英国萨默塞特Holwell地区Rhaetian期海王岩脉微体脊椎动物群研究：裂隙沉积年代学新证据

为解决布里斯托及南威尔士地区三叠纪裂隙沉积年代争议（Carnian期或Rhaetian期，相差3000万年），研究人员对萨默塞特Holwell海王岩脉中的微体脊椎动物群开展系统研究。通过分析3000余件标本（包括典型西伯利亚组Westbury Formation鱼类及陆生鳞龙类），结合地层学证据，首次确认该裂隙填充物及所含哺乳动物化石均属Rhaetian期，为区域地层对比和古岛屿生态系统研究提供关键依据。

　　

在古生物学和地质学领域，布里斯托及南威尔士地区的三叠纪裂隙沉积一直存在年代学争议。这些裂隙中保存的化石记录对理解晚三叠世生物演化和古环境变迁至关重要，但关于其确切地质年代——究竟是卡尼阶（Carnian）还是瑞替阶（Rhaetian）——学术界存在长达30Ma（百万年）的巨大分歧。这种分歧直接影响对欧洲晚三叠世生物灭绝事件、古地理重建等重大科学问题的解读。

位于萨默塞特Holwell的裂隙沉积因其特殊地质背景成为解决这一争议的关键。该区域位于门迪普古岛（Mendip Palaeoisland）海岸带，紧邻层状瑞替阶海相沉积，为建立精确年代框架提供了独特条件。自19世纪50年代发现以来，Holwell裂隙以产出首批报道的中生代哺乳动物和多种模式鲨鱼物种（如Duffinselache holwellensis、Pseudocetorhinus pickfordi）而闻名，但其完整动物群组成和地层意义长期未获系统研究。

针对这一科学问题，由布里斯托大学领衔的研究团队对Holwell海王岩脉（neptunian dyke）中的微体脊椎动物群开展深入研究。这种特殊裂隙形成于海底构造活动，其填充物与围岩形成时代相同，能准确反映当时的海岸带环境。研究人员通过分析两个采样点（HDi历史样本和BU2019新样本）的3000余件可鉴定标本，结合定量统计和地层对比，相关成果发表在《Proceedings of the Geologists' Association》。

研究采用的关键技术包括：1）裂隙沉积物的酸处理筛选法提取微体化石；2）基于形态学的脊椎动物牙齿分类鉴定（重点分析Lissodus minimus等指示物种）；3）通过Spearman等级相关性检验比较不同遗址动物群组成相似性；4）结合沉积学分析确定海王岩脉的三阶段填充过程。样本来源于Holwell采石场的Coleman's Quarry裂隙系统，与邻近Marston Road西伯利亚组剖面进行对比。

【3. Geological setting】
研究区域位于门迪普古岛西南缘海岸带，裂隙填充物包含三个明显岩相：第一阶段为灰色灰岩，第二阶段为含磷酸盐的蓝灰色微晶灰岩（主要化石层），第三阶段为橙色粉砂岩。这种多阶段填充特征与海底断层活动导致的沉积物注入机制吻合。地理上，该裂隙与400米外的典型西伯利亚组海相骨床处于同一古海岸线位置，为混合海陆动物群的形成提供理想条件。

【5. Systematic palaeontology】
动物群分析揭示典型瑞替期海洋生物组合：
• 软骨鱼类以Lissodus minimus（占鉴定标本78.6%）为主导，伴生Synechodus rhaeticus（12.6%）等6种鲨类；
• 硬骨鱼类以Gyrolepis albertii和Severnichthys acuminatus为代表；
• 陆生动物包括鳞龙类（Diphydontosaurus、Clevosaurus）和哺乳形类（Haramiyid）。特别重要的是发现Rhomphaiodon minor与丰富S. rhaeticus的组合，指示该沉积对应于西伯利亚组上部而非底部。

【6. Discussion】
通过对比区域骨床动物群组成，研究发现Holwell裂隙与Marston Road西伯利亚组剖面具有显著统计相关性（r>0.9），但L. minimus异常高占比（78.6% vs 区域平均37-61%）和S. rhaeticus较高比例（10-12% vs <1%）表明其对应于西伯利亚组上部。陆生动物化石的保存状态与海生类群一致，排除了再沉积可能性。

研究最重要的结论是确证Holwell裂隙填充物及所含哺乳动物化石的瑞替期年代，解决了长期存在的地层争议。这为理解英国三叠纪裂隙沉积的异时性问题提供关键锚点：虽然裂隙形成可能始于卡尼期，但主要化石填充发生在瑞替期海侵阶段。该发现同时支持"岛屿生态系统"假说，表明门迪普古岛在瑞替期仍存在独特的陆生动物群落。

从方法论看，研究首次将海王岩脉这种特殊地质体作为精确年代标尺，为类似混合海陆相沉积的年代学研究建立新范式。在古生物地理层面，Holwell动物群与德国、阿尔卑斯地区瑞替期动物群的相似性，为重建泛欧生物扩散路径提供重要证据。这些发现对理解晚三叠世生物更替与古地理变迁的耦合关系具有深远意义。