磷灰石的成分

天山哈密翼龙蛋壳的拉曼光谱（面扫描）。 汪筱林团队 供图

中新网北京7月10日电 (记者 孙自法)中国新疆哈密翼龙动物群被誉为“翼龙伊甸园”，世界上首枚三维立体保存的翼龙蛋与胚胎化石及之后一大批翼龙蛋与胚胎在这里相继被发现。翼龙蛋壳的主要成分是什么？它和现生羊膜动物所产羊膜卵的蛋壳有何不同？翼龙蛋化石的相关研究备受关注。

天山哈密翼龙蛋壳截面的显微照片和成分信息。 汪筱林团队 供图

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)汪筱林研究团队李颖博士研究生等与中国科学院大学人文学院罗武干副教授等合作，对天山哈密翼龙的蛋化石进行深入分析研究，结果揭示该翼龙蛋白色蛋壳的主要成分是氟磷灰石。

这项对翼龙及翼龙蛋化石研究和保护具有重要意义的科研成果，近日在国际专业学术期刊《遗产科学》(Heritage Science)发表。

论文第一作者李颖在北京接受中新社记者专访介绍说，翼龙属于羊膜动物，产羊膜卵。由于翼龙蛋化石标本非常稀少，学界对翼龙蛋的认知仍十分有限，此前的研究主要集中于宏观形态和显微结构方面。汪筱林研究团队在哈密戈壁发现大量含哈密翼龙胚胎的蛋化石，仅一块标本上就有200余枚翼龙蛋和十多枚胚胎，为研究翼龙繁殖发育和羊膜卵演化等方面提供重要化石证据。

有关哈密翼龙研究在2014年发表的论文中就提到其蛋壳中含有大量钙、磷元素，但当时研究者普遍认为翼龙蛋壳成分与大多数羊膜卵的外壳一样为碳酸钙。

论文第一作者李颖展示介绍用于此次研究的哈密翼龙蛋壳化石标本材料。 中新社记者 孙自法 摄

李颖指出，为明确翼龙蛋壳内含磷物质的具体成分，研究团队利用扫描电镜能谱仪和拉曼光谱仪对翼龙蛋壳开展进一步研究。哈密翼龙蛋化石的蛋壳呈白色，扫描电镜图像显示蛋壳的厚度极薄，最厚处也只有大约50微米，蛋壳截面均可见不规则颗粒，呈现疏松多孔的结构；能谱点扫描显示蛋壳含有大量氧、钙、磷、氟元素和少量碳、硅元素，蛋壳截面的能谱面扫描结果表明钙、磷、氟元素存在相同的面分布模式，说明翼龙蛋壳是以钙质和磷质的矿物组成。

为确定蛋壳中含钙矿物和含磷矿物的具体物相，研究团队采用激光共聚焦拉曼显微镜对样品进行测试，结果表明其是磷灰石类矿物。为进一步明确磷灰石在翼龙蛋壳中的分布，研究者对蛋壳截面进行拉曼光谱面扫描，结果显示蛋壳自内而外均含有磷灰石，结合蛋壳中含有的氟元素，推测翼龙蛋壳的主要矿物成分是氟磷灰石。

论文第一作者李颖展示介绍用于此次研究的哈密翼龙蛋壳化石标本材料。 中新社记者 孙自法 摄

李颖表示，现生绝大多数羊膜动物所产蛋壳的主要化学成分为碳酸钙，其通常以文石、方解石、球文石矿物形式存在，只在极个别物种中报道有磷灰石蛋壳。那么，哈密翼龙蛋壳中为什么缺少碳酸钙而富集磷灰石？

对此，研究团队提出两种可能的解释：一是天山哈密翼龙的蛋壳与现生一种蜥蜴的蛋壳类似，罕见地由羟基磷灰石组成，而羟基磷灰石经地质作用后转化成氟磷灰石；二是天山哈密翼龙产软壳蛋，之前的研究也显示其为软壳蛋，与现生的锦蛇蛋极为相似，具有薄的外层硬壳和厚的内层软质壳膜，而氟磷灰石是壳膜在埋藏过程中磷酸盐化的结果。在磷酸盐化过程中，有机质膜提供模板和磷源，促使磷酸钙沉积，另外埋藏环境的微生物也可能促使磷酸钙沉积。

天山哈密翼龙蛋化石产地及化石标本。 汪筱林团队 供图

论文通讯作者汪筱林研究员强调，哈密翼龙蛋壳中缺失碳酸钙而富集磷灰石的情况表明，羊膜卵蛋壳在地质历史上可能具有更高的演化多样性。因此，后续新疆哈密“翼龙伊甸园”的各项研究还需要不断深入；化石保护工作也应考虑蛋壳的成分和结构，以此为基础进行加固材料与保护技术研究。(完)

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