埃迪卡拉纪是地球历史上从罗迪尼亚超大陆裂解到冈瓦纳大陆聚合的关键转折期。中亚造山带是这一过程中的重要构造纽带,其核心区域扎布汗地块(Zavkhan terrane,蒙古西部)在该时期的古地理位置长期存在争议。现有模型认为,该地块或与西伯利亚克拉通相邻,或为古亚洲洋中的独立微陆块。然而,这些解释主要基于构造与沉积学证据,缺乏有效的生物古地理约束,因此尚难得出定论。
针对上述关键科学问题,中国地质科学院地质研究所杨犇副研究员、尚晓冬副研究员等,联合美国弗吉尼亚理工大学肖书海教授、山东科技大学Michael Steiner教授、同济大学Simon Hohl教授等团队,对蒙古扎布汗地块北部三条剖面的Shuurgat组进行了详细的古生物学与地层学、生物古地理学、沉积学和碎屑锆石年代学研究,揭示了扎布汗地块在埃迪卡拉纪与扬子板块和印度小喜马拉雅地区古地理亲缘性,取得以下重要认识:

图1. 研究区位置图及综合地层学、碳同位素与疑源类分布图
1、发现蒙古扎布汗地块埋藏了大量埃迪卡拉纪大型具刺疑源类化石
通过对Shuurgat组的燧石结核的逐层采集和大量的薄片制作,从中发现了24种大型具刺疑源类,代表性类群包括 Asterocapsoides sinensis、Cavaspina acuminata、C. basiconica、Cymatiosphaeroidesforabilatus、Membranospinosphaeraformosa、Tanariumconoideum 和 T. tuberosum 等(图2)。其中,Cymatiosphaeroidesforabilatus 为优势种,占总标本数的25%以上。这些化石的发现,扩大了大型具刺疑源类的分布范围,也为后期开展系统的生物地层及古环境分析对比等提供了新的化石材料。

图2. Shuurgat组代表性大型具刺疑源类化石
2、确定了蒙古扎布汗地块Shuurgat组的时代为埃迪卡拉纪早期
通过与扬子板块(华南)陡山沱组下部和小喜马拉雅(印度北部)Krol A组的生物地层和碳同位素对比(图3),确定Shuurgat组的时代为埃迪卡拉纪早期。特别是 Tanarium conoideum 与 Cavaspina basiconica 的共同出现,指示其可与扬子板块陡山沱组的 T. conoideum-C. basiconica 组合带相对比,并与碳同位素EN2负漂移事件相关联。

图3. 埃迪卡拉纪古地理重建及Zavkhan地块、小喜马拉雅和扬子板块地层对比
3、证实了蒙古扎布汗地块与扬子板块和印度小喜马拉雅地区的紧密古地理亲缘性
为进一步验证扎布汗地块的古地理亲缘性,研究团队建立了包含全球7个地区232种埃迪卡拉纪大型具刺疑源类的数据库,并开展了定量聚类分析和多元统计检验(MRPP)。结果表明(图4),扎布汗地块的大型具刺疑源类组合与扬子板块及小喜马拉雅最为接近,三者构成一个明确的生物省。综合一致的沉积层序(冰碛岩—盖帽白云岩—含燧石结核碳酸盐岩—厚层白云岩)及碎屑锆石年龄谱(共同记录~1.0 Ga及~0.7–0.5 Ga峰值),提出了扎布汗地块在埃迪卡拉纪与扬子板块和小喜马拉雅(印度)处于相近的古地理位置,而非靠近西伯利亚。

图4. 基于232种埃迪卡拉纪大型具刺疑源类全球分布的聚类分析树状图
本研究通过对蒙古扎布汗地块埃迪卡拉纪地层开展多学科的综合研究,查明了该地区埃迪卡拉纪早期大型具刺疑源类组合特征,提出其与扬子板块及印度小喜马拉雅地区的化石组合共同构成一个独立的生物省,进一步确认了扎布汗地块在埃迪卡拉纪与扬子板块及印度小喜马拉雅存在紧密的古地理联系,从而为重建超大陆裂解与聚合过程中微陆块的演化提供了重要的科学依据。
该研究得到国家自然科学基金(42372042, U2244202, 42150710536)、中国地质调查项目(DD20230221)、美国国家科学基金会(EAR-2021207,DEB-2449384)的联合资助。研究成果发表于国际权威期刊《Geology》上。
论文信息:Ben Yang*, Xiaodong Shang*, Michael Steiner, Pengju Liu, Simon Hohl, Shouming Chen, Shuhai Xiao*. Ediacaran large acanthomorphic acritarchs from the Zavkhan Terrane of Mongolia reveal a close paleogeographic affinity with Yangtze Block and Lesser Himalaya (India). Geology (2026).
论文链接:https://doi.org/10.1130/G54463.1