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贵州剑河八郎“清虚洞组”三叶虫Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin 1965的初步研究

2020-04-24许留恩赵元龙

许留恩 赵元龙

摘要:本文根据三叶虫分类的主要要求结合线性相关分析,对产于贵州剑河寒武系“清虚洞组”的已经定种的褶颊虫目的三叶虫Mufushania cf. nankingensis Lin,1965进行重新划分,认为原本划分为Mufushania cf. nankingensis Lin,1965,由于埋藏因素导致标本出现挤压形变从而影响属种的准确划分,应该属于Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin,1965。

关键词:埋藏因素;属种划分;三叶虫

中图分类号:Q915.819+.1

文献标识码: A

Mufushania属最开始是Probowmania 的一個亚属中,之后被提升Mufushania[1-2],但之后存各种不同的观点,有些学者将其作为Probowmania(Mufushania)[3-5]。Mufushania为中国地区分布的属种,主要有产地和建立的种有:贵州金沙、凯里,云南寻甸、武定、昆明,四川南江,湖北京山县和均县,山西河津,河南淅川等地陆续发现该属。Probowmania (Mufushania)  建立了14个种,袁金良对所有的种进行重新的属种划分,最后保留Probowmania(Mufushania)nankingensis Lin,1965 、Probowmania(Mufushania)kailiensis、Probowmania(Mufushania)divergens 3个种。林天瑞通过对18个模式种标本进行Q型聚类分析,转移和归并为5个种。Probowmania (Mufushania) 属的主要特征与Probowmania 属的区别主要在头鞍长度与尾部大小的区别,笔者认为在总体上明显的特征极为相似,Probowmania (Mufushania) 属应该作为Probowmania属的亚属。

贵州剑河松山剖面寒武系“清虚洞组”的三叶虫非常丰富,其中共计有8科15属17种,分属于褶颊虫目(Ptychopariida)及耸棒头虫目(Corynexochida)、莱得利基虫目(Redlichiida)等[3-4,6]。其中王铭坤对褶颊虫目在进行了初步研究后,确定了6属7种,包括了2个亚种,就化石材料的完整性,6种都是以头盖标本确定属种,只有丹寨南皋盾甲虫Nangaops danzhaiensis 通过背壳标本和头盖标本划分属种[2]。本文讨论的Probowmania (Mufushania) nankingensis全为保存于页岩中的头盖标本,数量较少,根据笔者对标本的观察,标本在不同程度上都出现了挤压,从而导致头鞍、头鞍沟、颈环、眼脊等部位由于挤压出现明显的痕迹。在前人的研究中认为是Mufushania cf. nankingensis,笔者认为是死亡后的埋藏因素造成的结果,并进行详细的数据分析。

1地质背景

研究区位于贵州省黔东南州剑河县的革东镇八郎村(图1)。松山剖面位于革东镇屯州村的西北面,与全球寒武系第5阶层型剖面——乌溜-曾家崖剖面相邻。松山剖面“清虚洞组”属寒武纪黔东世都匀期地层,自上而下岩性分别为:中厚层白云岩;灰色中厚层泥岩、泥质灰岩及灰黄色页岩;灰色中厚层至厚层灰岩,总共厚272 m,属于较深水的陆棚沉积为主的沉积环境[7]。松山剖面“清虚洞组”与典型的黔北地区的清虚洞组岩性不大相同,黔北清虚洞组主要为鲕状灰岩夹,豹皮状灰岩、白云质灰岩及白云岩和泥质白云岩,故松山以“清虚洞组”来表示[6-18],“清虚洞组”自上而下划分的两个三叶虫带:上部的Protoryctocephalus arcticus带和下部为Arthricocephalus chauveaui带[6-7]。本文讨论的Probowmania (Mufushania) nankingensis产于松山剖面“清虚洞组”上部Protoryctocephalus arcticus带。

2系统古生物学

叶中等大小,位于头盖长度的中间偏后,斜伸至头鞍前侧角。具有3对头鞍沟,头鞍向后弯曲,颈环呈半椭圆形, 具颈瘤,内、外边缘等宽,外边缘平或略凸。活动颊与固定颊等宽,胸节14节。尾部较小,呈半椭圆形[1-2]。

