澳大利亚奇异的红色岩石正挑战着人们长期以来对化石的认知

煤油灯科技2026-09-04 09:46

麦克格拉思平原富含铁质的岩石,极为详尽地保存了中新世热带雨林中的生命遗迹,重塑了人们对于非凡化石形成方式与地点的认知。

在新南威尔士州中部高地的农田之下,坐落着澳大利亚一处极为引人注目的化石沉积地,名为麦格拉思斯平原(McGraths Flat)。该遗址可追溯至1100万至1600万年前的新近纪中新世时期,彼时众多现代动植物正初现雏形。

澳大利亚博物馆研究所的古生物学家与地质学家在此处发掘出了极为珍贵的化石记录。尽管该地区如今干旱多尘,但往昔却曾被茂密的雨林所覆盖。来自麦格拉思平地(McGraths Flat)的化石,以不同寻常的丰富生态细节,重现了这一已消失的环境。

该地点的岩石在视觉上极为引人注目,其深红色泽源自其独特成分。它们完全由针铁矿构成,这是一种细粒含铁矿物。这种富含铁质的物质,以非凡的精度保存了植物、昆虫、蜘蛛、鱼类及羽毛的遗迹。

发表在《冈瓦纳研究》期刊上的一项新研究表明,这些化石的重要意义远不止于其视觉价值。该研究结果对长期以来关于地球上哪些地方能够形成保存状况极佳的化石遗址,以及何种条件能使此类化石得以完好保存的假设提出了挑战。

超越页岩与砂岩

全球最引人瞩目的化石发现,历来多源自主要由页岩、砂岩、石灰岩或火山灰构成的地层之中。

知名案例包括德国的麦塞尔化石坑或加拿大的伯吉斯页岩。在这些地方,动植物被迅速掩埋于极为细腻的沉积物之下,这一过程保护了它们精细的结构,使得科学家们能够研究保存下来的软组织,而不仅仅是骨骼或外壳。

麦塞尔坑中保存着距今约4700万年的化石,这些化石清晰展现了羽毛、毛发及皮肤的轮廓。反观伯吉斯页岩,则留存了地球上一些已知最早动物生命的软组织遗迹,其化石年代可追溯至约5亿年前。

与之形成鲜明对比的是,完全由铁构成的沉积岩,通常被视为最不可能发现保存完好的陆生(陆地)动植物遗骸的地方之一。

这是因为富含铁的沉积岩主要源自条带状含铁建造。这些巨型铁矿床大多形成于约25亿年前地球远古时期的缺氧海洋中,远早于复杂动植物生命的演化进程。

在较近的历史时期,铁被视为一种单纯的风化产物,当暴露于富氧大气中时,它会在大陆上形成铁锈。只需看看澳大利亚标志性的红岩内陆景观,那里保存着这些历经数百万年至数十亿年之久的特征地貌。

然而,麦格拉思平原(McGraths Flat)的发现却打破了这些预期。

困于铁匣中的陆地生命

麦格拉思平地(McGraths Flat)由一种名为铁结砾岩的极细粒富铁岩石构成,本质上是一种铁质水泥。

铁质胶结物几乎全由微小的铁氧氢氧化物矿物颗粒构成,每一颗粒直径仅0.005毫米。当动物死亡并被掩埋于沉积物中时,正是这种微小的粒径,使得铁颗粒能够渗透并填满每一个细胞。其结果如何?便是形成了保存得异常完好的软组织化石。

与海洋生物化石遗址相比,保存陆地生物遗迹的化石遗址可谓凤毛麟角。而能保存软组织结构的陆地遗址?更是稀世罕见。麦格拉思斯平原(McGraths Flat)化石所捕捉到的非凡细节,为我们揭示了过往生命中那些难得一见的崭新瞬间。

这些化石保存得极为完好,以至于鱼眼中的单个色素细胞、昆虫与鱼类的内脏器官,甚至纤细的蜘蛛绒毛与神经细胞,皆清晰可见。

这一保存程度可与其它保存完好的化石遗址相媲美,例如那些由页岩或砂岩构成的遗址。只不过在这里,化石被禁锢于铁质之中。

麦克格拉思平原是如何形成的?

我们的新研究揭示了这一化石遗址的形成过程——这是寻找铁质陆地类似化石宝藏的关键一步。

麦格拉思斯弗拉特(McGraths Flat)形成于中新世时期,当时在温暖湿润的雨林环境下,风化玄武岩中的铁元素渗出。

随后,酸性地下水携带着溶解的铁元素潜入地下,直至抵达一处拥有牛轭湖(即废弃的河道)的河流系统。在那里,铁元素化作了超细的铁氧氢氧化物沉积物。

它迅速覆盖了湖底的死亡生物体,并精确复刻了其软组织结构,直至细胞层面。

全新化石路线图

了解麦克格拉思平原(McGraths Flat)的形成过程,或可为全球寻找类似富铁化石遗址提供指引。

需关注的关键特征包括:在以下区域存在颗粒极细、分层精细的铁质岩:

麦格拉思平地的红色岩石,为我们理解超凡保存完好的化石遗址究竟如何形成,开启了全新的篇章。

要洞悉远古陆地生命的下一个重大突破,或许并非源自传统的页岩或砂岩化石层,而是藏匿于我们脚下那锈红色的岩石之中。

参考文献:塔拉·乔基奇(Tara Djokic)、帕特里克·M·史密斯(Patrick M. Smith)、杰夫·R·哈维格(Jeff R. Havig)、迈克尔·弗雷斯(Michael Frese)、保罗·瓦斯康塞洛斯(Paulo Vasconcelos)、约亨·布罗克斯(Jochen Brocks)、迈克尔·埃尔伍德(Michael Ellwood)、戴维·J·坎特里尔(David J. Cantrill)、戴娜·麦吉尼(Dayna McGeeney)、罗斯·波格森(Ross Pogson)、克里斯·瑞安(Chris Ryan)、王宇(Yu Wang)、艾·阮(Ai Nguyen)、马蒂尔达·L·罗萨斯(Matilda L. Rosas)和马修·R·麦柯里(Matthew R. McCurry)所著《麦格拉思平原特异埋藏化石库铁质岩中软组织保存的埋藏学》,发表于2025年9月14日《冈瓦纳研究》期刊。DOI:10.1016/j.gr.2025.08.012

本文改编自最初发表于《对话》杂志的一篇文章。

资金支持:塔拉·乔基奇(Tara Djokic)及其合著者获得了埃瑟里奇家族后裔、澳大利亚博物馆研究所、澳大利亚博物馆信托基金以及澳大利亚研究理事会(ARC)对本研究的资助。我们在此对澳大利亚显微镜与显微分析研究网络(Microscopy Australia),特别是澳大利亚国立大学(ANU)高级显微镜中心(由澳大利亚国立大学与澳大利亚联邦政府联合资助)所提供的科学与技术协助表示感谢。

披露声明:本研究作者向麦格拉思平原所在地及其水道所属的传统守护者——维拉卓里族人致以敬意。

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