扬子西南缘古元古界亮山组圆盘状化石的发现及其环境意义

2022-02-19刘军平赵江泰孙载波莫雄孙志明曾文涛

地质论评 2022年1期

刘军平，赵江泰，孙载波，莫雄，孙志明，曾文涛

1) 云南省地质调查院，昆明，650216；2) 中国地质大学地球科学与资源学院，北京，100083；3) 自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室，昆明，650051；4) 中国地质调查局成都地质调查中心，成都，610081

内容提要: 通过1∶5万区域地质调查研究，首次在滇中易门地区古元古界易门群亮山组发现圆盘状宏体化石，进一步丰富了滇中古元古代早期宏体化石群种类，为扬子西南缘前寒武纪地层大区域对比提供古生物依据。本次的初步报道为从不同角度探索距今2.8～0.8 Ga的地球早期发展、演化历史开启了新窗口；对地球早期的环境演化与生命进化的研究具有重要价值，值得进一步发掘研究。

滇中地区是研究扬子西南缘前寒武纪地层时代、层序和构造格架的重要场所，也是基底岩系发育较完整区域。近期云南1∶5万撒马基幅等四幅区调项目❶及《云南省区域地质志》(第二版，修编)项目综合了元江撮科、易门铜厂、东川因民等地的最新野外地质资料、同位素年代学资料后新厘定出一套古元古界易门群；该群由老至新又细分为6个组级单元，包括阿不都组、罗洼垤组、亮山组、永靖哨组、西山村组、杉木箐组；这套地层记录了地球发展演化早期的一系列重大地质事件，如古元古代早期的休伦冰期事件、古元古代简单多细胞生物的出现、狭义的Lomagundi碳同位素正漂移事件、富氧大气崩溃后的缺氧富硒沉积(陈衍景等，1996；Bekker et al.，2006，2008；Mastera et al.，2010；赵振华，2010；杨凡燕等，2015；刘军平等，2018a，2019，2021a，b；李静等，2018a，b)。

随着滇中地区1∶5万区域地质调查项目❷及云南省古生物化石开发保护调查项目的开展，云南易门地区相继报道了古元古代多细胞真核生物、藻类化石(刘军平等，2018a，2019；李静等，2018b)。本文在云南易门地区铜厂一带古元古界亮山组(图1b)发现大量圆盘状疑似化石(图2)，进一步丰富了该区域宏体化石群种类，为前寒武纪地层大区域对比提供了古生物依据。

1 区域背景

研究区位于滇中易门地区，位于扬子克拉通区(Ⅵ)之上扬子古陆块(Ⅵ-2)的楚雄陆内盆地(Ⅵ-2-12)和康滇基底断隆带(Ⅵ-2-11)二个三级构造单元的接壤地段，地层区划隶属华南地层大区扬子地层区(Ⅵ4)康滇地层分区(Ⅵ42)之楚雄地层小区(Ⅵ42-1)和昆明地层小区(Ⅵ42-2)的结合部(图1b)。研究区出露地层为太古宇、古元古界地层(图1)。

图1 华南板块前寒武纪岩体空间分布图(a) (据Cawood,2017修改)及滇中地区地质简图(b) (据Zhao Xinfu et al.,2010;尹福光等，2012修改)Fig. 1 Simplified geologic map showing the distribution of Precambrian rocks in the South China Block (a) (modified after Cawood, 2017) and simplified geological map of central Yunnan (b) (modified after Zhao Xinfu et al., 2010; Yin Fuguang et al., 2012&)

滇中地区古元古界易门群各组获得较多同位素年龄，以古元古界阿不都组、罗洼垤组、亮山组、杉木箐组火山岩、火山碎屑岩为研究对象(图3)，其中阿不都组英安岩夹层获得2407±17 Ma锆石U-Pb年龄(李静等，2018a；刘军平等，2020a，b)；罗洼垤组凝灰岩、英安质凝灰岩夹层分别获得2186±20 Ma、2252±14 Ma锆石U-Pb年龄(刘军平等，2021b)；亮山组钙质粉砂质凝灰岩夹层获得2175±31 Ma锆石U-Pb年龄(李静等，2018b)；西山村组后期分异热液石英脉获得2041±16 Ma 的锆石U-Pb年龄(刘军平等，2021a)；杉木箐组石英晶屑凝灰岩夹层获得1860±25 Ma锆石U-Pb年龄(刘军平等，2018a)，由此表明滇中地区易门群为形成于1.85～2.35 Ga的连续沉积充填序列，是扬子陆块基底岩系的重要组成部分。

2 研究方法

本次采用1∶500地质剖面测量、电子探针、电镜扫描、能谱分析、化石鉴定等方法对化石及其赋存层位野外宏观地质特征、微观特征进行了研究。电子探针、扫描电镜及能谱分析主要在国土资源部昆明矿产资源监督检测中心实验室和湖北省地质实验室测试中心重点实验室完成。

电子探针用来分析薄片中矿物微区的化学组成，测试仪器为Electron Microprobe，仪器将高度聚焦的电子束聚焦在矿物上，激发组成矿物元素的特征X射线，用分光器或检波器测定荧光X射线的波长，并将其强度与标准样品对比，或根据不同强度校正直接计数出组分含量。扫描电镜是利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的；仪器为蔡司EVO18，尽可能使样品的表面结构保存好，没有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。能谱分析是用来对样品微区成分元素种类与含量分析，配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜的使用，能谱仪为布鲁克XFlash6100，工作距离：13 mm，加速电压：20 kV，电流：500 pA。

图2 滇中易门地区古元古代化石露头(a)、化石照片(b—d)、电镜扫描元素分布图(f) 及意大利撒丁岛圣维托组水母化石(e)Fig. 2 The outcrop (a), photos (b—d), electron microscope scanning element distribution map (f) of the Paleoproterozoic fossils in Yimen area, central Yunnan, and jellyfish fossils (e) in the San Vito Formation in Sardinia Island, Italy

3 结果和讨论

本次研究的圆盘状化石精细剖面位于云南易门县铜厂一带，部面露头出露较连续，地层柱从老到新为古元古界罗垤洼组、亮山组、永靖哨组、西山村组及杉木箐组(图3)。其中亮山组岩性为灰黑、深灰色薄层泥岩、粉砂岩、硅质泥岩夹白云岩、钙质粉砂质凝灰岩、细砂岩，以发育大量竹节状、柱状、豆状、微体丝状、蝌蚪状、圆盘状宏体化石为特征，沉积时代为2.18～ 2.10 Ga(刘军平等，2018a，2019，2021a,b；李静等，2018a，2018b)，岩石轻微变质，见板理构造。

本次在亮山组中发现大量圆盘状化石分布在板理化泥岩层面上(图2b—d)，露头上发现4层相间分布的含化石板理化泥岩，化石随机分布在层面上，呈圆形白膜保存，直径5～8 mm，边缘风化呈粗糙状，内部可见放射状不规则枝纹(图2c—d)，这些特征与某些沉积构造或其他非生物成因构造等现象有着明显的差异，与撒丁岛萨拉布斯地区圣维托组水母状印痕化石形态较为(图2e)相似(邢裕盛等，1985；王约等，2004；唐烽等，2007)；对化石进行扫描电镜、能谱分析结果表明，化石保存成分以高岭石为主，见少量残留有机质(图2f)，可能为碳质宏体化石的水解产物，与围岩成分有明显差别。化石后续的深入发掘采集和研究对比正在进行中。