问题

龙马溪组页岩岩心中奇怪矿物or化石?

回答
龙马溪组页岩中的那些奇特发现,究竟是寻常的矿物,还是隐藏着古老生命的化石?这个问题,一直吸引着地质学家和古生物学家的目光,也让许多对地球历史充满好奇的人们津津乐道。

说起龙马溪组,很多人可能觉得陌生,但它的重要性却不亚于那些如雷贯耳的地质时期。它主要分布在中国南方,尤其是四川盆地及其周边地区,年代上属于晚震旦纪到寒武纪早期,这是地球生命大爆发——寒武纪生命大爆发前夕的关键过渡时期。那个年代,地球刚刚从一段漫长的冰期中苏醒过来,海洋中开始孕育出形形色色的简单生命,为后来波澜壮阔的生命演化史拉开了序幕。龙马溪组页岩,就是那个遥远时代留下的珍贵印记,它记录了当时海洋环境的化学成分、沉积过程,以及最早期的生物活动。

在龙马溪组的页岩岩心中,我们确实能发现一些“奇怪”的物质,它们常常以各种令人意想不到的形态出现,引发人们的遐想。

可能性一:并非化石,而是地质作用的鬼斧神工

首先要排除的,是那些看似生命痕迹,实则由非生物地质过程形成的“假化石”。

结核(Nodules)和团块(Concretions): 页岩是在富含黏土的细颗粒沉积物中形成的,当这些沉积物中的某些化学成分(比如碳酸钙、铁的氧化物或氢氧化物、硅质等)在孔隙水中浓度升高时,就会围绕一个中心(可能是细小的有机物碎片,甚至不存在任何生物痕迹)开始沉淀、生长,最终形成比周围岩石更坚硬、形状各异的结核或团块。它们可能呈现出球状、椭球状、扁豆状,甚至是不规则的形状,表面光滑或粗糙,颜色也多种多样,从灰白到红褐、褐黑不等。有些结核内部的矿物排列可能形成层状结构,或者包含着与周围岩石不同的细粒成分,远看之下,确实容易让人联想到某种生物骨骼或者生物遗迹。比如,富含铁质的团块在某些情况下可能形成类似管状或棒状的结构,让人误以为是早期蠕虫的遗骸。
矿物晶体与沉积构造: 在页岩形成过程中,特定的矿物,如黄铁矿(FeS₂,也被称为“愚人金”)或菱铁矿(FeCO₃),可能在还原性环境下富集,并以晶体形态析出。当它们以细小颗粒或聚集的晶簇形式出现在页岩层中时,如果恰好沿着某些层理缝隙生长,或者在孔隙中形成规则的晶体形态,也可能被误认为是某种早期生物的附着物或分泌物。此外,一些沉积构造,如泥裂(desiccation cracks)、沙纹(ripple marks)等,虽然是水体与沉积物相互作用形成的物理痕迹,但如果在页岩中被硅质或碳酸盐物质填充并保存下来,也可能因为其独特的形态而引发误解。

可能性二:或许是早期生命的微弱信号

尽管龙马溪组的生物化石以易于保存的硬组织为主,比如一些简单的藻类、菌类,或是非常原始的无脊椎动物的痕迹。但确实有一些发现,可能指向更早期的生物活动。

叠层石(Stromatolites)的痕迹: 叠层石是蓝细菌等微生物群落(通常是蓝藻)形成的层状结构,它们通过光合作用,在水体中沉积碳酸钙或其他矿物质,年复一年堆积形成类似“石床”或“花菜”状的层状构造。在龙马溪组的某些层位,确实发现了类似叠层石的层状结构。这些结构通常比较细致,层理明显,且形态上与非生物形成的层状构造有所区别,更倾向于生物活动所致。如果发现的“奇怪矿物”恰好呈层状堆积,且其形成方式与微生物的固碳或沉淀过程相符,那么就有可能是叠层石的残余或其形成的矿化产物。
生物扰动构造(Bioturbation Structures): 在寒武纪早期,一些简单的底栖生物开始活动,它们会在沉积物中挖掘、吞食或移动,从而形成各种扰动构造,如水平或倾斜的钻孔道(burrows)、肠道痕迹(trails)等。这些构造通常以充填了与周围岩石成分不同或颗粒大小不一的物质的形式存在。在页岩中,这些钻孔道可能因为其圆形或椭圆形的横截面,或者内部的沉积纹理,看起来像一些独特的“矿物团块”。
早期微生物的矿化遗体或生物矿化产物: 除了叠层石,一些早期微生物本身也可能在特定环境下发生矿化保存。例如,一些细菌能够参与矿物的形成,或者其死亡后身体被矿物质包裹而保存下来。在龙马溪组的页岩中,有研究者提出发现了一些微小的、具有细胞状或菌丝状形态的结构,这些结构可能是在沉积物中发生的生物矿化现象,是微生物活动留下的最直接证据。它们可能以碳质、硅质或磷质的形式存在,肉眼看上去可能只是一些微小的黑色或白色的颗粒、线状或片状物。

