软舌螺化石的内部结构及种类分布：以西乡生物群为例

王　琪，庞国涛，王朝景

（长安大学地球科学与资源学院，陕西西安　710054）

摘　要：本文标本采自陕南汉中西乡县张家沟西乡生物群。文中对西乡生物群中的软舌螺主要化石类型进行了总结描述，根据软舌螺化石所显示出的不同内部结构特征进行了统计分类，对各结构出现的原因进行了总结。

关键词：西乡生物群；软舌螺；陕南

Abstract：The samples were collected from XiXiang Biota，Zhangjiagou section，XiXiang country，Shaanxi province.In this paper，the main types of Hyoliths fossils from XiXiang Biota were summarized and described.Then we made classification and statistics of the diverse structural features of the Hyoliths fossils，and finally inferred the reasons for the emergence of the structures.

Key words：XiXiang Biota；Hyolitha；Southern Shaanxi Province

软舌螺是寒武纪主要化石门类，已经有150多年的研究历史。已建立1门2纲2亚纲2超目11目6亚目8超科55科201属和845种。由于资料零散、分类混乱、原始种属过多，长期以来被认为是古生物门类种难以掌握和鉴定的一个古老门类［1］。

我国寒武纪软舌螺比较丰富多样，近20年来已经有不少报道，早寒武世特别是早寒武世早期的软舌螺主要分布在扬子区；早寒武世中晚期和中晚寒武世的软舌螺主要分布在华北和东北区。经钱逸等研究者系统修订整理，提出了比较全面合理的软舌螺分类方案（钱逸、肖立功，1995），这个分类方案中软舌螺是门一级的分类地位，根据有无口唇划分出2个纲，即软舌螺纲（Hyolothimorpha）和直管螺纲（Orthothrcimorpha），即：修订后的软舌螺分类为1门2纲4目21科155属。迄今为止已描述我国的软舌螺54属112种，其中早寒武世36属79种，中寒武世22属41种，晚寒武世4属6种，奥陶纪2属2种（钱逸、肖立功，1995）。本文以西乡生物群中所发现的大量软舌螺为研究对象，对生物群中软舌螺的种类分布、内部结构及其成因等进行探索性研究。

1　产地层位

样品采于陕西省西乡张家沟剖面的下寒武统宽川铺段，该段与上覆郭家坝组为平行不整合接触，与下伏灯影组为整合接触，为一套含磷含硅的浅海碳酸盐岩沉积地层。岩性为灰色—灰白色块状细晶灰岩、致密块状含磷生物灰岩、巨厚层状细晶灰岩、薄层状微晶—细晶白云质灰岩。该地层富含微骨骼化石，其化石组合面貌可与早寒武世梅树村阶微骨骼化石对比，时代归属早寒武世梅树村期。

作者简介：王　琪（1994－），女，长安大学地球科学与资源学院硕士研究生，古生物学与地层学专业。

　　　　　庞国涛（1990－），男，长安大学地球科学与资源学院硕士研究生，矿产普查与勘探专业。

　　　　　王朝景（1990－），男，长安大学地球科学与资源学院硕士研究生，矿产普查与勘探专业。

本文所研究的的化石标本产自陕西西乡张家沟的“西乡生物群”，该生物群的主要化石类型包括：鳃曳动物［5］（Priapulida）、动吻动物［5］（Kinorhyncha）、软舌螺类（Hyoliths）、四方塔形

