综述:中晚泥盆世钙胁迫局限海盆作为钙质微生物群的独特栖息地与埋藏学窗口

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Earth-Science Reviews 10

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  本综述聚焦中晚泥盆世(Givetian-Frasnian)钙质微生物群,通过多学科视角揭示钙过饱和(hypercalcification)环境下独特的生物矿化机制与埋藏学窗口。作者提出"碱性泵模型"解释生态解耦(ecological decoupling)现象,重新分类传统"钙球"(calcispheres)为钙疑源类(Calcitarcha),为古微生物分类学提供新范式。

  

Devonian bank-to-reef carbonate complexes

中晚泥盆世碳酸盐台地-生物礁复合体形成于海平面旋回性上升过程,以波兰南部吉维特阶泥质潟湖和弗拉斯阶后礁盆地为典型代表。这些局限海盆具有低镁方解石化学特征(Mg/Ca<2),水体钙碳酸盐过饱和,为超钙化现象提供地质背景。

Review of calcareous microfossils

传统分类中称为"单室帕拉塔姆虫类有孔虫"的钙球微体化石实为钙化疑源类(Calcitarcha),其三维分离标本显示与绿藻门(Chlorophyta)的亲缘关系,包括团藻目(Volvocales)和绿球藻目(Chlorococcales)的矿化群体。

Towards a natural taxonomy of Paleozoic calcareous microproblematics

基于形态结构、矿化模式和实际主义原则,提出将光滑表面类型(如Archaeosphaera)归为团藻殖民地矿化,刺棘类型(如Calcisphaera)归为绿球藻单细胞矿化,解决分类学混乱问题。

Implications of geochemical proxies for ecological decoupling

地球化学指标(δ13C、δ18O、Sr/Ca)显示尽管具有开放海同位素特征,但局部存在低盐度趋势。碳循环生态解耦表现为浮游藻类大量繁殖而底栖有孔虫仅存活于开放海生态位。

Biotic and taphonomic specifity of restricted-marine basins

钙胁迫环境筛选出高度特化生物群:层孔虫(stromatoporoids)、串孔贝腕足类(stringocephalid brachiopods)、巨齿蛤双壳类(megalodontid bivalves)等宏体化石与钙球微生物共同形成特征性amphiporid-calcisphere生物相。

Communities and ecosystem model

吉维特期安静潟湖环境比弗拉斯期扰动 lagoon 更利于生物矿化保存。微生物活动通过细菌降解富含多糖和蛋白质的细胞壁,在溶解CaCO3过饱和环境中触发死后钙化作用。

Restricted-marine basins as a taphonomic window

热带碳酸盐工厂中,CO2逸失促进方解石沉淀。单季风亚气候下,干旱季节极端钙浓度与湿润期低盐度交替形成主要环境压力,创造非现实类比(non-actualistic)的埋藏学窗口。

Middle Paleozoic open-marine ‘calcisphere’ phytoplankton?

钙球类微生物在远洋相(如德国Nehden弗拉阶沥青灰岩)同样存在,表明其生态分布超越局限海环境,可能作为浮游植物群落组成部分。

Alkalinity pump model

提出的陆表海碱性泵模型包含:(1)与大洋水体隔离;(2)陆内碱性泵导致海水极端碱化;(3)蓝细菌控制细粒灰岩生产;(4)钙胁迫栖息地特化生物群发育;(5)周期性海平面波动调控。

Conclusions and implications

研究确立钙质微生物自然分类体系,揭示钙过饱和环境生物矿化机制,提供解读古生代"微观世界"的埋藏学窗口。未来需加强地球化学多指标综合研究和现代实际主义类比验证。

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