰色粉砂質頁巖發現的豐富宏體生物化石較“澄江生物群”賦存層位低。大新山化石類型主要有朵氏小昆明蟲（Kunmingella douvillei）、蟲跡（未定種）、錐管螺（Conotheca sp.）、帽天山蟲（Maotianshania sp.）、澄江顧脫貝（Kutorginachengjiangensis）、鰓蝦（Branchiocaris sp.）、古蟲（Vetulicola sp.）、始萊德利基蟲（Eoredlichia sp.）及豆芽類化石（未知種）。

（2） 云南祿勸普德一帶同一層位新發現疑似骨骼生物化石，該化石含較高濃度的Ca、Cr、P，與圍巖成分明顯不同（Fe、S、Ti），值得進一步發掘及研究。

（3） 云南祿勸大新山—普德一帶化石不僅保存完整，賦存層位露頭好，交通便利，具有較好的研究意義和科普價值，有望在云南祿勸地區建立第二個寒武紀化石群（大新山—普德生物群）。

致謝 吉林大學客座教授黃大一老師提供了XRF 掃描照片，野外得到了云南省地質調查局李靜正高級工程師、孫載波正高級工程師的幫助，審稿專家提出了寶貴的修改意見。在此一并表示衷心感謝。