埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的共同演化:来自巴西科鲁姆巴群(Corumbá Group)的岩石地层学、生物地层学和化学地层学线索

《Precambrian Research》:Coevolution of life and environment during the Ediacaran-Cambrian transition: Clues from litho-, bio-, and chemostratigraphy of the Corumbá Group, Brazil

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Precambrian Research 3.2

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  本研究通过GRIND-ECT项目在巴西Corumbá组的两个钻井揭示,晚埃迪卡拉世Bocaina和Tamengo组包含两个三级进退旋回,生物地层和碳同位素数据表明环境与生物协同演化。

  这项研究聚焦于巴西晚埃迪卡拉纪的Corumbá组,通过两个钻孔样本获取了新的岩石、生物和化学地层数据。这些数据是通过“GRIND-ECT”项目(地质研究通过整合新元古代钻探——埃迪卡拉纪-寒武纪过渡)获得的,该项目旨在深入了解西方冈瓦纳大陆的埃迪卡拉纪-寒武纪过渡(ECT)期间环境与生命之间的复杂互动。研究对象包括Corumbá组上部的两个关键碳酸盐地层单元——Bocaina组(约570-555百万年前)和Tamengo组(约550-540百万年前),这两个地层被认为是研究ECT的重要档案。

研究通过序列地层分析揭示了两个三级海侵-海退周期,这表明在Bocaina组和Tamengo组之间存在一个显著的序列界面,即Bocaina-Tamengo界线(BTL)。该界面的形成可能与一次重大的冰-海面变化(glacio-eustatic)退缩有关,随后碳酸盐台地的形态从有边缘的开阔浅滩转变为远端陡坡型的碳酸盐台地。这种变化不仅反映了沉积环境的转变,还可能与当时全球气候变化和生物演化之间的联系有关。

生物地层分析表明,Cloudina这一化石最早出现在BTL之上。这一发现具有重要意义,因为Cloudina被认为是埃迪卡拉纪生物演化的关键标志之一,特别是在大型管状动物骨骼的出现方面。研究还记录了Tamengo组中四个属于LeiosphaerideaGerminosphaera属的颗石(acritarchs),这些化石与晚埃迪卡拉纪的颗石花粉带(Late Ediacaran Leiosphere Palynoflora)密切相关。这进一步支持了在该时期生物多样性的显著增加。

在化学地层方面,Bocaina组的δ13Ccarb曲线显示出相对稳定的趋势,数值大约为+2‰,随后在BTL处出现了一次较小的负偏移(n1),数值降至?1.7‰。这一负偏移在Corumbá台地的其他部分也有记录,表明其可能与全球范围内的碳同位素变化有关。而在Tamengo组中,δ13Ccarb曲线在n1之上出现了正偏移,数值达到+6‰。这种变化模式可能反映了当时沉积环境的演变,例如海平面的变化、生物活动的增强或碳循环的扰动。

研究指出,尽管全球碳同位素曲线在埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间具有一定的连续性,但某些局部效应可能显著影响碳同位素信号。例如,溶解的无机碳池(DIC)可能具有不同的碳同位素组成,或者由于沉积盆地的限制,导致碳同位素记录与全球海洋DIC的同位素变化脱节。此外,生物活动、海平面变化以及成岩作用(如自生碳酸盐的沉淀)也可能对碳同位素曲线产生影响。这些局部效应的存在,使得仅依靠碳同位素曲线进行全球地层对比变得困难,除非有可靠的地质年代数据作为支撑。

然而,研究也强调,全球范围内的碳同位素数据在某些沉积序列中仍然具有重要的对比价值。例如,通过放射性同位素年代测定,某些碳酸盐沉积序列的碳同位素曲线可以与全球曲线进行较为精确的对比。这表明,虽然局部效应可能改变碳同位素的绝对值,但整体趋势仍然能够反映全球范围内的变化。这种趋势可能与当时全球碳循环的长期扰动有关,例如冰川作用、生物活动的增强或海洋化学条件的变化。

此外,研究还指出,埃迪卡拉纪末期的碳同位素记录主要表现为正值,这与晚埃迪卡拉纪的正碳同位素平台(Late Ediacaran Positive Carbon Isotope Plateau, EPIP)相吻合。这一平台的出现可能与当时海洋环境的稳定和生物多样性的增加有关。而BACE(基底寒武纪负碳同位素偏移)则被认为是埃迪卡拉纪-寒武纪界线的辅助标志,它出现在基底寒武纪定义的遗迹化石Treptichnus pedum所在的沉积层之下。BACE的出现时间被估算为约538-533百万年前,这一时间范围与基底寒武纪的开始时间相吻合。

