第一次学术讨论会论文摘要汇编

现代盐湖等卤水水体的生物-水盐体系中存在有多种生物群落，存在有简单的生物食物链，已是不争的事实。那么蒸发岩中有无生物化石?这一直是地学界争论的问题，也是判断蒸发岩生物成因的又一重要证据。自20世纪60年代以来，见诸于地质文献中的仅有零星的关于蒸发岩中生物化石的报道。例如，苏联学者在上卡姆二叠系钾石盐中发现了嗜盐菌藻化石（刘群等，1987）。蔡克勤等（1984）报道了大柴旦盐湖硼矿层中的羟钠镁矾晶体上点节状菌类遗迹。刘群等（1987）在镇源钾石盐中发现了类似菌类生物的化石。（1993）研究了意大利Viterbo热泉泉华、巴拿马鲕石和硬底岩、大盐湖文石鲕和胶结物在扫描电镜下的细菌和超微细菌。

20世纪80年代，作者在新疆巴里坤盐湖第四纪硫酸钠矿层中发现了大量卤虫粪粒化石（魏东岩，1991，1992），这是卤虫粪粒化石的首次发现。之后，在内蒙古第四纪碱矿层中，在中新生代盐层中，在鄂尔多斯盆地奥陶纪含盐系中均发现有卤虫粪粒化石。蒸发岩层中赋存卤虫粪粒化石是个具有普遍性的规律（魏东岩等，2000）。卤虫粪粒化石的发现具有重要意义，因为它揭示了蒸发岩中除菌藻类等低等的微生物化石外，还可发现更高级，如卤虫和卤蝇幼虫的化石。随后卤虫化石和卤蝇幼虫化石的发现证明了这一点。在卤虫粪粒化石发现的基础上，作者提出了蒸发岩生物化学沉积的新观点（魏东岩，1997）。

20世纪90年代，作者对蒸发岩矿物和鄂尔多斯盆地奥陶纪蒸发岩分别做了扫描电镜的研究和分子化石的研究。在前者的研究中（详见本书第十一章），发现在所研究的盐类矿物（包括氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐等矿物）中，在扫描电镜下可见赋存两大类嗜盐细菌化石，一类较大，另一类较小，两者大小相差约为10多倍。较大的一般为球状、椭球状、苹果状、梨状、桶状等，较小的为球状、杆状、链球状等。细菌（藻）在微晶上的排布，宛如中国老式大门上密密麻麻钉上的大铁钉，在微晶的边缘形成绒毛状饰边，犹如绒线编织的地毯。根据盐类矿物由大量细菌（藻）组成的事实，作者提出了“扫描电镜下盐类矿物细菌（藻）建造”的新认识（魏东岩等，2000）。在后者的研究中（详见本书第九和十章），通过对鄂尔多斯盆地奥陶纪含盐系进行的系统研究发现，奥陶纪盐岩形成于生物-水盐体系中，其生物的食物链与现代盐湖中的生物食物链是相同的，比如说，在奥陶纪含盐系中已发现了嗜盐细菌（藻）化石、卤虫化石、卤蝇幼虫化石、卤虫卤蝇幼虫粪粒化石，但尚未发现原生动物化石。弥补这个不足的是生物分子化石，因为生物分子化石中普遍含有γ蜡烷，而γ蜡烷就源于原生动物四膜虫醇（tetraphymenol）的还原脱羟作用（王锐良等，1994，见第六届国际盐湖学术讨论会论文摘要汇编）。

近年来，作者经过深入和反复的研究，在蒸发岩中发现了卤虫和卤蝇幼虫以及它们的蜕皮化石。这是蒸发岩及其生物成因研究中的重要发现，属于创新的研究成果。该项成果是在研究生物-水盐体系中卤虫和卤蝇生态学生物学的基础上进行的。通过对比蒸发岩中矿物奇特形态与卤虫不同生长阶段的形态，通过对比蒸发岩中矿物奇特形态与卤蝇幼虫不同生长阶段的形态（卤蝇第一幼虫期、卤蝇第二幼虫期、卤蝇第三幼虫期的形态），通过对比蒸发岩中矿物奇特形态与卤虫和卤蝇幼虫期不同生长阶段的蜕皮（molts或 cuticles）形态，终于发现，盐类矿物的形态与卤虫形态与卤蝇幼虫形态与卤虫和卤蝇幼虫蜕皮形态有着共同的相似性。这种共同的相似性不是偶然的，是因为在盐类沉淀结晶时的高盐度（高碱度）卤水中存在着数量巨大的卤虫和卤蝇幼虫和它们的蜕皮，当卤虫和卤蝇幼虫的尸体以及它们的蜕皮被盐类物质所交代就变为盐类矿物，其形态就是卤虫、卤蝇幼虫和它们的蜕皮形态，也就是卤虫、卤蝇幼虫及其蜕皮的化石。作者把卤虫化石、卤蝇幼虫化石和它们的蜕皮化石统称作两虫化石。两虫化石在地质文献中未曾见报道，尚属首次发现，通过对不同时代不同盐类矿石进行的显微镜薄片、扫描电镜、手标本和岩矿石露头等的观察和研究，总结出两虫化石的特征，绘出两虫化石的鉴定图，其中，包括卤虫无节幼体化石、卤蝇第二幼虫期化石、卤蝇第三幼虫期化石、卤蝇蛹化石、卤蝇蛹壳化石等。只要运用鉴定图，便可以识别出两虫化石。

蒸发岩中两虫化石以各种不同方式排布的结构，作者称之谓蒸发岩的两虫结构，这是一个创新的概念。凡是在蒸发岩环境下形成的岩石都具有两虫结构。因此，可根据是否具蒸发岩两虫结构来恢复一些已经变化了的岩矿石的原岩。

综上所述，不同时代、不同类型的蒸发岩中已发现两虫化石、两虫粪粒化石、菌藻类化石和生物分子化石以及由生物分子化石得知的原生动物化石等。这些化石的发现表明，不同时代、不同类型蒸发岩形成时的生物-水盐体系中存在着像现代盐湖中那样的生物食物链，即嗜盐菌藻类—原生动物—卤虫和卤蝇幼虫和蛹的简单的生物食物链。