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    2015年  40卷  第2期

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    三叠纪年代地层与中国建阶
    童金南, 殷鸿福
    2015, 40(2): 189-197. doi: 10.3799/dqkx.2015.014
    摘要:

    国际地层委员会三叠系分会(SubcommissiononTriassicStratigraphy,简称STS)成立后的第一件工作就是建立全球统 一的三叠纪年代地层划分方案.以国际地质对比规划项目IGCP-4(特提斯地区的三叠系)所取得的研究成果为基础,经过STS 专家的深入研讨,采用投票表决的方式于1991年确定了将三叠系划分为3统7阶的国际年代地层格架.随后的焦点集中于各 阶界线层型剖面和点位(GlobalStratotypeSectionandPoint,简称GSSP)的选定工作.但时至今日只确定了3个阶的GSSP,而 且只有三叠系底界,即印度阶底界的GSSP获得的研究最多,且应用广泛;另外2个阶(拉丁阶和卡尼阶)底界的GSSP仍以传 统的菊石作为首选定义标志,其推广可应用性还待实践检验.其他4个阶的界线层型选定工作正在推进中,但都存在一些困 难,其中尤以奥伦尼克阶界线层型的选定工作面临重大挑战.鉴于国际年代地层研究工作所面临的困境,全国地层委员会组织 专家于2000年提出了中国的年代地层划分和建阶方案,并在全国范围开展研究和推广应用.由于三叠纪时期中国处于从海向 陆的重要转折时期,海、陆相地层在中国都有广泛发育,因此提出了海、陆相两套中国三叠纪年代地层划分和建阶方案.经过十 多年的建阶研究和应用实践,中国三叠纪年代地层建阶方案逐步得以改进和完善,促进了中国三叠纪地层规范化研究,为相 关科学研究和实践应用奠定了基础,也推动了国际相关领域的科学研究.

    最近13ka以来长江中游古水文变化
    谢树成, 胡超涌, 顾延生, 黄咸雨, 朱宗敏, 黄俊华
    2015, 40(2): 198-205. doi: 10.3799/dqkx.2015.015
    摘要:

    长江中游是旱涝灾害频发区,但人们对该地区的古水文变化规律了解得很少.基于长江中游地区的大九湖泥炭沉积和 清江和尚洞石笋研究,综合集成4个古水文代用指标,重建了本地区13ka以来的古水文,探讨其变化规律,识别出持续时间 达千年以上的3个长时间尺度的较干时期(11.7~10.7kaBP、6.4~5.5kaBP、4.0~3.0kaBP)和3个长时间尺度的湿润期 (13.0~11.7kaBP、8.7~6.4kaBP、3.0~1.7kaBP).其中,8.7~6.4kaBP的长时间湿润期可能具有大区域性乃至全球性的特 点(全新世大暖期),对应于以定居的村落为规模的水稻种植发展.随后的6.4~5.5kaBP的长时间较干时期也具有大区域性 乃至全球性的特点,对应地出现了复杂的、具有国家性质的社会.长时间的湿润期之前或之后出现了长时间较干时期.此外,还 识别出5个短时间尺度的较干时期(9.8~9.2kaBP、9.0~8.7kaBP、5.0~4.2kaBP、1.7~1.1kaBP、0.7~0.0kaBP)与5个短 时间尺度的湿润期(10.7~9.8kaBP、9.2~9.0kaBP、5.5~5.0kaBP、4.2~4.0kaBP、1.1~0.7kaBP).长江中游地区大部分较 干时期表现出暖干的特点,这与北方的冷干现象不同.同时,湿润气候既可以出现在温暖时期,也可以出现在寒冷时期,水热配 置存在不稳定性.尽管古温度与古水文的关系比较复杂,但当温度从一种状态向另一种状态转变时,长江中游地区的干旱程度 加剧.长江中游古水文对古文化产生重要影响.

