Wiertło Gunflint - Gunflint chert

Gunflint chert
Zasięg stratygraficzny : 1,88 Ga
Mikroskamieniałości drobnoustrojów podobnych do cyjanobakterii, formacja Gunflint, północny brzeg Jeziora Górnego, 1,9 miliarda lat, chert - Muzeum Redpath - Uniwersytet McGill - Montreal, Kanada - DSC07897.jpg
Mikroskamieniałości drobnoustrojów podobnych do sinic , formacja Gunflint, północny brzeg Jeziora Górnego, wiek 1,9 miliarda lat
Rodzaj Formacja geologiczna
Litologia
Podstawowy Formacja żelazna pasmowa
Lokalizacja
Region  Minnesota Ontario
 
Wpisz sekcję
Nazwany dla Strzelnica strzelnicza

Gunflint Chert (1,88 Ga ) jest ciągiem pasmowych żelaza formacji skał, które są narażone na Gunflint obszarze północnej Minnesocie i północno-zachodnim Ontario wzdłuż północnego brzegu jeziora Superior . Gunflint Chert ma znaczenie paleontologiczne, ponieważ zawiera dowody życia drobnoustrojów z paleoproterozoiku . Gunflint Chert składa się z biogenicznych stromatolitów . W momencie odkrycia w latach pięćdziesiątych była to najwcześniejsza forma życia odkryta i opisana w literaturze naukowej, a także najwcześniejsze dowody na fotosyntezę . Czarne warstwy w sekwencji zawierają mikroskamieniałości, które mają od 1,9 do 2,3 miliarda lat. Stromatolity kolonie z cyjanobakterii , które zostały zamienione na Jasper znajdują Ontario. Otoczonego taśmą ironstone formacji składa się z naprzemiennych warstw z tlenku żelaza bogaty w warstwy interbedded z krzemionką bogaty w strefach. Tlenki żelaza to zazwyczaj hematyt lub magnetyt z ilmenitem , podczas gdy krzemiany to głównie kwarc kryptokrystaliczny jako czert lub jaspis , wraz z kilkoma drobnymi minerałami krzemianowymi.

Formacja Gunflint Iron (odsłonięta jako Gunflint Range ) obejmuje północno-zachodnie Ontario i północną Minnesotę wzdłuż brzegów Jeziora Górnego. Typowe stanowisko formacji żelaza Gunflint można znaleźć w Schreiber, ON, w pobliżu Thunder Bay w Lake Superior . Stanley A. Tyler zbadał ten obszar w 1953 roku i zauważył stromatolity w kolorze czerwonym. Pobrał również próbkę kruczoczarnej warstwy czernicy, która po zaobserwowaniu petrograficznym ujawniła pewne realistyczne małe kule, pręciki i włókna o wielkości poniżej 10 mikrometrów. Elso Barghoorn , paleobotanik z Harvardu , przyjrzał się następnie tym samym próbkom i doszedł do wniosku, że „były one rzeczywiście strukturalnie zachowanymi organizmami jednokomórkowymi ”. W 1965 roku obaj naukowcy opublikowali swoje odkrycie i nazwali odmianę flory Gunflint . Stworzyło to akademicki „ mętlik ” do badania mikroskamieniałości prekambryjskich z podobnych środowisk proterozoicznych . Chociaż od tego czasu opisano starsze mikroskamieniałości, mikrofauna Gunflint jest historycznym odkryciem geologicznym i pozostaje jednym z najbardziej solidnych i różnorodnych zespołów skamieniałości mikrofaunów z prekambru.

Stratygrafia

Gunflint żelaza formacja jest pasami tworzenie żelaza , składający się głównie z gęstych czertach i łupków warstw interbedded z ankeryt warstw węglanowych. Warstwy chertowe można podzielić na warstwy czarne (zawierające materiał organiczny i piryt), warstwy czerwone (zawierające hematyt) i warstwy zielone (zawierające syderyt). Formacja żelaza Gunflint należy do grupy Animike i można ją podzielić na cztery sekcje stratygraficzne, sekcje Lower Cherty, Lower Slaty, Upper Cherty i Upper Slaty. Mikroskamieniałości można znaleźć w stromatolitycznych warstwach chert, składających się z sinic, włókien alg, sferoidów podobnych do zarodników i bogatych w substancje organiczne ooidów .

