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                    《科學通報》

                    開博時間:2019-09-06 16:50:00

                    《科學通報》是主要報道自然科學各學科基礎理論和應用研究方面具有創新性、高水平和重要意義的研究成果。報道及時快速,文章可讀性強,力求在比較寬泛的學術領域產生深刻影響。

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                    紫陽動物群:華南一個早奧陶世斜坡相化石庫

                    2020-03-18 22:40:00

                      自Sepkoski提出奧陶紀輻射(Ordovician radiation)假說以來,十多年間國際相關專家相繼對此進行了針對性的研究。尤其以IGCP 410和IGCP 503為標志,分別對大輻射的起始時限和環境背景進行了較為深入的研究。隨后的IGCP 653項目,其目的在于繼續綜合研究寒武紀大爆發到奧陶紀多樣性輻射事件(GOBE)之間的古生物事件。目前奧陶紀大輻射研究的關鍵科學問題主要是:奧陶紀大輻射與生物門類、生態方式、海水深度、緯度及氣候關聯;奧陶紀海洋生物的生態及食物網;化石記錄與真實的生物多樣性;奧陶紀大輻射的起因與控制因素。

                      三葉蟲的輻射是奧陶紀生物大輻射重要內容之一。Adrain提出了Ibex三葉蟲動物群與Whiterock三葉蟲動物群之間相互演替的過程。周志毅等對華南陸塊三葉蟲多樣性變化和輻射模式進行了深入研究,精確提出華南奧陶紀三葉蟲輻射的始發時間和環境。

                      2017年,西北大學和中國地質調查局西安地質調查中心研究團隊在區域填圖過程中發現了紫陽動物群,并對其進行了長期的化石采集和初步研究工作?;c隸屬華南地層大區,南秦嶺-大別山地層區,高灘兵房街地層小區,化石產自權河口組下段,巖性主要為中厚層狀泥質灰巖夾鈣質泥巖。紫陽動物群其生物組成特點鮮明,多樣性豐富,它提供了Ibex三葉蟲動物群與Whiterock 三葉蟲動物群相互演替早期化石證據。

                    圖1 紫陽動物群中主要的三葉蟲化石

                      A, B, L: Seleneceme sp.; C, D: Niobe sp.; E: Borogothus sp.; F: Degamella sp.; K: Geragnostus sp.; I: Ampyx sp.; G: Nileus sp.; J: Dividuagnostus sp.; H: Orometopidae Hupe, 1955

                      揚子地臺在早奧陶世初期以溫暖淺海地臺-陸棚相沉積為特征,處于中-低緯度地區。紫陽動物群屬于典型的斜坡相,為研究該區域乃至華南板塊奧陶紀生物多樣性輻射提供了化石新材料。該動物群主要是以三葉蟲為主,同時含有筆石、腕足動物、遺跡化石等。三葉蟲化石主要有Seleneceme、Niobe、Nileus、Ampyx、Degamella、Borogothus、Geragnostus、Dividuagnostus等屬(圖1);筆石有Tetragraptus和Paratemnograptus等屬;腕足動物常見的有Tritoechia和Lingulella 等。其中Tetragraptus approximatus Nicholson可以推斷動物群的時代為弗洛階( 圖2(E, F))。該動物群腕足動物相對較少,主要是Tritoechia sp.和Lingulella sp.,個體相對較小( 圖2(C, D))。

                      Adrain等對全球奧陶紀三葉蟲作了進一步的歸類,將其劃分成兩個主要動物群,一類為Ibex動物群(或稱寒武紀演化動物群),另一類為Whiterock動物群(或稱古生代演化動物群)。Ibex動物群起源于早寒武世,在早奧陶世顯示高度分異,然后迅速衰落,并在奧陶紀末期群體滅絕事件中全部消亡,Adrain等將Ibex動物群分成Ibex I和Ibex II兩個動物群,Ibex I動物群僅在特馬豆克 (Tremadocian)早期繁衍發達,而Ibex II動物群則在經歷了早期奧陶紀晚期的一次輻射后才走向衰落。Whiterock動物群發生于早奧陶世,在中奧陶世輻射并迅速繁衍,進而度過了奧陶紀末期群體滅絕事件難關,演化為志留紀動物群,其中部分還在泥盆紀、石炭紀或二疊紀得到發展和延續。

                    圖 2 紫陽動物群中部分筆石、腕足動物和其他門類化石

                      A: Paratemnograptus sp.; B: Tetragraptus sp.; C: Tritoechia sp.;D: Lingulella sp.; E, F: Tetragraptus approximatus Nicholson; G, H, I: Phyllocarida. 比例尺=1mm

                      紫陽動物群的主要屬種隸屬于7個科,與周志毅等描述的華南陸塊奧陶紀Ibex I、Ibex II和Whiterock動物群三葉蟲科的年代地層分布圖對比,其中屬于Whiterock動物群有2科:Cyclopygidae (Degamella sp.和Niobe sp.), Raphiophoridae(Ampyx sp.)。屬于Ibex II動物群有2科: Asaphidae(Borogothus sp.), Nileidae(Nileus sp.);屬于Ibex I動物群有3科: Agnostoidea(Dividuagnostus sp.), Geragnostoidea(Geragnostus sp.), Alsataspidiae(Seleneceme sp.)。根據發現三葉蟲新屬種(圖1(L))特點應該屬于Ibex I動物群。從動物群的科屬組成看,Ibex動物群略高于Whiterock動物群,前者占了主要地位。從數量上看,Alsataspidiae和Asaphidae占到整個動物群的75%多,Ibex動物群占主導地位,其中Ibex I動物群動物處于繁盛的階段。初步判斷紫陽動物群處在Ibex動物群向Whiterock動物群過渡的早期階段。

                      動物群組成中含有少量球接子和原尾蟲類(Dividuagnostus sp., Geragnostus sp.和Degamella sp.),水體應該深于陸棚區,但又淺于寒武紀球接子代表的水深,屬于典型的斜坡相動物群特征。從化石保存完整性看屬于特意埋藏。

                      紫陽動物群屬于早奧陶世典型的斜坡相三葉蟲動物群,代表了重要的一次奧陶紀生物多樣性事件(GOBE),也是探討奧陶系多樣性第一次峰值之前更多關鍵細節重要的動物群。

                      原文信息:王健, 華洪,王欣,等. 紫陽動物群: 華南一個早奧陶世斜坡相化石庫.科學通報, 2019, 64(22):2342-2350, https://doi.org/10.1360/N972019-00262

                    本文來自《科學通報》

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