    中国构造-地层大区划分新方案
    张克信, 潘桂棠, 何卫红
    2015, 40(2): 206-233. doi: 10.3799/dqkx.2015.016
    摘要:

    中国大陆是由泛华夏陆块群、劳亚和冈瓦纳2个大陆边缘、3个大洋(古亚洲洋、特提斯洋和太平洋)洋陆转换逐渐集合 长大而成的.在中国大陆增生过程中,经历了多个大洋岩石圈板块构造向大陆岩石圈构造转换、增生、碰撞聚集,形成了以华 北、塔里木、扬子为核心的3个陆块(地台)区、8个造山系(阿尔泰-兴蒙、天山-准噶尔-北山、秦-祁-昆、羌塘-三江、冈 底斯、喜马拉雅、华夏、台东)镶嵌组成的复式大陆.在造山系中,还包含了大洋消亡、陆陆碰撞形成的6个对接带(额尔齐斯- 西拉木伦、南天山、宽坪-佛子岭、班公湖-双湖-怒江-昌宁-孟连、雅鲁藏布、江绍-郴州-钦防).根据中国大陆的上述地 史演化特点,提出按陆块区(地台区)、造山带区和对接带区不同的大地构造环境和大地构造演化阶段、造山带区洋-陆转化 时间、生物古地理区系、地层类型与地层序列等9条原则进行全国构造-地层大区综合区划新方案.上述3大陆块区、6大对接 带和8大造山系构成了中国大陆的17个构造-地层大区.

    南海共轭陆缘新生代碳酸盐台地 对海盆构造演化的响应
    吴时国, 张新元
    2015, 40(2): 234-248. doi: 10.3799/dqkx.2015.017
    摘要:

    南海新生代碳酸盐台地分布面积广、厚度巨大,但大部分已经淹没,成为淹没碳酸盐台地,它们孕育着南海海盆演变的 重要信息.南海碳酸盐台地伴随着南海陆缘张裂而发育,最初主要发育在两个共轭陆缘伸展地块的构造高地.南海经历了大陆 边缘伸展、岩石圈减薄和地幔剥露等过程,始新世到早渐新世的第二期NE-SW 向扩张,形成了破裂不整合面,随之发生了晚 渐新世至早中新世的海底扩张,形成中央海盆.构造沉降提供了台地生长的可容纳空间,构造掀斜作用、断裂作用和前陆盆地 前沿挤压褶皱的迁移控制了台地各单元厚度、沉积相和地震反射终止特征在横向上的变化,构造控制的相对海平面的变化控 制了不同级序生物礁碳酸盐台地的沉积旋回,而后期加速沉降导致碳酸盐台地淹没.

    贵州麻江下司寒武系杷榔组棘皮动物 始海百合新类型化石
    赵元龙, 伍孟银, 罗绣春, 文荣琴, 刘玉娟
    2015, 40(2): 249-260. doi: 10.3799/dqkx.2015.018
    摘要:

    和凯里生物群一样,贵州寒武系杷榔动物群也含有丰富的棘皮动物始海百合化石,包括两个属种即俞氏贵州始海百合 GuizhoueocrinusyuiZhao,ParsleyetPeng,2007及殷氏原始球状始海百合(新属新种)Protogloboeocrinusyini(gen.etsp. nov.).其中新属种是近期在杷榔组分布区南部贵州麻江下司淑里村杷榔组上部发现的,是凯里组中球形球状始海百合(GloboeocrinusglobolusZhao, ParsleyetPeng,2008)的原始属种,两者均具有发育的吸盘、长的茎、近于球形或椭球形的萼及较长 的腕.但新属种茎呈倒长锥柱形,缝孔长卵形,腕枝数少,两者区别明显.Protogloboeocrinusyini(gen.etsp.nov.)的发现及研 究,不仅追溯到凯里组球形球状始海百合的原始属种,了解两者演化规律是茎变短,萼变球形,缝孔变为圆形,腕枝数量增加, 捕食能力增强.而且还增添了杷榔组始海百合的多样性及其分区性:杷榔组分布区北部仅见Guizhouocrinusyui,南部仅见 Protogloboeocrinusyini(gen.etsp.nov.)