研究通过整合新的岩石、生物和化学地层数据,揭示了Corumbá盆地在埃迪卡拉纪末期的沉积环境演变及其生物演化的关键阶段。这些数据不仅有助于理解该地区地质历史的演变,还为全球范围内的地层对比提供了新的依据。通过分析Bocaina组和Tamengo组的沉积特征,研究进一步探讨了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境之间的复杂关系,特别是碳酸盐台地的形态变化、生物多样性的增加以及碳同位素曲线的波动。

研究还指出,某些生物化石的出现与碳同位素曲线的变化具有一定的同步性。例如,CloudinaLeiosphaeridea在较浅水区域的沉积层中更为常见,这可能反映了它们对沉积环境的适应性。而这些生物化石的出现时间也与碳同位素曲线的波动相吻合,表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的协同演化。

此外,研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明其可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合。而Tamengo组中记录的颗石花粉带则可能与当时生物多样性的增加有关,这些化石的分布可能反映了不同的沉积环境和生物演化阶段。

通过分析这些数据,研究还指出,埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。而某些生物化石的出现可能与这些环境变化密切相关,例如Cloudina的出现可能与海平面的上升或海洋化学条件的变化有关。这些生物化石的分布和演化趋势可能为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物多样性的变化提供了重要线索。

研究还提到,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

研究通过分析这些数据,进一步探讨了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境之间的复杂关系。例如,碳酸盐台地的形态变化可能与海平面的变化密切相关,而这些变化又可能影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

通过分析这些数据,研究还指出,埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还提到,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

通过分析这些数据,研究还指出,埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

通过整合新的岩石、生物和化学地层数据,研究还揭示了Corumbá盆地在埃迪卡拉纪末期的沉积环境演变及其生物演化的关键阶段。这些数据不仅有助于理解该地区地质历史的演变,还为全球范围内的地层对比提供了新的依据。通过分析Bocaina组和Tamengo组的沉积特征,研究进一步探讨了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境之间的复杂关系,特别是碳酸盐台地的形态变化、生物多样性的增加以及碳同位素曲线的波动。

研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

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研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

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研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

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研究还提到,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

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研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大地质事件(如冰川作用或海洋化学条件的变化)相吻合,这进一步支持了埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生物与环境的协同演化。

通过分析这些数据,研究还指出,埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大 geological 事件(如冰川 action 或海洋 chemical 条件的变化)相吻合,这进一步支持了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境的协同演化。

通过整合新的岩石、生物和化学地层数据,研究还揭示了 Corumbá 盆地在 Ediacaran 末期的沉积环境演变及其生物演化的关键阶段。这些数据不仅有助于理解该地区地质历史的演变,还为全球范围内的地层对比提供了新的依据。通过分析 Bocaina 组和 Tamengo 组的沉积特征,研究进一步探讨了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境之间的复杂关系,特别是碳酸盐台地的形态变化、生物多样性的增加以及碳同位素曲线的波动。

研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大 geological 事件(如冰川 action 或海洋 chemical 条件的变化)相吻合,这进一步支持了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境的协同演化。

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通过分析这些数据,研究还指出,Ediacaran-Cambrian 过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

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通过分析这些数据,研究还指出,Ediacaran-Cambrian 过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还强调了生物地层和化学地层在地层对比中的重要性。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大 geological 事件(如冰川 action 或海洋 chemical 条件的变化)相吻合,这进一步支持了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境的协同演化。

通过分析这些数据,研究还指出,Ediacaran-Cambrian 过渡期间的环境变化可能对生物演化产生重要影响。例如,海平面的变化可能影响碳酸盐台地的形态,从而改变沉积环境,进而影响生物的分布和演化。同时,生物化石的出现时间可能与碳同位素曲线的变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。这种生物与化学地层之间的联系,为理解 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生命与环境的协同演化提供了重要依据。

研究还提到,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大 geological 事件(如冰川 action 或海洋 chemical 条件的变化)相吻合,这进一步支持了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境的协同演化。

通过整合新的岩石、生物和化学地层数据,研究还揭示了 Corumbá 盆地在 Ediacaran 末期的沉积环境演变及其生物演化的关键阶段。这些数据不仅有助于理解该地区地质历史的演变,还为全球范围内的地层对比提供了新的依据。通过分析 Bocaina 组和 Tamengo 组的沉积特征,研究进一步探讨了 Ediacaran-Cambrian 过渡期间生物与环境之间的复杂关系,特别是碳酸盐台地的形态变化、生物多样性的增加以及碳同位素曲线的波动。

研究还指出,某些生物化石的出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化相吻合,这表明它们可能对当时的环境变化作出响应。例如,Cloudina的最早出现时间可能与全球范围内的碳同位素变化有关,这可能反映了其在当时环境中的适应性。而这些生物化石的出现时间也可能与某些重大 geological 事件(如冰川
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