壳［6］［8］［12］（Quadrapyrgites）、瘤点壳（Punctatus）、阿纳巴管类（Anabaritids）、棘盔类［7］（Acanthocassis）、单板类（Monoplacophora）、棱管壳类（Siphogonuchitids）、六方锥石类［10］（Hexangulaconulariids）、骨状壳类［10］（Carinachitids）、近骨状壳（Paracarinachitids）、开腔骨类（Chancelloriids）、原牙形类（Protoconodont）、寒武钉类（Cambroclavids）、海绵动物（Sponges）、寒武松藻［9］（Cambricodium）、螺旋状藻类（Spirellus columnaris）、球形类化石（Spheroidal fossils）及胚胎化石（Embryos）等20余类，涵盖了早寒武世早期绝大多数常见的化石类群。化石组合以软舌螺类、原牙形类、单板类及球形类数量最为丰富，Quad－rapyrgites及Punctatus次之；其中的四方塔形壳、棘盔类、锥石类均属于辐射对称动物的刺细胞动物门，种属较多，形成了西乡生物群复杂多样的躯体对称形式。

2　材料方法

样品碎成核桃大小放入塑料容器中，注入浓度约为9%的冰醋酸溶液进行酸溶处理，每隔3天进行洗样并更换同浓度的醋酸1次。酸溶剩余物用120目的分样筛进行筛选，最后沉淀过滤。所得样品用恒温箱烘烤或自然晾干，然后在实体双目显微镜下手工挑样获得标本，用于图示的标本用长安大学教育部重点实验室的Quanta650电子显微镜扫描成像。

3　软舌螺化石分类及描述

软舌螺门分为软舌螺纲（Hyolithimorpha）和直管螺纲（Orthothrecimorpha）（如图1）：

图1　软舌螺纲、目、科分类示意图［1］

1.Hyolitha；2.Circothecimorpha；3.Hylithimorpha；4.Circothecida；5.Spinulithecidae；6.Circothecidae；7.Paragoborilidae；8.Turcuthecidae；9.Orthothecida；10.Allathecidae；11.Orthothecidae；12.Novitatidae；13.Tetrathecidae；14.Isitithecidae；15.Gracilithecidae；16.Hyolithida；17.Hyolithidae；18.Sulcavitida；19.Sulcavitidae；20.Aimitidae；21.Angusticornidae；22.Parakorilithidae；23.Parentilitidae；24.Trapezovitidae；25.Linevitidae；26.Notabilitidae；27.Pauxillitidae；28.Cardiolithidae

（1）直管螺纲中根据有无背腹之分，分成2个目，即背腹不分、壳面浑圆过渡的Circothecida和背腹分明的Orthothecida。前者根据壳形、横切面和始部特征分4个科，即壳口圆形、口缘平直或微斜的锥状壳Circothecidae；壳口椭圆的Turcuthecidae；口平、管体狭长的Spinulithecidae和始部肿大的Paragloborilidae。后者根据背腹缘的形态分为6个科，即腹平背凸的Allathecidae；腹凹背凸的Novitatidae；三角锥的Orthothecidae；横切面透镜形的Isitithecidae；横切面多边形、边棱高脊状的Tetrathecidae；具尖脊状背中轴和腹面内凹的Gracilithecidae。

（2）软舌螺纲根据背腹界线与侧缘是否吻合分为2个目，即背腹界线与侧缘吻合的Sulcavitida和不吻合的Hyolithida。前一目根据背腹缘形态分成10个科：背腹缘近于对称的Sulcavitidae；背缘凸三角和腹缘平凸的Linevitidae；具梯形背缘的Trapezovitidae；兼具有背唇和腹唇的Parakorilithidee；口斜、微有腹唇的Aimitidae；背面或者还有腹面布满密集纵线的Pauxillitidae；背中轴尖脊状的Angusticornidae，腹面平坦，背面半圆，无背中轴的Notabilitidae；口盖主突起呈马鞍形和盖顶低于盖缘的parentilitidae和腹面布满密集纵线的Pauxillitidae；口盖主突起呈马鞍形和盖顶低于盖缘的Parentilitidae和腹面内凹的Cardiolithidae，后一目仅有1个科Hyolithidae［1］。

西乡生物群中，软舌螺所占比例很大，化石数量约占生物群化石总量的60%～70%，其比例可用肉眼在岩石标本上直接观察到。西乡生物群中的软舌螺主要为Circotheca Sysoiev，1958（如图2－d所示），也有少量的Pseudovalitheca Qian，1989（如图2－e所示）及Hyolithellus isiticus Hinz，1987（如图2－f所示），但目前对于Hyolithellus的归属多有争议，一直没有定论，多将其归为似软舌螺类。