    基于“人-水-地和谐”的长江堤防功能
    李长安
    2015, 40(2): 261-267. doi: 10.3799/dqkx.2015.019
    摘要:

    作为长江中下游防洪的骨干工程,长江堤防的兴建防改写了中下游平原“三年两淹”的历史,发挥了巨大的防洪效益.同 时,堤防的存在也引发了新的流域环境问题.基于“人-水-地和谐”流域治水理念,分析了堤防建设对自然状态下河流地质过 程和水文环境的干预与改变,以及由此引发的新的水环境问题.提出堤防建设应充分考虑地质背景条件和地学演化规律,适应 水文环境,以人-水-地和谐为宗旨.未来长江堤防建设的重点应该放在适应地质条件和顺应地质作用规律上.在新的防洪形 势下,长江堤防的功能与作用需要重新定位.随着三峡及上游水利工程的建设和运用,长江中下游的防洪形势发生了重大变 化,长江中下游的水问题(水多、水少、水浑、水脏)的重要性排序正在悄然发生变化,即由水多(洪灾)、水浑(水土流失与泥沙淤 积)转向水少(干旱)和水脏(水污染).长江堤防的功能相应由防洪骨干工程转变为水资源合理利用与生态环境保护的骨干工 程,其主要作用应该由“挡水”转为“控水”和“导水”.以长江堤防为依托的防旱、排水、江湖连通、湿地生态保护等系统工程构建 应成为未来长江中下游水利工程的重点.

    中国东部季风区与西北干旱区 降水变化的石笋记录对比
    胡超涌, 汪颖钊, 李骜扬, 廖金, 谢树成
    2015, 40(2): 268-274. doi: 10.3799/dqkx.2015.020
    摘要:

    中国东部季风区和西北干旱区分别受控于季风和西风环流,是全球变化响应的敏感区域.过去50年全球升温,西北干 旱区降水显著增加,而东部季风区的降水变化不明显.在未来全球继续变暖的情况下,两个地区降水将如何变化尚不清楚.利 用湖北神农架三宝洞和新疆特克斯科桑洞的石笋生长速率记录,考察它们对降水变化的响应,研究冰期-间冰期旋回中两地 的降水变化及其差异,为未来气候变暖下的中国降水模型预测提供一个验证实例.研究表明,500ka以来中国东部季风区和西 部干旱区降水呈现冰期-间冰期波动变化,气温偏高的间冰期降水量大.但是,中国西北干旱区降水的响应滞后于东部季风 区,指示两地降水对温度变化的响应可能并非完全同步.

    二叠纪末扬子海盆及其周缘动物群的 特征和古地理、古构造启示
    何卫红, 张克信, 吴顺宝, 冯庆来, 杨廷禄, 乐明亮, 肖异凡, 吴会婷, 王光栋
    2015, 40(2): 275-289. doi: 10.3799/dqkx.2015.021
    摘要:

    二叠纪-三叠纪之交生物灭绝主要受古环境演变的控制.然而,古地理、古构造背景和生物自身因素(如生物的生理特 征)也影响着生物的演化规律及空间分布.从沉积学、放射虫古测深以及生物组合等方面对扬子海盆及其周缘的古地理特征进 行了详细研究,重建其古地理和古构造背景,为华南古-中生代之交生物和环境演化的全球可对比性提供了古地理依据.研究 表明:(1)扬子海盆北缘,从南往北,水体逐渐变深,面向东秦岭-大别深海;扬子海盆南缘深水盆地,从北往南,水体也是逐渐 变深,面向古特提斯洋盆.扬子海盆边缘面向广海表明扬子海盆二叠纪末生物和环境演化具有区域上广泛的代表性甚至全球 意义.(2)扬子海盆北缘盆地的古水深普遍小于南缘深水盆地的古水深.(3)华北板块与华南板块的最终碰撞发生在二叠纪以 后;钦防地区晚古生代为洋盆环境(古特提斯的分支小洋盆),该洋盆一直延续到二叠纪末甚至三叠纪,因此,扬子和华夏古构 造体系西南段的最终碰撞和拼合可能发生在二叠纪末甚至三叠纪.