Historia

Stanley A. Tyler zbadał pasmo Gunflint w 1953 roku i zaobserwował formacje z czerwonymi żelaznymi pasmami i czarną rogaliką, zauważając prawdopodobne stromatolity, choć nie zamierzał publikować swoich obserwacji przez kolejną dekadę. AM Goodwin zbadał później geologiczne facje formacji żelaza Gunflint w 1956 roku, co zaowocowało jedną z pierwszych publikacji naukowych na temat tego regionu, ale w jego raporcie nie ma żadnej wzmianki o mikroskopijnym życiu. Pierwsze publikacje zwracające uwagę na geobiologiczne znaczenie Gunflint Chert pojawiły się w 1956 r., kiedy w prestiżowym czasopiśmie „ Science ” opublikowano dwa artykuły naukowe dotyczące mikrofauny Gunflint . Stanley Tyler i Elso Barghoorn z Harvard University opublikowali „Mikroorganizmy z Gunflint Chert” w ciągu kilku miesięcy od publikacji Preston Cloud (Uniwersytet Kalifornijski w Santa Barbara) „Znaczenie mikroflory Gunflint (prekambryjskiej”). Choć publikowane niemal w tym samym czasie, oba artykuły służyły jako przełomowe publikacje wprowadzające ideę życia zachodzącego w prekambrze. Każdy artykuł miał wyraźnie inne ogniska: podczas gdy Barghoorn i Tyler 1965 dążyli do scharakteryzowania poszczególnych mikroorganizmów, z których składa się karta Gunflint z taksonomicznego i morfologicznego punktu widzenia, Cloud 1965 skupił się na większym znaczeniu perspektywy życia w okresie prekambryjskim. i jej implikacje dla pola paleontologii prekambryjskiej. Publikacja tych dwóch przełomowych artykułów otworzyła wrota dla szerokiego wachlarza badań paleontologicznych i geochemicznych w celu zbadania mikroskamieniałości prekambryjskich z podobnych środowisk proterozoicznych.

Wiek

Mikrofauna z czereśni Gunflint ma wiek od średniego do późnego paleoproterozoiku (około 1,878 Ga ± 1,3 Ma, jak określono technikami datowania uranowo-ołowiowego . Wiek ten zmieniał się w czasie, ponieważ techniki datowania stały się bardziej dokładne i precyzyjne. Datowanie rubidowo -strontowe i potasowo-argonowe określiło wiek formacji żelaza Gunflint na 1,56-163 Ga. Całe skały neodymowo-samarium umieściły wiek między 2,08 a 2,11 Ga. Wreszcie, datowanie przewarstwionych warstw popiołu w formacji żelaza Gunflint dało w wieku pomiędzy 1,86 i 1,99 Ga, które są najbardziej podobne do wieku konsensusowej 1,878 Ga ± 1,3 mA. w chwili odkrycia Gunflint Chert najstarszy dowody życia znany był fauny ediakarskim (635-541 Ma), a zespół późnego prekambru mniej niż połowa wieku mikroorganizmów Gunflint.

Różnorodność mikrofaunalna

Najbardziej rozpowszechnionymi organizmami w Gunflint są włókna znalezione w tkaninach stromatolitycznych i zazwyczaj mają średnicę od 0,5 do 6,0 μm i długość do kilkuset mikronów. Mikrofaunę Gunflint można podzielić na dwie szerokie kategorie: włókna i sferoidy. W przełomowym artykule Barghoorna i Tylera z 1965 roku odkryto trzy nowe rodzaje i cztery nowe gatunki nitkowatych cyjanobakterii, od tego czasu zidentyfikowano różne nowe rodzaje i gatunki, a niektóre zostały nazwane na cześć Barghoorna, Tylera i Clouda w uznaniu ich wczesnych wkład w definiowanie zespołów drobnoustrojów Gunflint.  

Mikroorganizmy nitkowate

Mikroorganizmy nitkowate w Gunflint Chert stanowią mieszaną populację fotosyntetycznych sinic i bakterii utleniających żelazo . W skali wychodni nitkowate cyjanobakterie Gunflint tworzą kopuły stromatolityczne w skali metrowej, które są widoczne wzdłuż stratygraficznej sekcji formacji żelaza Gunflint. Przykłady nowo zidentyfikowanych rodzajów i gatunków nitkowatych w obrębie Gunflint Chert obejmują rodzaj Gunflintia i gatunki Animikiea septate, Entosphaeroides amplus i Archaeorestis schreiberensis.

