德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家及其合作者进行的新研究揭示了有关德国波西多尼亚页岩化石的新真相。 他们否定了长期以来人们的看法，即它们的闪光源自黄铁矿，俗称“愚人金”。 它们金色光芒的来源实际上在于矿物质的混合物，这提供了有关这些化石形成环境的线索。
这一发现对于了解这些化石（世界上保存最完好的早侏罗世海洋生物标本之一）最初是如何形成的，以及环境中的氧气在它们形成过程中的作用非常重要。
“当你去采石场时，金色的菊花形状从黑色页岩板中探出头来，”该研究的合著者、德克萨斯大学杰克逊地球科学学院的副教授罗万·马丁代尔 (Rowan Martindale) 说。 “但令人惊讶的是，我们很难在化石中找到黄铁矿。 即使是看起来金色的化石，也被保存为含有黄色方解石的磷酸盐矿物。 这极大地改变了我们对这个著名化石矿床的看法。”
该研究发表在《地球科学评论》上。 康奈尔学院前助理教授、杰克逊学院前博士后研究员德鲁·穆森特领导了这项研究。
菊花状的黄铁矿化石 来自 Ohmden 采石场，Posidonia 页岩 lagerstatte。 图片来源：Sinjini Sinha/德克萨斯大学奥斯汀杰克逊地球科学学院。
波西多尼亚页岩的化石可以追溯到 1.83 亿年前，其中包括罕见的软体标本，如鱼龙胚胎、有墨囊的鱿鱼和龙虾。 为了更多地了解为何当地可以有如此精美保存的化石条件，研究人员将数十个样本放在扫描电子显微镜下研究它们的化学成分。
“我迫不及待地想把它们放在显微镜下，帮助讲述它们的保存故事，”合著者吉姆·希夫鲍尔（Jim Schiffbauer）说，他是密苏里大学地质科学系的副教授，负责处理一些较大的样本。研究人员发现，在每种情况下，化石主要由磷酸盐矿物组成，尽管周围的黑色页岩岩石上散布着微小的黄铁矿晶体簇（称为“framboids”）。
德克萨斯大学奥斯汀分校的地球科学学生与来自波西多尼亚页岩的鱼龙标本。 图片来源：罗文·马丁代尔
在样本的不同位置发现黄铁矿和磷酸盐这一事实很重要，因为它揭示了有关化石环境的关键细节。 黄铁矿在缺氧（无氧）环境中形成，但磷酸盐矿物需要氧气。 研究表明，尽管缺氧海底为化石形成奠定了基础——阻止腐烂和捕食者的入侵，但它需要氧气脉冲来驱动化石形成所需的化学反应。
这些发现补充了该团队早期对因保存完好的化石（称为 konservat-lagerstätten）的地点的地球化学条件进行的研究。 然而，这些研究的结果与长期以来关于波西多尼亚化石保存所需条件的理论相矛盾。
“长期以来，人们一直认为缺氧导致了异常的保存，但它并没有直接帮助，”辛哈说。 “它有助于创造有利于更快化石化的环境，从而促进保存，但氧化作用可以增强保存。”
事实证明，氧化作用以及磷酸盐和伴随的矿物质也增强了化石的光泽。