    华北古元古代末鲕铁岩:Columbia超大陆 裂解初期的沉积响应
    汤冬杰, 史晓颖, 刘典波, 林倚天, 张传恒, 宋高源, 吴金键
    2015, 40(2): 290-304. doi: 10.3799/dqkx.2015.022
    摘要:

    铁建造和鲕铁岩是地史上两类主要的富铁沉积,不仅记录了地球大气与海洋氧化还原状态和化学条件演变,而且也反 应了构造运动、岩浆活动和生物的相互作用过程.过去对铁建造已有深入研究,而有关前寒武纪铁岩成因与古海洋和构造背景 研究甚少.运用扫描电镜(scanningelectronicmicroscopy,简称SEM)、X射线衍射(X-raydiffraction,简称XRD)、能谱(energy dispersive spectroscopy,简称EDS)技术分析铁鲕的微组构、矿物成分和化学组成,讨论华北串岭沟组(1.65~1.64Ga)鲕铁岩 的成因环境及其与Columbia超大陆裂解的关系.研究表明,铁鲕主要由赤铁矿和少量高岭石组成,贫陆源碎屑和Al2O3;鲕包 壳由微片状赤铁矿构成的致密和疏松纹层交互组成;Fe-Al呈明显的负相关性,表明铁主要源于缺氧富铁深海水体而非陆源 风化.鲕铁岩集中在快速海进和低陆源输入引起的沉积饥饿期,发育于氧化还原界面附近的潮下贫氧环境.与超大陆裂解伴生 的岩浆活动、基底沉降和快速海侵是促进鲕铁岩形成的重要因素.串岭沟组底部铁岩是华北地台响应Columbia超大陆裂解而 发生构造与环境转化的重要沉积记录.

    硫酸盐还原菌及异化铁还原菌对 黄钾铁矾还原作用的对比
    王红梅, 刘烁, 刘邓
    2015, 40(2): 305-316. doi: 10.3799/dqkx.2015.023
    摘要:

    选取酸性矿坑水环境中常见的次生含铁硫酸盐矿物———黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]为研究对象,用硫酸盐还原菌 Desulfovibriovulgaris 和异化铁还原菌Shewanellaputrefaciens CN32对其进行还原实验,探讨作为重金属治理潜在材料的 黄钾铁矾的微生物稳定性.实验采用非增长型培养基,在中性、厌氧、30℃的条件下进行.采用湿化学方法测量水溶液及还原产 生的总Fe2+ ,利用X射线衍射(X-raydiffraction,简称XRD)来分析反应后残余固体物质的矿物组成,用扫描电镜(scanning electronicmicroscopy,简称SEM)观察固体残余物的形貌特征.结果表明,没有微生物的参与,黄钾铁矾的稳定性较好.异化铁 还原菌S.putrefaciens CN32和硫酸还原菌D .vulgaris 在营养极其匮乏的中性厌氧条件下均能还原黄钾铁矾晶格中的 Fe3+ ,显示出黄钾铁矾被微生物还原的可能性.S.putrefaciens CN32还原黄钾铁矾晶格中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为0.001mmol·L-1·h-1和0.37%.与S.putrefaciens CN32不同,D .vulgaris 对黄钾铁矾的还原能力较强,不 含有电子穿梭体(Anthraquinone-2,6-disulfonate,简称AQDS)的实验体系中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为 0.017mmol·L-1·h-1和16.80%,而添加了AQDS的实验体系的则分别达到了0.026mmol·L-1·h-1和24.30%,这可能与 黄钾铁矾中含有SO42- 有关.D .vulgaris 优先还原黄钾铁矾晶格中的SO42- 产生的H2S是强还原剂,也可促进Fe3+ 的还原, 微生物以及H2S的双重作用可能是导致D .vulgaris 体系中Fe3+ 还原率较高的原因.XRD分析表明,黄钾铁矾经过S.putrefaciens CN32的作用,物相没有发生变化;而经过D .vulgaris 作用后,黄钾铁矾的特征峰消失,固相残余物中出现了菱铁 矿(FeCO3)、蓝铁矿[Fe3(PO4)2·8H2O]等次生矿物.由于培养基中没有添加任何的磷酸盐,因此蓝铁矿的出现可能是由于培 养基中添加的少量酵母浸膏降解后产生的磷酸根与D .vulgaris 还原黄钾铁矾产生的Fe2+ 相互作用的结果.这些认识对深入 理解地球表层铁的生物地球化学循环具有重要意义,为矿山环境重金属的污染治理提供了实验依据.