Mikroorganizmy sferoidalne

Sferoidalne ciała podobne do zarodników w Chert Gunflint znajdują się nieregularnie rozmieszczone w całej formacji żelaza Gunflint i mają średnicę od 1 do 16 μm. Pomimo swojej nazwy, sferoidalne ciała mają morfologię od kulistej do elipsoidalnej. Zazwyczaj są one otoczone membraną, która może mieć różną grubość ścianki i morfologię. Przypuszcza się, że sferoidalne ciała są różnymi rzeczami, takimi jak jednokomórkowe cyjanobakterie, endogennie wytwarzane endospory pochodzenia bakteryjnego, swobodnie pływające bruzdnice i zarodniki grzybów. Przykłady nowo zidentyfikowanych rodzajów i gatunków sferoidalnych w obrębie Gunflint Chert obejmują nowe rodzaje Huronispora i Eoasatrion, a także gatunek Eosphaera tyleri.

Zachowanie mikrofauny

Zasugerowano różne dominujące tryby tafonomiczne jako mechanizmy, które doprowadziły do ​​wyjątkowego zachowania mikrofauny Gunflint Chert. Przykłady tych trybów tafonomicznych obejmują konserwację pozostałości organicznych, pirytyzację drobnoziarnistą , gruboziarnistą, asocjację węglanową i konserwację hematytu . W konserwacji pozostałości organicznych błona jasnobrązowego do ciemnobrązowego materiału organicznego przedstawia mikroorganizmy, działając jak plama i konserwując włókna, ciała podobne do zarodników i romby węglanowe w chert. Pirytyzacja drobnoziarnista jest najczęstszym rodzajem konserwacji w Cherts Gunflint, w której połączenie drobnoziarnistego (w skali μm) pirytu z materią organiczną zachowuje morfologię mikroorganizmów nitkowatych i sferoidalnych. Gruboziarnista pirytyzacja ma miejsce, gdy minerały pirytu w skali milimetrowej zastępują materię organiczną w łupinach, zachowując morfologię mikroorganizmów. W asocjacji węglanowej włókna, ciała podobne do zarodników i inne struktury organiczne mogą być zachowane przez mineralizację węglanową (o średnicy <1 μm) osadzoną w matrycy cherta. Minerały węglanowe mogą tworzyć ciągłą bryłę lub szereg soczewek odwzorowujących nitkowate szczątki sinic. Mineralizacja węglanowa jest często obserwowana w postaci kryształków pirytu. Konserwowanie hematytu jest mniej powszechnym trybem tafonomicznym, ale czasami można go znaleźć na styku czarnych stromatolitycznych akordów i czerwonego jaspisu. W tej metodzie konserwacji włókna hematytu o średnicy <1 μm otaczają (a czasami zastępują) skamieniałości nitkowate i często są obrysowane filmami węglowymi i ziarnami pirytu. W wyniku niezwykłej ochrony mikroorganizmów, biorąc pod uwagę opisane powyżej tryby tafonomiczne, Gunflint Chert jest czasami opisywany jako pierwszy prekambryjski lagerstätte lub wyjątkowo zachowany zespół skamieniałości.

Znaczenie i implikacje paleośrodowiskowe

W latach 50. i 60. stan atmosfery prekambryjskiej nie był dobrze scharakteryzowany. Odkrycie mikrobioty Gunflint ujawniło, że fotosynteza (lub starożytna modalność autotroficznego prekursora) miała miejsce 1,8 miliarda lat temu, a atmosfera była wystarczająco natleniona, aby podtrzymać życie drobnoustrojów. Mineralogia formacji pasmowej Gunflint ujawnia, że ​​istniała złożona zależność między tymi warunkami redoks w całej formacji Gunflint. Wiele gatunków żelaza w formacji Gunflint dostarcza dowodów na wysoce utleniającą atmosferę, z pewnymi miejscowymi warunkami redukującymi, które umożliwiły transport dużych ilości żelaza w stanie rozpuszczalnym w postaci żelaza.

Chociaż mikrofauna Gunflint nie reprezentuje już najstarszego życia odkrytego na Ziemi, w momencie odkrycia przesunęła przypuszczalny wiek fotosyntezy i początek granicy życia o ponad miliard lat. To odkrycie zachęciło pokolenia paleontologów i geomikrobiologów do kontemplacji dawnych warunków tlenowych w atmosferze i stanów redoks oraz do kontynuowania poszukiwań starszych organizmów drobnoustrojowych.

Zobacz też

Bibliografia