如何区分?严谨的地质学分析是关键

要确定龙马溪组页岩中的这些“奇怪矿物or化石”,绝非仅凭肉眼观察和直觉。地质学家需要运用一系列严谨的科学方法:

1. 野外地质调查与采样: 首先,需要详细记录发现地点的地层、岩性、沉积构造以及这些“奇怪”物质的赋存状态(是在特定的层位还是随机分布)。之后进行精细采样。
2. 显微镜观察: 这是最基本也是最重要的方法。
薄片鉴定(Petrographic Microscopy): 将岩石切成极薄的片状,在偏光显微镜下观察矿物成分、结构、纹理以及“奇怪物质”的形态和光学性质。化石通常具有特定的细胞结构、骨骼构造或层状堆积特征,而矿物结核则显示出晶体生长纹理或特殊的矿物组合。生物扰动构造的填充物也会有其特异性。
扫描电子显微镜(SEM)/能谱仪(EDS): 对于非常微小的结构,SEM可以提供更高的放大倍数和更精细的表面形貌。EDS则能分析这些结构中的元素组成,这对于区分生物来源(如碳、磷、钙等在生物体内含量较高)和非生物来源的矿物至关重要。
3. 化学成分分析: 如X射线衍射(XRD)可以精确测定矿物成分;元素分析可以确定有机碳含量等。生物遗体或生物矿化产物通常会表现出与周围围岩不同的有机质含量或特定的元素富集现象。
4. 同位素分析: 例如碳同位素(¹³C/¹²C)比值在地质学中是区分生物成因有机质和非生物成因有机质的重要指标。
5. 古生物学研究: 如果有幸发现具有清晰生物形态的结构,则会与其他已知的早期生命化石进行比对。

举个例子来说: 假设在龙马溪组页岩中发现了一些黑色的、管状的结构。

如果它是“奇怪矿物”: 显微镜下可能显示它是由黄铁矿晶体沿某个方向生长形成的,其内部结构是晶体排列,而非生物细胞壁。元素分析可能表明主要是铁和硫。
如果它是“化石”: 显微镜下可能看到其壁具有精细的层状结构,或者在电子显微镜下能观察到细胞壁的痕迹。元素分析可能显示除了构成矿物的元素外,还含有较高的碳或磷。再进行碳同位素分析,如果表现出明显的负值(富集¹²C),则更有可能是生物成因。

总结来说: 龙马溪组页岩中的“奇怪物质”究竟是什么,需要经过科学、严谨的层层验证。它们有可能是大自然的鬼斧神工塑造出的矿物奇观,也可能是在生命演化早期留下的珍贵生物痕迹,甚至是那个时代微生物活动的直接证据。每一次这样的发现,都像是在穿越时空的隧道里,捡拾起一片古老的回响,让我们得以窥见地球生命从无到有、从简单到复杂的壮丽图景,也为我们理解生命起源和早期演化提供了重要的线索。正是这些在岩心中沉寂了亿万年的秘密,驱动着科学家们不断探索和求知。

网友意见

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题主莫非是成都理工的……

面上的是笔石,下面的像是某种横板珊瑚的复体,看起来有横板结构

因为是龙马溪组的黑色页岩,所以笔石种类蛮多的,但是这种黑色页岩珊瑚应该不太好长啊,那么缺氧的一个环境。

暂且蒙古。

还有,你这个龙马溪组怎么跑到早奥陶了,你是不是弄错了啥?

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