    湖北赤壁二叠纪一三叠纪之交古海洋沉积环境演化
    邓宝柱, 余黎雪, 王永标, 李国山, 孟亚飞
    2015, 40(2): 317-326. doi: 10.3799/dqkx.2015.024
    摘要:

    晚二叠世时,湖北赤壁位于扬子台地与北部硅质岩盆地的过渡地带.特殊的古地理位置,使该地区发育一套独特的地层 沉积序列.沉积微相、古生物化石和草莓状黄铁矿的综合研究表明,晚二叠世长兴期至早三叠世早期,赤壁剖面沉积环境演化 可分为6个阶段:近氧化的深水台缘硅质岩沉积、含氧量正常的台缘缓坡沉积、火山活动加剧而含氧量正常的台缘缓坡沉积、 大灭绝后严重缺氧环境的沉积、大灭绝后贫氧环境下的沉积、大灭绝后氧化环境的沉积.由于赤壁剖面处在远离陆地的台缘缓 坡环境,陆源剥蚀的影响可能比较有限,因此火山作用带来的营养物质可能是引起大灭绝后海洋缺氧的主要原因.

    内蒙古磴口河湖相沉积物正构烷烃分布特征及其环境意义
    杨桂芳, 武法东, 陈正洪, 尹雪锋, 殷志刚
    2015, 40(2): 327-333. doi: 10.3799/dqkx.2015.025
    摘要:

    为了探讨季风边缘区气候变化特征,对内蒙古磴口一个深15m 的钻孔沉积物中的正构烷烃进行了分析.结果显示,正 构烷烃总体呈现出以高碳数为主的分布特征,表明其主要来源于陆生高等植物,多数样品以nC27、nC29为主峰,奇碳优势明 显,局部样品以nC25为主峰,显示了流域植被类型为木本植物和少量水生植物.但在钻孔上部短链正构烷烃相对丰度较高,主 要以nC18为主峰,无明显的奇偶优势,反映了低等藻类生物增加.正构烷烃的分布特征在沉积钻孔中表现出的多阶段变化,与 岩性、有机碳同位素等变化相吻合,反映出研究区寒暖交替的气候条件.

    二叠纪-三叠纪之交双壳类的灭绝与复苏过程
    黄云飞, 童金南, 肖传桃, 宋海军, 楚道亮
    2015, 40(2): 334-345. doi: 10.3799/dqkx.2015.026
    摘要:

    为了建立早-中三叠世双壳类的残存-复苏模式及深入探讨双壳类迟缓复苏的原因,对全球范围内该时期双壳类属的 时限分布进行了统计.总体来看,3个亚纲(Pteriomorphia、Palaeotaxodont和Heteroconchia亚纲)和5种生活方式(外栖活动 类、外栖固着类、半内栖类、内栖浅掘穴类和内栖深掘穴类)的双壳类均展示出了一致的规律,属级分异度直到中三叠世Anisian 期才恢复到晚二叠世末生物大灭绝之前的水平.二叠纪残存类型在早-中三叠世双壳类中所占的比例逐步降低,从占过 渡层的77.3%降低到了中三叠世Anisian期的33.7%,指示双壳类的缓慢复苏过程.而在整个早三叠世的漫长复苏期中,双壳 类仅遭受背景灭绝,表明双壳类的迟缓复苏受限于长时期的高压环境,随着海洋环境的逐步好转,才逐渐出现新的类型.

    青海南部二叠纪类生物古地理区系
    牛志军, 吴俊
    2015, 40(2): 346-356. doi: 10.3799/dqkx.2015.027
    摘要:

    冈瓦纳与欧亚大陆间的昌都地块构造属性存在争议,解决问题的关键是生物古地理区系判别.青海南部二叠纪类化 石群的研究表明昌都地块该生物群一直表现为暖水的特提斯型,与华南地区始终表现出更多的相似性,其生物古地理归属应 为特提斯大区华夏-特提斯区华南亚区.昌都地块南界龙木错-双湖-澜沧江缝合带在早二叠世为划分青藏高原暖水型特提 斯区的南界,不仅是华南亚区与藏北冷暖混合亚区的分界线,也是特提斯大区与冈瓦纳大区的分界线.中二叠世以后该带不再 构成大区界线,但在确定次一级分区界线上仍是一个很好的划分标志;北界金沙江缝合带二叠纪两侧生物群表现出一致性, 未形成浅海底栖生物自由迁移的障碍,不具有生物古地理分区意义.

