德克薩斯大學奧斯汀分校的科學家及其合作者進行的新研究揭示了有關德國波西多尼亞頁岩化石的新真相。他們否定了長期以來人們的看法，即它們的閃光源自黃鐵礦，俗稱“愚人金”。它們金色光芒的來源實際上在於礦物質的混合物，這提供了有關這些化石形成環境的線索。

這一發現對於了解這些化石（世界上保存最完好的早侏羅世海洋生物標本之一）最初是如何形成的，以及環境中的氧氣在它們形成過程中的作用非常重要。

“當你去採石場時，金色的菊花形狀從黑色頁岩板中探出頭來，”該研究的合著者、德克薩斯大學傑克遜地球科學學院的副教授羅萬·馬丁代爾(Rowan Martindale) 說。“但令人驚訝的是，我們很難在化石中找到黃鐵礦。 即使是看起來金色的化石，也被保存為含有黃色方解石的磷酸鹽礦物。 這極大地改變了我們對這個著名化石礦床的看法。”

該研究發表在《地球科學評論》上。康奈爾學院前助理教授、傑克遜學院前博士後研究員德魯·穆森特領導了這項研究。

菊花狀的黃鐵礦化石來自Ohmden 採石場，Posidonia 頁岩lagerstatte。圖片來源：Sinjini Sinha/德克薩斯大學奧斯汀傑克遜地球科學學院。

波西多尼亞頁岩的化石可以追溯到1.83 億年前，其中包括罕見的軟體標本，如魚龍胚胎、有墨囊的魷魚和龍蝦。為了更多地了解為何當地可以有如此精美保存的化石條件，研究人員將數十個樣本放在掃描電子顯微鏡下研究它們的化學成分。

“我迫不及待地想把它們放在顯微鏡下，幫助講述它們的保存故事，”合著者吉姆·希夫鮑爾（Jim Schiffbauer）說，他是密蘇里大學地質科學系的副教授，負責處理一些較大的樣本。研究人員發現，在每種情況下，化石主要由磷酸鹽礦物組成，儘管周圍的黑色頁岩岩石上散佈著微小的黃鐵礦晶體簇（稱為“framboids”）。

德克薩斯大學奧斯汀分校的地球科學學生與來自波西多尼亞頁岩的魚龍標本。圖片來源：羅文·馬丁代爾

在樣本的不同位置發現黃鐵礦和磷酸鹽這一事實很重要，因為它揭示了有關化石環境的關鍵細節。黃鐵礦在缺氧（無氧）環境中形成，但磷酸鹽礦物需要氧氣。研究表明，儘管缺氧海底為化石形成奠定了基礎——阻止腐爛和捕食者的入侵，但它需要氧氣脈衝來驅動化石形成所需的化學反應。

這些發現補充了該團隊早期對因保存完好的化石（稱為konservat-lagerstätten）的地點的地球化學條件進行的研究。然而，這些研究的結果與長期以來關於波西多尼亞化石保存所需條件的理論相矛盾。

“長期以來，人們一直認為缺氧導致了異常的保存，但它並沒有直接幫助，”辛哈說。“它有助於創造有利於更快化石化的環境，從而促進保存，但氧化作用可以增強保存。”

事實證明，氧化作用以及磷酸鹽和伴隨的礦物質也增強了化石的光澤。