云开地区中晚奥陶世生物群及其对华夏早古生代构造演化的启示

The boundary，period，collision mechanism and spatio-temporal evolution of the Yangtze block and Cathaysia block (or orogeny) remain controversial, which are the key issues for the tectonic evolution of South China. The core of the controversy is whether the paleo-South China Ocean existed in Caledonian. The Nanhuaian to Silurian strata are well exposed in Yunkai area, western Cathaysia block. Additionally, sedimentary construction and faunas were changed in Ordovician. In recent years, with the help of geological survey, some new fossil sites were discovered which include bivalve, brachiopoda, trilobite and kinds of unknown fossils. However, the weak study of shell biota restricted our understanding of the crucial tectonic transition period. Based on the middle to late Ordovician fossils, assisted by a comprehensive study of palaeontology, palaeobiogeography and palaeoecology, this project aims to improve a high-resolution bio-chronostratigraphic framework, approach the depositional paleogeographic and geotectonic evolution in Yunkai area and propose some palaeontological evidence for the presence of paleo-South China ocean. In all, this research would provide more clues and evidence in revealing the tectonic evolution of the Cathaysia block during the Early Paleozoic.

扬子陆块与华夏地块（或造山系）的碰撞拼贴界线和时限、碰撞机制及时空演化等，是困扰华南地区大地构造演化的关键问题，争议的核心是加里东期是否存在华南洋。华夏地块西部的云开地区自南华系至志留系出露连续，沉积建造与古生物群在奥陶纪出现明显分异，因此具有破解这一问题的巨大潜力。伴随着近年来地质调查项目的开展，在云开地区中上奥陶统的碎屑岩建造中发现了多个新化石点，包括双壳类、腕足类以及三叶虫和分类位置不明的化石，其中壳相生物群研究长期没有突破，制约了对这一关键构造转换期的认识。通过对这一地区中晚奥陶世化石的古生物学、生物古地理学和生态学特征进行研究，建立云开地区中晚奥陶世生物地层格架和岩石地层序列，确定奥陶纪沉积古地理格局及其大地构造属性，为探讨早古生代是否存在华南洋提出古生物学方面的佐证。该研究将为揭示华夏早古生代构造演化提供更多线索和依据。

云开地区奥陶纪双壳类化石是早古生代生物大辐射重大生物事件的代表。由于位于华夏陆块群西北缘，因而也是破解华夏地块构造属性及华南洋是否存在的焦点地区。本次研究了奥陶纪东冲组双壳类化石。化石个体小，主要为内模。古栉齿类占绝对优势。内部构造保存完好，大多数古栉齿类标本保存着完好的栉齿，翼形类、古异齿类、异齿类等有较好的铰齿构造。目前鉴定有19属（新建1个超科1个科3个新属，其它新属种仍在鉴定中），属种及新属数量之多为国内少见，且显示出与所有已知双壳类均有所不同的构造特征。东冲组双壳类动物群改变了我国中奥陶世双壳类化石属种贫乏的状况，而且使全球中奥陶世双壳类化石的新属数量有较大幅度增长。若干标本呈现了弹体窝构造为双壳类的早期演化提供新信息，提升了对全球奥陶纪双壳类辐射及演化进程的认识。同时系统研究云开地区中、上奥陶统腕足类、三叶虫类等，生物群总体面貌与扬子区相似，揭示出中-晚奥陶世华夏与扬子陆块间不存在大的洋盆隔离。通过珊瑚化石研究，提出原奥陶系罗东组命名剖面可能为泥盆纪层位，改变以往认为云开地区存在浅水台地相古地理格局的认识。.通过化石的研究，重新厘定了云开地区奥陶系岩石地层序列，提出盆地中心具向西或西北迁移趋势，这种变化可能揭示出钦防海槽向西向南西迁移过程。以化石和碎屑年代学研究郁南运动在云开地区的沉积响应，提出郁南运动具两幕式，第一幕为寒武纪/奥陶纪间海底扇砾石层，无暴露和变形现象，第二幕构造运动要相对强烈，为中/下奥陶统间的沉积间断。地球化学特征指示云开地区总体形成于被动陆缘背景，碎屑锆石研究表明物源方向为南东-北西向，具有华夏陆块群物源特征，区域上物源来自东冈瓦纳北缘、南极洲、印度地块和澳大利亚间造山带。进而还原了华南早古生代盆地NW-SE向充填过程及各期碎屑物质在早古生代平面扩散和演化过程，定量化重建盆地古地形；识别出华南板块在冈瓦纳大陆中向印度北缘的东部移动并发生逆时针旋转的物源响应。