神农架茨介坪发现古杯礁

于深洋 梁宇

神农架茨介坪发现古杯礁

于深洋 梁宇

古杯动物(Archaeocyatha)，名副其实，古老、大多数具有杯状外形的动物。说起古老，可谓是显生宇最早的浅海底栖动物之一，是和三叶虫一起出现的，但这类动物的存在历史却很短命，它们只限于寒武纪早期，随着2次接踵而来的海洋缺氧事件，即森斯克事件和豪克湾事件的打击，它们就永远消失了，所以我们现在见到的只有多孔的钙质骨板组成直径、高度厘米级的化石，它们大多保存在石灰岩中。少数种类还可以是锥状、圆柱状、盘状、分枝状等，具外壁或由外壁及内壁组成的两个壁，内、外壁之间的空隙有放射状纵向排列的隔板及横向排列的横板等。内壁之内为中央腔，有时部分填有泡沫板。内、外壁及隔板、横板等均穿有小孔。推测与海绵动物亲缘关系最近，是底栖固着生活的（图1），但从未在古杯化石中发现海绵动物特有的骨针，所以有研究者推测古杯是独立进化出来的。已描述的古杯动物有300多个属，近1000个种。

图1.古杯动物骨骼构造示意图

湖北省在寒武纪天河板组的浅海灰岩、泥质条带灰岩、鲕状灰岩和泥灰岩之中最丰富的化石是三叶虫、腕足类、腹足类、软舌螺、单板类、软舌螺等，少数地方能发现古杯，最有名的是西陵峡公路边的古杯礁。作者在神农架茨林区介坪进行下古生界野外地质考察期间，为测定页岩气参数指标钻了2口勘探井（图2），我和陈清、孙宗元、倪超为了取岩芯样品和记录钻井进程，在工地度过了10余天。

神农架林区植被特别密，很难看到大片岩石出露，要想找到理想的采化石点实属不易。当地居民为了取天花板组薄层状灰岩做石材，在钻井附近开了一个采石场（图3），这挺难得的，

图2 为页岩气勘探而开钻的神茨1井。

图3 神茨1井附近的天河板组薄层灰岩，其中以核形石最常见

咱们几个同行抽空去碰碰运气，看能否发现一些好化石。

仅从采石场的露头剖面上看，没发现类似西陵峡公路边特有的、呈丘状隆起外形的古杯礁，这里的剖面和西陵峡的天河板组一样，灰岩层面上核形石特别丰富（图3）。核形石，就是钙质微生物纹层围绕一个小内核生长，像滚元宵一样，几十上百个纹层环绕起来，长成厘米级大小的碳酸钙圆球。看来这里的天河板组是一种浅海区高水动力条件下的核形石滩沉积环境。

在少量的薄层灰岩中也发现许多细分枝状的古杯化石，多被打碎后平躺在层面上（图4）。看来它们有点弱不禁风，在浅海区波浪频繁冲击下很难形成骨架礁。

有的薄层灰岩上还有钙质微生物形成的藻席纹层，泼上些水更能看得清楚（图5）。藻席纹层通常是长成穹窿状或圆柱状，被称为叠层石，我们在图5中看到的是一种起伏平缓的叠层石。

古杯礁的特征通常应该是厚层灰岩中出现的，这里能找到古杯礁吗？小路旁的几块厚层灰岩引起我们的兴趣，它们与采石场单层厚度几厘米的灰岩不一样，仔细看，表面还真有许多长柱状的古杯（图6），这肯定是古杯礁灰岩！密集的古杯能形成像现代珊瑚礁一样的抗浪骨架，能抗拒强风浪的冲蚀。但它们原地生长状态是咋样的？有多厚多宽？这是研究生物礁必须说明清楚的的几个参数指标啊，如何能测量呢。林区的植被太密了，而且是被严格保护的，不能像在别的剖面一样通过挖掘清理来获得这几个参数，我们几个人转了几次，也没能发现，看来我们这次深秋季节来考察的时间还是早了点，要找到古杯礁的核心部位，恐怕要等下次选择寒冬季节植被最凋零的时候了。

图4 分枝状的古杯化石

图5 起伏平缓的藻席纹层

图6 滚石表面上看到的长柱状古杯

现代的暖水浅海中有许多珊瑚礁，被称为是海洋生物多样性的基因库。地质历史上的生物礁远不止珊瑚礁，有的完全没有动物参加造礁，而是钙质微生物或钙藻类造礁，比如说天津蓟县特别著名的元古代叠层石。藻类、特别是钙质微生物造礁的实例现代还有，以澳大利亚大堡礁鲨鱼湾的叠层石最有名。最早的动物造礁者是埃迪卡拉纪的海绵，可惜目前只发现于西南海绵礁。显生宇最早的造礁动物是古杯，全球最古老的古杯礁仅限于西伯利亚地区，随后它们的生物地理区扩展到世界其他板块。可惜中国目前还没找到早期的古杯礁，天河板组的古杯礁已经是最晚的代表，是古杯礁的强弩之末了。非洲纳米比亚。尽管在中国贵州陡山沱组磷矿中就发现世界最古老的海绵化石，比纳米比亚海绵礁时代还要早，它们大小只有毫米级。遗憾的是到目前为止在中国还没发现这些海绵化石长成更大的抗浪骨架，形成和纳米比亚一样的