记者20日获悉，经过七年艰苦攻关，西北大学张志飞教授团队联合国内外研究人员，通过研究河南、江苏、山东等出土的寒武纪小壳化石，成功破解小壳化石保存之谜，揭示了小壳化石有磷酸盐化、白云石化、海绿石化等多种保存方式，找到了磷酸盐化在寒武纪后期的小壳化石保存中不占主导地位的原因。相关研究成果发表于《地学前沿》杂志。
寒武纪大爆发是地球生命史上一次惊人的“物种大爆炸”。在三千万年里，几乎所有现代动物的祖先都出现了。“本质上，这是一个动物组织、器官大规模‘创新’的时刻。”论文第一作者、西北大学博士生胡亚洲说，比如，寒武纪初期突然涌现的、形态各异的小型带壳动物，就代表了动物骨骼的首次出现，也意味着皮肤、肌肉等基础组织的形成。
因此，研究这些小壳化石，不仅能揭示最早动物骨骼的起源，还能为理解动物身体结构是如何形成和演化的提供关键线索。而解答这些问题，完全依赖于小壳化石上所保存的相关信息。“传统观点认为，小壳化石主要通过磷酸盐化保存在富磷地层中。然而，这种保存方式易受地质作用干扰，且在寒武纪中期‘磷酸盐化窗口’关闭后，此类化石的多样性、丰度突然下降。”张志飞说。
在这项研究中，科研人员历经七年，对近8吨寒武纪早中期碳酸盐岩样品进行了酸蚀处理，成功获取超过3.5万枚小壳化石；利用微区X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜等精密仪器分析发现，小壳化石的保存方式远比想象中多样：除了磷酸盐化，它们在“磷酸盐化窗口”关闭后，还能通过转化为白云石矿物、海绿石矿物、有机质粘附黏土级碎屑矿物等多种形式保存下来。更重要的是，研究证实磷质沉积并不是控制高质量小壳化石产出的主要因素
张志飞表示，这项研究不仅为寻找和解读早期生命化石提供了全新视角，证明即使在缺乏磷酸盐的“不利”条件下，地球依然通过精妙的矿物转化保存了生命演化的多样证据，也将极大地推动对动物骨骼矿化机制及早期演化历程的深入研究。