热河生物群是白垩纪最具代表性的陆相生物群之一，为揭示陆地生态系统的演化提供了重要窗口。以往关于热河生物群栖息地的古环境重建主要集中于冀北-辽西等核心分布区，而非核心区仍缺乏研究。大兴安岭北部下白垩统九峰山组油页岩蕴含丰富的化石，为揭示热河生物群的繁盛与埋藏机制、以及早白垩世湖泊生态系统的演变提供了重要参考。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生薛岩在研究员郑大燃和李罡的指导下，与成都理工大学教授荆振华合作，对内蒙古东部大杨树盆地石油矿屯剖面九峰山组开展了多指标地球化学研究。该研究在系统古生物学和综合地层学工作的基础上，结合有机碳同位素、Rock-Eval岩石热解、铁组分和氧化还原敏感微量元素等分析手段，重建了热河生物群生存时期的湖泊生态系统和底层水体环境，并进一步探讨了有机质富集与化石保存之间的关系。相关成果发表于国际学术期刊《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。
九峰山组产有经典的“东方叶肢介（Eosestheria）-三尾拟蜉蝣（Ephemeropsis trisetalis）-狼鳍鱼（Lycoptera davidi）”（“EEL”）组合，是研究热河生物群的经典层位。本次研究首次在九峰山组发现叠饰叶肢介属（Diestheria），继而将该层位的叶肢介归入Eosestheria-Diestheria组合；结合同位素年代学研究，提出九峰山组可以同辽宁西部义县组和九佛堂组下部相对比。这表明大杨树盆地在这一时期形成了富含热河生物群的湖泊生态系统，可以同核心区相对比。
九峰山组中的热河生物群主要富集在油页岩层，该层位总有机碳（TOC）含量均值约为7.75%，显示了较好的生烃潜力。Rock-Eval分析显示，这些页岩中的有机质以富氢的Ⅰ型干酪根为主，表明湖泊藻类是有机质的重要来源，这与C/N比值及相对偏负的δ13Corg值相吻合。铁组分和氧化还原敏感微量元素进一步揭示了有机质富集时期湖泊底层水体的特殊化学环境：油页岩沉积时期湖泊底层水体主要处于缺氧铁化状态，而泥岩形成时期为氧化-次氧化状态。
基于此，研究团队提出了大杨树盆地九峰山组中热河生物群的“生产力-保存耦合”模式。即较高的藻类初级生产力支撑了湖泊中鱼类、昆虫和叶肢介等生物的繁盛，同时向湖底输入大量有机质，为油页岩的形成创造了条件；而微生物分解持续消耗底层水体中的溶解氧，促进缺氧环境的形成。在硫化物供应有限的条件下，湖底进一步形成以Fe2+积累为特征的铁质缺氧水体。这样的氧亏损环境能够抑制有机质的有氧降解和底栖生物扰动，而活性铁还可能通过有机质稳定化和早期矿化等过程进一步提高保存潜力。
上述研究揭示较高的藻类生产力负责有机质“供给”，而缺氧铁化的湖底环境助力化石“保存”，二者共同促成了九峰山组富有机质、富化石湖相沉积的形成。该研究为理解热河生物群在早白垩世的扩展、生态演化及特异埋藏机制等提供了新的地球化学视角。
该研究得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项（B类）等项目的联合资助。
论文相关信息：Xue, Y., Jing, Z.H.*, Teng, X., Zhang, X., Liu, P.H., Song, S.Y., Fang, R., Li, G., Zheng, D.R.*, 2026. Biodiversity and paleoenvironmental reconstruction of the Jehol Biota in the Jiufengshan Formation of eastern Inner Mongolia, northeastern China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 700, 114111. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.114111.
石油矿屯剖面九峰山组热河生物群繁盛和保存模式图
石油矿屯剖面九峰山组中的叶肢介化石
石油矿屯剖面九峰山组水体氧化还原条件变化
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