模式种Hyolithes stylus Holm，1893

描述：壳体直或规则弯曲，呈圆锥形。壳口平或微斜，横截面为圆形、近圆形。壳体表面有纵横纹饰，多因磨蚀而模糊不清。

产地层位：陕西省西乡县张家沟，下寒武统宽川铺段。

假蛋管螺属Pseudovalitheca Qian，1989

模式种Circotheca crassa Yu，1974

描述：壳体粗而短，呈均匀弯曲的圆锥形。壳口微微倾斜，横截面为圆形。壳体饰有醒目的粗横脊，粗横脊间隐约可见有细一级的脊线。

产地层位：陕西省西乡县张家沟，下寒武统宽川铺段。

(www.zuozong.com)

描述：壳狭长，呈细管状，横截面为圆形，生长角很小，几乎呈圆柱状，壳体往往呈不规则弯曲，表面饰有横纹。

产地层位：陕西省西乡县张家沟，下寒武统宽川铺段。

图2　西乡生物群软舌螺不同结构特征

a、b、c为原岩标本薄片的偏光显微镜下照片，a.箭头所指为单层软舌螺的横截面，可知此软舌螺上侧为背面，下侧为腹面，×50；b.箭头所指为单层软舌螺中填充有胚胎及其他种类化石，填充的化石在软舌螺壳中分布并无规律，×25；c.图中所示为次生作用下小软舌螺壳进入了大软舌螺壳中，长箭头所指为较大的软舌螺壳，短箭头所指为其中的小软舌螺壳，×50；d.为Circotheca Sysoiev，1958整体图；e.为Pseudovalitheca Qian，1989整体图；f.为Hyolithellus isiticus Hinz，1987整体图.g.为单层软舌螺壳的横截面，其中填充有无规则分布的较小的管状化石；h.为多层同心软舌螺壳的横截面；i.为多层偏心软舌螺壳的横截面.产地层位：陕西省西乡县下寒武统宽川铺段；图示标本保存在长安大学微体古生物实验室

4　软舌螺内部结构

在对岩石薄片进行研究时，我们发现软舌螺的化石具有多种内部结构，并对各类结构及其数量进行了总结统计，统计结果如图3所示：

经研究可知，软舌螺化石的结构主要可分为单层壳和多层壳两大类：

（1）单层壳：化石显示软舌螺壳仅为单层（如图2－a所示），此类化石数量最多，约占总数的50%，其化石结构为原生，但内部可能填充有各类胚胎及相对较小的软舌螺化石（如图2－b，g所示），并呈现出不同的分布特征。

（2）多层壳：由化石截面可见其壳壁为多层，可分为2类：

a截面为同心（如图2－h所示），此类化石结构为原生结构，软舌螺本身即为多层壳，推测其多层结构可加固管体、增强自我保护能力，从而提高软舌螺的生存几率。

b截面为偏心（如图2－i所示），此类化石为次生结构，经观察研究是由于流水搬运作用将较小的软舌螺壳搬运至原本的单层或多层软舌螺壳之中形成，如图2－c所示，可明显看出在较大的软舌螺壳（图2－c中大箭头所指）中有一个相对较小的软舌螺（图2－c中小箭头所指）。

图3　软舌螺化石结构统计图

5　结　论

从上文中可得出如下结论：

（1）西乡生物群中软舌螺数量占生物群化石总量的60%～70%，其中Circotheca数量最多，其他2类极罕见。

（2）以软舌螺的内部结构划分，其中单层壳以及多层壳的同心管为原生结构；而多层壳的偏心管则为水流搬运所致的次生结构。

（3）多层壳壁结构可加固管体，可能为地球早期生物为应对同期出现的食肉动物所进化出的生存对策。

参考文献

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