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遗迹学(Ichnology)是一门新兴的边缘学科,它介于生物学、古生物学、地史学、沉积学和岩相古地理学等学科之间,是这些学科发展的产物,同时又为它们提供非常有价值的地质学和古生物学信息。
华南泥盆纪的遗迹化石发育良好,研究程度高。为本课题研究提供了丰富的材料。尽管该地区遗迹化石的研究在遗迹组构分析和单个属种遗迹化石演化以及绝灭事件前后遗迹化石演化特征的研究方面都取得了较大进展。但前人多把遗迹化石研究作为环境讨论的一种方法,在遗迹化石的古生物学、遗迹组构和遗迹相和古氧相等方面的研究还很薄弱。本文以前人的资料为基础,主要对广西横县六景剖面、桂林杨堤剖面、贵州独山大河口剖面、贵阳乌当剖面采集的遗迹化石进行属种描述、古氧相及遗迹相分析,从垂向上探讨遗迹组合或遗迹相与沉积环境的关系,再结合其他剖面上遗迹化石在空间上的分布特征对华南泥盆纪的遗迹相分布进行了讨论,以遗迹化石为媒介对海相烃源岩形成的沉积条件和早期成岩条件研究方面进行了有益的探讨。
本文总结了前人在华南13个地区泥盆纪的遗迹化石资料,并在此基础上系统描述遗迹化石16个遗迹属,17个遗迹种,广西横县六景剖面早泥盆世那高岭组新发现7个遗迹属、贵阳乌当中晚泥盆世高坡场组9个遗迹属、桂林杨堤剖面中信都组和晚泥盆世榴江组发现6个遗迹属、贵州独山半坡剖面早泥盆世舒家坪组3个遗迹属,新发现和研究了1个新遗迹属和2个新遗迹种。另外在桂林杨堤剖面和贵州独山半坡剖面首次发现并描述了Circulichnis、Rossellia等2个遗迹。在前人研究的基础上重新分析了广西六景剖面和贵州独山剖面的遗迹组构和遗迹相分布,首次系统研究了桂林杨堤剖面和贵阳乌当剖面中晚泥盆世的遗迹化石,依据遗迹化石组合论证遗迹相。笔者对华南泥盆纪8个沉积区Cruziana遗迹相Chondrites做了寄主岩系颜色分级、遗迹组构、潜穴直径、遗迹属种统计,发现,寄主地层为深灰色-黑色岩性为灰岩和泥灰岩、潜穴直径小于1mm、无其他遗迹化石共生时,才能认为Chondrites是在贫氧或缺氧环境中形成的。
沉积环境既控制有机质丰度,又影响有机质质量,是控制海相烃源岩发育和分布的最重要因素。遗迹化石是某种条件下生物行为习性的直接证据,是沉积环境、早期成岩环境的灵敏指示者。在有机质沉积阶段,浅阶层的遗迹化石组合特征可以反映水体深度、沉积速率、底层水的含氧量、基底性质以及水体的水动力条件,控制沉积有机质发育和富集的关键变量都可通过遗迹化石组合、丰度、分异度、潜穴直径大小、与层面的接触关系得到很好的反映。在早期成岩阶段,依据浅阶层的生物扰动与硝酸盐还原以及遗迹化石Zoophycos与硫酸盐还原研究成果,发现遗迹化石的阶层分布与有机质早期成岩的分带现象有明显对应关系。为分析生物潜穴深度对氧化还原分带的影响,以及不同遗迹阶层的遗迹化石的直径和丰度等对NH4+和SO42+浓度和反应速率研究提供了新的思路。