    广西桂林杨堤晚泥盆世弗拉期-法门期之交上、下 Kellwasser事件的差异与海洋生产力变化
    龚一鸣, 谭雪娇, 曾剑威
    2015, 40(2): 357-371. doi: 10.3799/dqkx.2015.028
    摘要:

    对广西桂林晚泥盆世弗拉期-法门期(Frasnian-Famennian,简称F-F)之交杨堤剖面的碳酸盐岩碳同位素、生物成因 Ba、Al、Si和氧化还原指标的综合分析,表明该地区F-F之交生产力较低,且两次Kellwasser事件具有不同特点:下Kellwasser (LKW)事件时期并未出现明显缺氧环境,生态系统中初级生产力和最终生产力均相对较高,δ13C小幅度正偏是由生产力上升 引起;上Kellwasser(UKW)事件时期海平面上升,陆源输入物极少,氧含量急剧下降,初级生产力有所增加,最终生产力锐减, 此时的δ13C大幅正偏是由于缺氧条件下有机碳缓慢积累埋藏保存所致.

    黔南地区早二叠世大幅度冰川性 海平面下降的沉积学新证据
    严雅娟, 颜佳新, 武思琴
    2015, 40(2): 372-380. doi: 10.3799/dqkx.2015.029
    摘要:

    众所周知,石炭纪-二叠纪期间冈瓦纳大陆冰盖的推进和消融在低纬度地区形成了许多高频海平面升降变化和广泛分 布的旋回沉积.最新研究表明,石炭纪-二叠纪冰室气候时期的大陆冰盖是由一系列不连续的冰期组成.因此石炭纪-二叠纪 期间既存在高频低幅的海平面变化,也发育多次大幅度海平面下降.前者在华南地区已有研究证实,后者仍需要深入研究.描 述了贵州龙吟和紫云扁平剖面早二叠世碳酸盐岩地层中古岩溶特征,包括垮塌角砾岩及相关沉积构造,分别对应早二叠世两 次冰期导致的显著海平面下降,对深入了解华南地区早二叠世古地理演化具有重要意义.

    遗迹化石对显生宙5大生物-环境事件的响应
    张立军, 龚一鸣
    2015, 40(2): 381-396. doi: 10.3799/dqkx.2015.030
    摘要:

    通过系统梳理与奥陶纪-志留纪、晚泥盆世弗拉期-法门期、二叠纪-三叠纪、三叠纪-侏罗纪、白垩纪-古近纪之交 的5次生物大灭绝期遗迹化石记录相关的生物和环境事件,发现遗迹化石对5次大灭绝事件为负响应,即在大灭绝事件之后 的残存期和复苏期期间,遗迹化石的多样性、丰度、潜穴直径、生物扰动强度、遗迹组构阶层都大为减小.遗迹化石反映的造迹 生物行为习性和觅食策略在5次生物大灭绝事件后也各有不同,食沉积物性觅食策略在晚奥陶世和晚白垩世大灭绝事件之 后占据主导,滤食性觅食策略在晚三叠世大灭绝事件之后占据主导,机会主义遗迹(如Planolites)、食沉积物性和滤食性等多 种觅食策略和行为习性在晚泥盆世F-F和晚二叠世两次大灭绝事件之后占据主导.晚泥盆世F-F和晚二叠世两次大灭绝事件 之后,遗迹化石记录了底栖生物系统由简单向复杂、由二维向三维生态空间拓展的变化趋势.

    晚泥盆世牙形刺及软骨鱼类在西准噶尔 塔克台组中的发现及意义
    王志宏1, 纵瑞文1, 龚一鸣1, 王成源2
    2015, 40(2): 588-596. doi: 10.3799/dqkx.2015.046
    摘要:

    新疆西准噶尔哈拉也门地区原有一套地层划分为下石炭统和布克河组,岩性组合与标准剖面差异较大,因此,新建塔克台组.在该组参考剖面TK01第3层含化石的灰岩透镜体中,发现了少量非常重要的浅水相牙形刺,包括3属6种1未定种:Icriodus alternatus alternatus、Icriodus cornutus、Icriodus expansus、Polygnathus krestovnikovi、Polygnathus procerus、Polygnathus makhlinae、Ancyrognathus sp.,与这些牙形刺共生的还有软骨鱼类化石Protacrodus sp.和Phoebodus sp..该化石组合表明,新建的塔克台组的时代为晚泥盆世法门期早期.