材料24块化石标本,大部分为头盖保存,明显有压痕。标本保存于贵州大学贵州省古生物研究中心。

描述头盖整体呈平缓凸起,次方形。头鞍呈锥形,整体呈凸起,向前平缓收缩,前端突出为一点,头鞍长度与头鞍宽度之比约为1∶1。背沟窄而较平。具3对浅的侧头鞍沟,其中后一对较长而深,向后内方斜伸。颈环半椭圆形,较宽,向两侧明显变窄。颈沟较背沟浅而窄。内边缘中部宽度略等外边缘中部宽度。眼叶部分大小为中等,约占头鞍的一半,在头鞍中后部位置。外边缘呈平缓凸起,向两侧缓缓变窄,中间宽,呈弧形。面线前支自眼叶向外前方延伸,越过前边缘沟后向内切外边缘于头盖的前侧缘。眼脊相比较细,沿头鞍的前侧角位置向后斜伸。固定颊位于眼叶中部相对位置,其宽度为头鞍中部宽度的2/3。后侧翼窄(纵向),长度(横向)略小于头鞍基部的宽度。后边缘沟较宽而浅。后边缘平缓凸起。活动颊、胸部及尾部尚未发现。

产地层位贵州剑河县八郎村,“清虚洞组”。

讨论本文的Probowmania (Mufushania) nankingensis全为保存于泥页岩中的头盖标本,数量较少,根据笔者对标本的观察,标本在不同程度上都出现了挤压,从而导致头鞍、头鞍沟、颈环、眼脊等部位由于挤压出现较为明显的痕迹。王明坤认为标本主要特征不明显,与首次的模式种标本Probowmania(Mufushania)nankingensis[6]相比,在头鞍的形状、眼脊的形态、后侧翼的大小及固定颊的形状上相似,两者的区别在于本种内边缘更窄与外边缘略等,而模式种的内边缘明显大于外边缘。与产自同一个地区的凯里组的模式种标本Probowmania (Mufushania) nankinggensis[5]相比,都是以头盖的形式保存下来,两者特征基本相似,除了“清虚洞组”的标本在内边缘、外边缘、头鞍上出现了形变。笔者认为是保存因素把原本立体的边缘进行挤压,导致标本的内边缘较变窄,从而表现出内边缘与外部在宽度上几乎相当。

定量方法在古生物学中应用于化石的形态、分类、演化等领域,可以更加准确、真实地反映结果。Williams研究腕足类的不同种间差异性分析,对腕足壳体的长、宽进行回归分析[19]。三叶虫头甲构造复杂,是属种划分的重要依据,“清虚洞组”中的的Probowmania (Mufushania) nankingensis 的化石保存数量比较少,保存环境比较差,只有头盖被保存了下来。化石的保存过程中,会受到多方面的岩石力的作用,经过压实作用,其横向压实,从而也会改变头布等关键特征的形态[20]。运用imageJ软件对标本和Probowmania (Mufushania)  nankingensis模式标本头部的长度、前边缘宽度、头鞍长度,头鞍宽度进行测量,为了减少误差每个数据进行三次测量取平均值,结果在表1。运用origin软件对表1中的数据进行分析。首先,对前边缘宽和头部长进行相关性分析,相关性判断系数R=09955,图形表现标本的数据(包括模式种)均在同一相关直线(图4)。其次,对头鞍宽和头鞍长进行相关性分析,相关性极判断系数R=0.9984,且图形表现标本的数据(包括模式种)均在同一相关直线(图5)。由此,可对标本进行属种划分为Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin 1965。

3小结

化石的完整性是判断埋藏的关键因素,根据化石的形成条件,外界的环境条件会对化石本身造成不同的破坏,比如生物、机械、化学等方面的破坏。在生物遗体掩埋之前,也可能受到不同的搬运作用,或者其他食肉动物的破坏作用[20]。多种因素导致最终标本保存的特征影响属种判断,朱学剑等在对三叶虫标本的构造形变的研究表明,围岩对标本的重力使发生塑性形变,比如会使标本左右不对称,还有左右两侧的横向相当受力使标本变长而窄,前后纵向的相对受力会使标本变的短而宽,并运用photoshop进行复原消除差异对属种鉴定的影响[21]。本文化石的保存形态上来看,多数有形变的痕迹,特别是在外边缘和颈环,笔者认为是在埋藏的过程中被挤压的结果。剑河八郎清虚洞组的Probowmania (Mufushania) nankingensis Lin 1965为提寒武系褶颊虫类供新的材料,同时为幕府山虫的属种分类以及演化位置的研究提供参考。

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(责任编辑:曾晶)