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近日，國際地學頂尖學術期刊GEOLOGY在線發表題為“CalciticshellsinthearagoniteseaoftheearliestCambrian”（寒武紀初期文石海洋中的方解石貝殼）的文章。該論文由中國海洋大學海洋地球科學學院李洛陽副教授為第一作者和通訊作者，聯合中國科學院南京地質與古生物研究所李國祥研究員以及西北大學、瑞典自然歷史博物館、澳大利亞新英格蘭大學、蒙古科學院、蒙古國立大學研究人員的多位知名學者共同完成。該研究報道了團隊在早期動物礦化骨骼起源與古海洋海水演化關系研究領域取得的重要進展，包括在寒武紀生命大爆發最初期溫暖“文石海”中首次發現低鎂方解石質貝殼，并且首次在最古老貝殼化石中發現控制礦化的有機基質的化石保存。

“寒武紀生命大爆發”是指幾乎所有已知動物門類在寒武紀早期（距今大約5.4-5.2億年前后）快速出現的重大生命演化事件。在這個時期，早期動物的祖先代表幾乎同時且獨立地獲得分泌礦化骨骼的能力，這與前寒武紀非礦化的復雜宏體多細胞生命（埃迪卡拉型生物）形成鮮明對比。礦化骨骼的出現不僅使得地球海洋生物圈面貌發生重大轉變，也從根本上改變了海洋生物化學循環模式，標志著以動物為主導的顯生宙現代海洋生態系統演化的開始。具骨骼動物在寒武系地層中的爆發式出現是寒武紀生命大爆發最直接表現之一，自達爾文時期便一直困惑著演化古生物學家，學術界稱之為“達爾文的困惑”。

研究團隊深入蒙古國西南部扎夫汗盆地，在對該地區前寒武-寒武系沉積地層開展高精度綜合地層（古生物化石-碳同位素-巖相學）劃分對比基礎上，從寒武系最底界（紐芬蘭統幸運階，約5.35億年）識別出最早的軟體動物（太陽女神螺類）貝殼化石。研究發現寒武紀初期為溫暖的文石質海洋（現代海洋Mg/Ca摩爾比為5.2，弱礦化無脊椎動物、鈣化藻類、鮞粒及非骨屑沉積物膠結物等易于形成文石和高鎂方解石礦物），高分辨率掃描電鏡結果顯示，控制貝殼分泌的有機基質在貝殼化石化過程中被磷酸鹽交代，其形貌特征因此能夠完美保存下來；通過進一步的比較研究，最終確定最古老的太陽女神螺貝殼是由方解石質簡單棱柱層微細結構構成。

該研究從“文石海”中發現確鑿無疑的低鎂方解石質貝殼，更新了學界對寒武紀生命大爆發時期動物礦化骨骼起源以及與古海水化學協同演化的傳統認識，進一步突顯生物因素對礦物類型和成分選擇上的主導作用；同時，該研究也有力推動了傳統古生物學與現代生物礦化多學科研究的交叉融合。

研究工作得到中國海洋大學“青年英才工程”、國家自然科學基金等項目資助，中國海洋大學為第一完成單位和通訊作者單位。